Ora lineare (MVMT 113): 13 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Projektet Fusion 360 »

Pavarësisht se çfarë ju thotë Deepak Chopra, koha është lineare. Shpresojmë që kjo orë të jetë pak më afër realitetit sesa ato rrethore me të cilat jemi mësuar të gjithë. Intervali prej pesë minutash ndihet më pak neurotik sesa të jetë i saktë deri në minutë, dhe secili numër zmadhohet, duke ju kujtuar që të përqendroheni në të tashmen.

Unë e bëra këtë duke përdorur pothuajse çdo makinë në Pier 9 (ujësjellës, shpëlarës rëre, prestar lazer, printer 3D, laborator elektronik, etj.). Madeshtë bërë prej 6061 alumini, pajisje çeliku (vida, arra, kushineta), ingranazhe të shtypura 3D, një Arduino Uno, dhe panelet e orës dhe minutës janë kompensatë me lazer të gdhendur.

Sigurisht që e di që ky projekt nuk është i arritshëm për pothuajse të gjithë ata që nuk kanë fatin jashtëzakonisht të mirë të kenë qasje në një dyqan si ky, por shpresojmë se do ta gjeni frymëzues.

Fusion 360 është falas për studentët dhe hobistët, dhe ka një ton mbështetje edukative në të. Nëse doni të mësoni të modeloni 3D llojin e punës që bëj, mendoj se kjo është zgjedhja më e mirë në treg. Klikoni lidhjet më poshtë për t'u regjistruar:

Nxënës/Edukator

Hobi/Startup

Unë gjithashtu drejtova një seri klasash webinar që lidheshin me projektet e modelimit 3D me pjesë lëvizëse. Në këto webinare, do të mësoni veçoritë e Fusion 360 si kuvendet mekanike të avancuara (që do të thotë dy ose më shumë nyje që ndërveprojnë) dhe interpretimin. Webinari i fundit u përqëndrua në modelimin e këtij modeli të orës në Fusion 360. Mund ta shikoni të gjithë videon këtu:

Nëse jeni të interesuar, shikoni dy uebinaret e tjerë në këtë seri ku do të mësoni të krijoni një llambë gjigande dhe një orë të përhershme me Arduino.

Hapi 1: 507 Lëvizje Mekanike

507 Lëvizjet Mekanike është një enciklopedi e mekanizmave të zakonshëm nga vitet 1860 që shërben si një referencë e mirë për këtë lloj gjëje. Ky mekanizëm bazohet në Lëvizjen 113, "Rack and Pinion". Ky do të jetë një projekt i gjatë, kështu që nëse keni një mekanizëm specifik që dëshironi të bëj, mos ngurroni të bëni një kërkesë në komente!

Hapi 2: Dizajnimi dhe Modeli 3D

Videoja e mësipërme është një regjistrim i një webinari që kam bërë për pjesën e projektit të projektimit të raft dhe pinion.

Pjesa më e vështirë e dizajnit për të kuptuar ishte montimi i ingranazheve të raftit dhe pinion. Matematika për dizajnin e ingranazheve mund të bëhet mjaft e ndërlikuar (në fakt, ka inxhinierë që në thelb projektojnë vetëm montime ingranazhesh për këtë arsye), por bazuar në një mësim të shkëlqyer në Youtube nga Rob Duarte, unë bëra modelin tim që punon me versionin e fundit të shtesës Spur Gear për Fusion.

Videoja e mësipërme ju përshkon procesin e bërjes së montimit të raftit dhe pinion, por nëse doni një tutorial më të plotë, ju lutemi bashkohuni me mua për webinarin Design Now Hour Of Making in Motion më 5 Prill. Nëse e humbisni webinarin, ai ' Do të regjistrohem dhe do ta postoj videon këtu.

Modeli (lidhja më poshtë) ka të gjithë parametrat e treguar më sipër të futur tashmë. Unë nuk do të hyj në matematikë këtu, por nëse ndiqni udhëzimet, duhet të funksionojë për ju.

Përdorni shtesën Spur Gear duke shkuar te ADD-INS> Scripts and Add-Ins…> Spur Gear> Run. Kur të merrni dritaren e treguar më lart, futni parametrat. Numri i dhëmbëve nuk do t'ju lejojë të përdorni një parametër për vlerën, prandaj sigurohuni që të përputhet me vlerën e numrit të dhëmbëve nëse e ndryshoni. Ju gjithashtu duhet të shumëzoni parametrat e emëruar me 1 siç tregohet më sipër.

Mbani në mend se sapo të bëhet ingranazhi, mund ta redaktoni ashtu si çdo objekt tjetër në Fusion.

Siç tregohet në demonstrimin e videos, ky është një shembull se si do të ndërtonit një profil dhëmbi duke përdorur parametrat.

