Flex Claw: 24 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

تم إنشاء هذا التوجيه استيفاءً لمتطلبات المشروع الخاصة بـ Makecourse في جامعة جنوب فلوريدا (www.makecourse.com).

The Flex Claw هو ثاني أفضل مشروع لأي طالب ومهندس ومصلح على حد سواء من شأنه بالتأكيد جذب انتباه جمهورك. يتم تشغيل Flex Claw بالكامل بواسطة Arduino Uno ، وهو نهج مبسط لمخلب متمركز ذاتيًا باستخدام محرك واحد فقط! لكن قدراته ليست بهذه البساطة ، حيث أعيد تصميم هيكل المخلب الخاص به ليُثني فعليًا على أي كائن على شكل يحمله! على الرغم من أن تصميمها يتم في الغالب بشكل عملي ، إلا أن الوصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد مع فتيل NinjaFlex وتوافق PLA ضروري.

الخطوة 1: الأدوات والمواد

تتمثل الخطوة الأولى في إلقاء نظرة على جميع الأجزاء وربما إجراء التعديلات. لهذا ، أوصي بشدة باستخدام Solidworks لأنه سهل الاستخدام بمجرد معرفة مكان جميع الأوامر. إذا لم يكن قد تم تنزيله بالفعل ، فتأكد من مراجعة مدرستك أو مكان عملك للحصول على خصومات أو رموز وصول مجانية. سيكون YouTube أيضًا أفضل صديق لك إذا كنت بحاجة إلى مزيد من الوضوح حول كل ميزة. ستتناول الخطوات القليلة التالية كيفية تصميم القطع لـ Flex Claw باستخدام Solidworks التي تحتاج إلى طباعة ثلاثية الأبعاد.

قبل جمع المواد ، يرجى قراءة جميع الخطوات والتأكد من أن ما هو مذكور أدناه يناسب المنتج النهائي الذي تريده حيث يمكن إجراء أي تعديلات شخصية على حجم / أبعاد القطع التي تمت مناقشتها ، على الرغم من عدم التوصية بها. تتطابق المواد التالية مع خطوات عملية البناء الأصلية.

أدوات:

- قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد متوافقة مع خيوط NinjaFleax و PLA.

- قاطع ليزر للخشب الرقائقي (موصى به للأبعاد الدقيقة ، ولكن قد يتم العمل عليه بمهارة من ذوي الخبرة)

- مثقاب كهربائي مع مثقاب 3/16

- دريميل

- مجموعة Arduino Uno الكاملة (الأسلاك وكابل التوصيل وما إلى ذلك) ، بما في ذلك مستشعر القرب وضوء LED (مع المقاوم المقابل) وزر الضغط ومحركين متدرجين (قد تكون هناك حاجة إلى محرك أقوى اعتمادًا على نتائج البحث ومقاومة الاحتكاك).

مادة:

- لوح خشب رقائقي مقاس 12 × 24 بوصة × 0.125 بوصة

- أنبوب PVC 4 "القطر الخارجي ، حوالي 5" طويلة ، 0.125 "جدار

- شريط لاصق

- مسامير 6/32 "1.5" طويلة × 6 ، مع صواميل محترمة

- قضيب ألومنيوم بقطر 0.125 بوصة ، منشار طويل ومناسب 6 بوصة للتقطيع المستقبلي

- منفذ متصل بإخراج 2.5 أمبير على الأقل (شاحن I-Phone / I-Pad يعمل)

الخطوة 2: المخلب: الخارج

الآن بعد أن أصبح لدينا Solidworks ، يمكننا البدء في تصميم تصميم المخلب الخارجي. يُشجع على أن تكون هذه واحدة من الخطوات الأولى لأن هذه القطعة تحتاج إلى طباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام خيوط NinjaFlex ، والتي تستغرق وقتًا أطول لتشكيلها من معظم البلاستيك وربما تحتاج إلى مصدر خارجي لطابعة ثلاثية الأبعاد متوافقة مع هذا الفتيل.

يعتبر Claw ميزة أساسية للمشروع لأنه ينحني في الواقع على شكل أي عنصر محتجز. من خلال السماح بجدار خارجي رقيق ومرن للغاية ، يمكننا الاستفادة من قابليته للانهيار الطبيعي لزيادة مساحة سطح التلامس إلى أقصى حد للحصول على قبضة أفضل. على الرغم من ذلك ، فإن الجانب الآخر من العملة هو أنها لا تزال بحاجة إلى جسور صلبة داخلية للحفاظ على هيكلها وتطبيق قوى الانضغاط عند التلامس (الخطوة 3).