Këtu janë lidhjet me shabllonin që mund të përdorni për të bërë raftin dhe lidhësin tuaj në Fusion:

Modeli me parametra:

Pasi u zbuluan pajisjet e raftit dhe pinion, kalova shumë kohë duke modeluar motorë, çelsa dhe pjesë të tjera elektronike, pastaj duke kuptuar të gjitha detajet. Me lidhjen e lëvizjes të përshkruar më sipër, unë kam qenë në gjendje të marr një pamje të mirë se si do të dukej në lëvizje.

Ju mund të hyni në skedar përmes lidhjes më poshtë, dhe të luani me të ose madje të përpiqeni të krijoni versionin tuaj nga skedari. Pati shumë ngatërresa dhe ndryshime pasi u bënë pjesët, kështu që mos prisni që të jeni në gjendje të prerë me lazer të gjitha pjesët dhe të keni një produkt të përfunduar. Ky projekt ishte i shtrenjtë dhe mori shumë kohë! Nëse jeni vërtet serioz për ta bërë atë dhe keni nevojë për ndihmë, thjesht komentoni më poshtë dhe unë do të bëj çmos për t’ju nxitur.

Dizajni i përfunduar i orës:

Nëse nuk jeni tashmë një përdorues i Fusion 360, regjistrohuni në Klasën time të printimit 3D falas. It'sshtë një kurs përplasjeje në Fusion për të bërë, dhe Mësimi 2 ka të gjitha informacionet që ju nevojiten për të marrë Fusion falas.

Hapi 3: P URDITSIM 12/1/2020

Pasi bëra prototipin e parë, fillova përsëri me disa përmirësime në dizajn. Një nga kolegët e mi nga ekipi i Elektronikës krijoi një qark me porosi për të drejtuar motorët, dhe ka sensorë magnetikë që ndihmojnë në zbulimin e pozicionit (të indeksuar nga magnetët që përshtaten në binarë).

Të gjithë përbërësit në model kanë numrat e pjesëve, shumica janë nga McMaster Carr ose DigiKey. Ky është një dizajn shumë më i mirë sepse shmang problemin e grumbullimit nga pesha e hekurudhës kur zgjatet plotësisht, dhe sepse indeksimi i sensorit të magnetit siguron pozicionin e duhur çdo herë që motorët lëvizin.

Asambleja e plotë e Fusion 360:

Hapi 4: Pajisje kompjuterike

• Kolegjet: Alumini 6061 i trashë 6 mm (me sa duket kompensatë do të funksiononte gjithashtu)
• Paneli i numrave: kompensatë 3 mm
• Arduino Uno:
• Adafruit Motor Shield:
• 5V Stepper Motors: https://www.adafruit.com/products/858 (Unë do të rekomandoja përdorimin e motorëve 12V në vend të këtyre)
• Ndërprerësit limit (4):
• Ndërprerës momental (2):

Hapi 5: Elektronikë dhe Programim

Elektronika është bërë e gjitha me një Arduino Uno dhe një Mburojë Motor Adafruit.

Këtu është ideja themelore se si dua të funksionojë:

1. Kur njësia është e ndezur, stepat i drejtojnë raftet mbrapa derisa të ndizen çelësat e kufirit në anën e majtë. Kjo e vendos pozicionin në zero. Hapat pastaj drejtojnë raftet përpara derisa 1 të jetë i përqendruar në panelin e orës dhe 00 të përqendrohet në panelin e minutave.
2. Pasi të përqëndrohet ora dhe minuta, raftet ecin përpara në kohë. Një pozicion i plotë lëviz në fund me shpejtësi të plotë çdo 5 minuta, dhe një pozicion i plotë lëviz në krye çdo orë.
3. Ndërron çastet (kunjat 6-7) për të lëvizur raftet përpara me një pozicion (rreth 147 hapa), pastaj vazhdoni me numërimin e orës.
4. Lëvizjet e orës dhe minutës kanë numërues të cilët i kthejnë shufrat në çelsat e kufirit të majtë dhe i vendosin në zero pasi ora të ketë kaluar 12, dhe minutat kanë kaluar 55.

Unë ende nuk jam i qartë se çfarë saktësisht duhet të bëj me kodin. E kam punuar në teori me kodin më poshtë që është marrë nga Randofo. Ky kod lëviz shiritin e minutës përpara një hap çdo 200 ms (mendoj) pasi të aktivizohet një nga ndërprerësit limit. Punon, por unë jam shumë shpejt jashtë thellësisë sime duke kaluar punën bazë që kam bërë këtu. Ky duket si një problem mjaft i lehtë për një përdorues të zgjuar Arduino, por unë bëj vetëm një projekt me një ndoshta një herë në vit, dhe çdo herë që e bëj, në thelb kam harruar gjithçka që kam mësuar në projektin e fundit.