هذه هي القطع لعمل مخلب واحد ، لذا كن مستعدًا لطباعة 3 أضعاف هذا المبلغ مقابل 3 مخالب. نصيحة جيدة هي أنه يمكننا طباعة أجزاء متعددة في نفس الوقت طالما أن هناك مساحة كافية على السرير. ولكن هذا قد يزيد أيضًا من الإحباط لأن قطعة واحدة ساءت أثناء عملية الطباعة ، ثم سنحتاج إلى إيقاف الطباعة لبقية القطع أيضًا. قد يؤدي وجود عدد كبير جدًا من القطع على السرير إلى تصلب الطبقة البلاستيكية في جزء واحد أكثر من اللازم قبل إضافة الطبقة التالية (نظرًا لأن الماكينة يجب أن تدور حول الأجزاء الأخرى) وتسبب ثنيًا في منتصف القطعة. إن تجربة الرغبة في أن تتمكن الطابعة ثلاثية الأبعاد من التعامل معها هي أفضل شيء بالنسبة للشيء ، ولكن ضع في اعتبارك أنه يمكن طباعة أكثر من جزء في وقت واحد.

إلى جانب ملفات جزء Solidworks ، يتم إرفاق رسم Solidworks الذي يعرض القياسات المستخدمة. على الرغم من أن معظم هذه الأطوال يمكن تغييرها لتناسب أماكن إقامتك بشكل أفضل ، إلا أنه يجب نقل أي تغييرات بعد ذلك إلى قطع أخرى لضمان توافق كل شيء معًا. لذلك يوصى بحجز التعديلات حتى بعد مراجعة كل خطوة والنظر في النتيجة النهائية. خلاف ذلك ، هذه هي الخطوات الأساسية لتصميم النموذج المحدد المقصود.

الخطوة الثالثة: المخلب: الجسور الداخلية

بعد ذلك ، الجسور الداخلية للمخلب. بينما يحتاج تصميم المخلب الخارجي إلى الطباعة باستخدام NinjaFlex للسماح بالمرونة ، تحتاج هذه الجسور بدلاً من ذلك إلى الطباعة باستخدام خيوط PLA. ستكون هذه صلبة وتعمل كعظام للحفاظ على بنية المخلب أثناء ثنيها وتطبيق قوى الانضغاط عند التلامس.

إلى جانب ملفات جزء سوليد ووركس ، يتم إرفاق رسم الأعمال الصلبة للقطع التي تعرض القياسات المستخدمة. هذه هي الأبعاد التي تتوافق مع بقية تصميم المخلب بحيث يتناسب كل شيء معًا ، لذا تأكد من أن أي تعديلات شخصية على الأجزاء السابقة يتم نقلها إلى هذه القطع إذا لزم الأمر. خلاف ذلك ، هذه هي الخطوات الأساسية لتصميم النموذج المحدد المقصود.

(هذه هي القطع لعمل مخلب واحد ، لذا كن مستعدًا للطباعة ثلاثية الأبعاد 3 أضعاف هذا المبلغ مقابل 3 مخالب)

الخطوة 4: المنزلق

يتكون المنزلق من 4 أجزاء: 1 شريط تمرير مهيمن ، 1 أسطوانة مع عمود ، و 2 "ملحق منزلق". من خلال طريقة تصميم هذا ، يمكن أن يغلف شريط التمرير الأسطوانة بالكامل دون تقييد قدرتها على الدوران داخل أخدودها. هذا أيضًا لا يتطلب براغي لأن المرفقات تنبثق فقط في شريط التمرير الرئيسي وفوق الأسطوانة الموضوعة.

إلى جانب ملفات جزء سوليد ووركس ، يتم إرفاق رسم الأعمال الصلبة للقطع التي تعرض القياسات المستخدمة. هذه هي الأبعاد التي تتوافق مع بقية تصميم المخلب بحيث يتناسب كل شيء معًا ، لذا تأكد من أن أي تعديلات شخصية على الأجزاء السابقة يتم نقلها إلى هذه القطع إذا لزم الأمر.