/*************************************************************

Demo e Stepper Motor Shield nga Randy Sarafan

Për më shumë informacion shikoni:

www.instructables.com/id/Arduino-Motor-Shi…

*************************************************************/

#include #include #include "utility/Adafruit_MS_PWMServoDriver.h"

// Krijoni objektin e mburojës së motorit me adresën e paracaktuar I2C

Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (); // Ose, krijojeni atë me një adresë të ndryshme I2C (thoni për grumbullimin) // Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (0x61);

// Lidhni një motor stepper me 200 hapa për rrotullim (1.8 gradë)

// te porti motorik #2 (M3 dhe M4) Adafruit_StepperMotor *myMotor1 = AFMS.getStepper (300, 1); Adafruit_StepperMotor *myMotor2 = AFMS.getStepper (300, 2);

int delaylegnth = 7;

void setup () {

// fillo lidhjen serike Serial.begin (9600); // konfiguroni pin2 si një hyrje dhe aktivizoni pinMode të rezistencës së brendshme tërheqëse të brendshme (2, INPUT_PULLUP);

// Serial.filloj (9600); // vendosni bibliotekën serike në 9600 bps

Serial.println ("Stepper test!");

AFMS.filloj (); // krijoni me frekuencën e paracaktuar 1.6KHz

//AFMS.filloj (1000); // OSE me një frekuencë të ndryshme, thuaj 1KHz myMotor1-> setSpeed (100); // 10 rpm}

lak void () {

// lexoni vlerën e butonit në një ndryshore int sensorVal = digitalRead (2); sensorVal == LOW; int vonesëL = 200; if (sensorVal == LOW) {Serial.println ("Minuta ++"); // myMotor1-> hapi (1640, BACKWARD, DOUBLE); për (int i = 0; i hap (147, BACKWARD, DOUBLE); // analogWrite (PWMpin, i); vonesë (vonesëL);} Serial.println ("Orë ++"); myMotor1-> hap (1615, PARA, DYFISH);

// myMotor2-> hapi (1600, BACKWARD, DOUBLE);

myMotor2-> hapi (220, PARA, DYFISHT); // vonesë (vonesëL); } tjetër {

//Serial.println("Hapat e dyfishtë të spirales ");

myMotor1-> hapi (0, PARA, DYFISHT); myMotor1-> hapi (0, BACKWARD, DOUBLE); }}

Hapi 6: Mblidhni Bazën

Baza është bërë nga dy pllaka me ndarës që i mbajnë së bashku. Vidhat fiksohen në pllakë përmes vrimave të përgjuara. Pjesa numër 6 në këtë vizatim është një pjesë tjetër e printuar 3D- një ndarës që është gjithashtu një djep për terminalin e energjisë për motorët stepper.

Hapi 7: Shtoni çelsat e momentit

Ndërprerësit e çastit, çelësat Arduino dhe limiti fiksohen të gjithë në pllakën e përparme, kështu që qasja në pajisje elektronike për të bërë ndryshime është e lehtë- thjesht hiqni pllakën e pasme dhe mund të arrini gjithçka.

Hapi 8: Shtoni Pllakën e Montimit dhe Çelësat Limit

Pllaka e montimit mban çelësat limit dhe montimin e kushinetave për raftet. Kjo pjesë gjithashtu mund të qëndrojë së bashku kur redaktoni pajisjet elektronike.

Hapi 9: Shtoni Stepper Motors & Gears

Motorët stepper fiksohen në panel me vida M4 përmes vrimave të filetuara, dhe ingranazhet e printuara 3D janë të përshtatshme për shtyp mbi shtyllat e motorit. Kam përdorur një kapëse këmbëzash për t'i bërë ato të qetë dhe të skuqur.

Hapi 10: Shtoni rafte

Raftet kanë çarje të prera në to që mbajnë dy kushinetat e topit. Ekziston një hendek i vogël (.1mm) midis kushinetave dhe vrimave, i cili lejon që rafti të lëvizë lirshëm.

Kushinetat janë të vendosura midis ndarësve të printuar me porosi 3D për të marrë përshtatjen e saktë që më duhej. Ka një pllakë në pjesën e përparme që vepron si një rondele që mban raftet në vend.

Hapi 11: Shtoni shirita për orë dhe minuta

Shufrat e orës dhe minutës fiksohen në raftet me ndarës 12mm duke krijuar një hendek që lejon pastrimin midis shufrave dhe rafteve.

Hapi 12: Shtoni zmadhues

Zmadhuesit janë zmadhues xhepi të lirë që gjeta në amazon. Ato janë kompensuar nga pjesa e përparme e shufrave me ndarës 25mm.

Hapi 13: Mësimet e nxjerra

Kam mësuar shumë për lëvizjen lineare me këtë projekt. Toleranca që kam përdorur midis kushinetave dhe çarjeve në rafte ishte pak a shumë, kështu që nëse do ta bëja përsëri mendoj se ndoshta do ta përgjysmoja. Hendeku në anët e boshllëqeve ishte gjithashtu shumë i madh.

Motorët punojnë, por sa më shumë të zgjasë kantili, aq më shumë duhet të punojnë. Unë ndoshta do të shkoja me stepa 12V në vend të atyre 5V.

Reagimi gjithashtu duhet të ishte më i madh, ndoshta 0.25 mm. Ingranazhet po binin mbi rafte shumë fort me ingranazhet e para që provova.