(هذه هي القطع لعمل مخلب واحد ، لذا كن مستعدًا للطباعة ثلاثية الأبعاد 3 أضعاف هذا المبلغ مقابل 3 مخالب)

الخطوة 5: الطبل والتسخير

تعتبر الأسطوانة وحزام الأسطوانة وسطاء لربط المخلب بالمنزلق ويسمح له بالدوران للأمام بينما تتحرك المنزلقات للخارج. على عكس الأجزاء السابقة التي يجب طباعتها ثلاثية الأبعاد ، يمكن عمل هذه القطع باستخدام قضبان الخشب والألمنيوم بدلاً من ذلك. لكن لا يُنصح بها نظرًا لأن هذه لها قياسات دقيقة تسمح للقطع الأخرى بالاتصال معًا ، خاصةً الحزام الذي يحتوي على أخدود سفلي يجب أن يتناسب مع سمك حافة الأنبوب PVC وانحناءها. يرجى التحقق من هذه المعلمة لأنبوب PVC الذي لديك بالفعل أو تدوينه للعثور على ما يناسبك.

في خطوة مستقبلية ، سنقوم بتجميع هذه الأجزاء بحيث تتلاءم الفتحة السفلية لموصل الأسطوانة مع عمود الأسطوانة المنزلقة وأن يتناسب الزوج الأوسع من المنشورات الموجودة على DrumHalf من خلال الفتحات الموجودة في قاعدة الجزء الخارجي من Claw. مع ما يقال ، هذه هي الأبعاد التي تتوافق مع بقية تصميم المخلب بحيث يتناسب كل شيء معًا ، لذا تأكد من نقل أي تعديلات شخصية على الأجزاء السابقة إلى هذه القطع إذا لزم الأمر.

(هذه هي القطع لعمل مخلب واحد ، لذا كن مستعدًا للطباعة ثلاثية الأبعاد 3 أضعاف هذا المبلغ مقابل 3 مخالب)

الخطوة 6: الترس الدائري والعتاد

هذا هو المكان الذي تأتي فيه الطاقة. لا ينبغي تغيير كل من ترس التروس والعتاد الحلقي للطباعة ثلاثية الأبعاد لأنهما خاصان للغاية. يحتوي محور الترس الصغير على ملاءمة كاملة فقط لمحرك السائر الأساسي المذكور. إذا كان هناك محرك آخر يريد استخدامه بأبعاد مختلفة لمحور الدوران ، فيمكن تعديل ذلك في ملف الأعمال الصلبة. بالنسبة لهذا النموذج ، يتم استخدام محركي خطوي ، لذا تأكد من طباعة 2 ترس.

إلى جانب ملفات جزء سوليد ووركس ، يتم إرفاق رسم الأعمال الصلبة للقطع التي تعرض القياسات المستخدمة. هذه هي الأبعاد التي تتوافق مع بقية تصميم المخلب بحيث يتناسب كل شيء معًا ، لذا تأكد من أن أي تعديلات شخصية على الأجزاء السابقة يتم نقلها إلى هذه القطع إذا لزم الأمر.

الخطوة 7: أذرع شعاعية ودوامة

يتم وضع الكاروسيل لاحقًا فوق ترس الحلقة مع تدوير رابط نصف القطر باتجاه وبعيدًا عن شريط التمرير ، ودفعه للخلف وللأمام. على الرغم من أن هذا تصميم بسيط ، لا يُنصح باستبدال الرف الدائري بالخشب وقضبان الألمنيوم المدعومة بشكل فضفاض لأن القطعة بأكملها يجب أن تكون متينة بما يكفي لتدور حول أنبوب PVC دون اهتزاز. في المجموع ، هناك حاجة إلى 3 روابط نصف قطرها.

إلى جانب ملفات جزء سوليد ووركس ، يتم إرفاق رسم الأعمال الصلبة للقطع التي تعرض القياسات المستخدمة. هذه هي الأبعاد التي تتوافق مع بقية تصميم المخلب بحيث يتناسب كل شيء معًا ، لذا تأكد من أن أي تعديلات شخصية على الأجزاء السابقة يتم نقلها إلى هذه القطع إذا لزم الأمر.

الخطوة 8: صندوق المحرك الأساسي

بصرف النظر عن المخلب الفردي ، قد يكون هذا الجزء هو التالي الأكثر تعقيدًا. ستكون الطباعة ثلاثية الأبعاد أفضل صديق لك لأنها لم تثبت نفسها بالفعل. هذه القاعدة على الرغم من أنها تم قياسها لتناسب بشكل خاص أداة توصيل الأنابيب البلاستيكية التي استخدمتها (وأوصي بها) بقطر خارجي يبلغ 4 بوصات ، وجدران بسمك 0.25 بوصة ، وحافة مائلة بالقرب من الحافة. يرجى التحقق من الأبعاد وتغييرها لتناسب الأنبوب الذي تستخدمه بشكل أفضل. تُباع الأنابيب أيضًا عادةً بإعلامك بالقطر الداخلي. لذا في هذه الحالة ، إذا كنت بحاجة إلى أنبوب بقطر خارجي يبلغ 4 بوصات وبسمك 0.25 بوصة ، فيجب أن أبحث عن أداة توصيل مقاس 3.5 بوصة. وفي كلتا الحالتين ، لا يمكنك الذهاب إلى المتجر بشكل خاطئ الحاكم في يده.

تم تصميم هذه القاعدة لتناسب محركين متدرجين 28BYJ-48 5VDC لـ Arduino Uno. على الرغم من سهولة تشفير هذه المحركات ، إلا أنها لا تشتهر بقوتها. يساعد تقليل الاحتكاك بشكل كبير عن طريق تطبيق مسحوق الجرافيت أو مواد التشحيم الجافة الأخرى على منزلقات الحلقة. بخلاف ذلك ، إذا كان من الممكن الوصول إلى محرك أقوى ، فقد تم تغيير التصميم الرئيسي إلى الحاجة الأساسية التي صنعتها ويتم تشجيعي على القيام بذلك بعد استخدام هذا التصميم مع محركي خطوي أساسيين حتى تتمكن من رؤية كيف سيؤثر التصميم النهائي على تغييرات ملحوظة.

تهدف هذه القاعدة أيضًا إلى دمج لوح التجارب عن طريق تحريكه في الفتحة المستطيلة على الجانب. باستخدام هذا ، تم التخطيط لمقطع عرضي بعرض 2.25 بوصة وارتفاع 0.375 بوصة ، نظرًا لأنه حجم قياسي لمعظم ألواح التجارب. مرة أخرى ، مثل المحركات ، إذا كنت تريد استخدام خبز بحجم مختلف بدلاً من ذلك ، فيرجى الانتظار حتى بعد أخذ التفاصيل الكاملة لتخطيط الدائرة النهائية لإجراء التغييرات بعد ذلك.

الخطوة 9: قضبان شريط التمرير المتفرعة

سيتم حفر هذه الحلقة في الأنبوب PVC لتكون مستقرة قدر الإمكان حتى تنزلق المنزلقات عبرها. عادة ما تكون هذه القطعة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن طباعتها ثلاثية الأبعاد ، لذلك أوصي بشدة بالوصول إلى قاطع الخشب بالليزر أو تطوير مهاراتك بالحواف المستديرة في متجر الأخشاب. باستخدام هذا ، يمكن أن يختلف السُمك ليتناسب بشكل أفضل مع المنزلقات ، ولكن تأكد من ترك بعض المساحة للمناورة. في خطوة لاحقة ، سنتعرف على أفضل الطرق لتأمين ذلك على الهيكل.

إلى جانب ملفات جزء سوليد ووركس ، يتم إرفاق رسم الأعمال الصلبة للقطع التي تعرض القياسات المستخدمة. هذه هي الأبعاد التي تتوافق مع بقية تصميم المخلب بحيث يتناسب كل شيء معًا ، لذا تأكد من أن أي تعديلات شخصية على الأجزاء السابقة يتم نقلها إلى هذه القطع إذا لزم الأمر.

الخطوة 10: اردوينو والأسلاك والمكونات

الخطوة 11: كود اردوينو

الخطوة 12: اختبار الدائرة

الخطوة 13: التجميع الأساسي: المخلب

الخطوة 14: التجميع الأساسي: الطبل والتسخير

الخطوة 15: التجميع الأساسي: المتزلجون

الخطوة 16: الحفر

الخطوة 17: تجميع PVC

الخطوة 18: تجميع القاعدة والدائرة