Flex Claw: 24 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Instruksi ini dibuat untuk memenuhi persyaratan proyek Makecourse di University of South Florida (www.makecourse.com).

The Flex Claw adalah proyek terbaik berikutnya untuk siswa, insinyur, dan pengotak yang pasti akan menarik perhatian audiens Anda. Dijalankan sepenuhnya oleh Arduino Uno, Flex Claw adalah pendekatan yang disederhanakan untuk cakar yang berpusat pada diri sendiri dengan hanya menggunakan satu motor! Tetapi kemampuannya tidak sesederhana itu, karena struktur cakarnya didesain ulang untuk benar-benar melenturkan ke objek berbentuk apa pun yang dipegangnya! Meskipun konstruksinya sebagian besar langsung, akses ke printer 3D dengan filamen NinjaFlex dan kompatibilitas PLA diperlukan.

Langkah 1: Alat & Bahan

Langkah pertama adalah memeriksa semua bagian dan dan mungkin membuat penyesuaian. Untuk ini, saya sangat merekomendasikan menggunakan Solidworks karena sangat ramah pengguna setelah Anda mengetahui di mana semua perintah berada. Jika Anda belum mengunduhnya, pastikan untuk menghubungi sekolah atau tempat kerja Anda untuk diskon atau kode akses gratis. YouTube juga akan menjadi teman terbaik Anda jika Anda membutuhkan lebih banyak kejelasan tentang setiap fitur. Beberapa langkah berikutnya akan membahas cara mendesain potongan untuk Flex Claw dengan Solidworks yang perlu dicetak 3D.

Sebelum mengumpulkan materi, harap baca semua langkah dan konfirmasikan bahwa yang tercantum di bawah ini sesuai dengan produk akhir yang Anda inginkan karena penyesuaian yang dipersonalisasi untuk ukuran/dimensi potongan yang dibahas dapat dilakukan, meskipun tidak disarankan. Bahan-bahan berikut ini bertepatan dengan langkah-langkah awal proses konstruksi.

Peralatan:

- Dapat dicetak 3D yang kompatibel dengan filamen NinjaFleax dan PLA.

- Pemotong laser kayu lapis (disarankan untuk dimensi yang tepat, tetapi dapat dikerjakan dengan keterampilan yang berpengalaman)

- Bor listrik dengan mata bor 3/16

- Dremel

- Kit Arduino Uno lengkap (kabel, kabel koneksi, dll), termasuk sensor jarak, lampu LED (dengan resistor yang sesuai), tombol tekan, dan 2 motor stepper (motor yang lebih kuat mungkin diperlukan tergantung pada hasil pencarian dan hambatan gesekan).

Bahan:

- Lembaran kayu lapis 12" x 24" x 0,125"

- Pipa PVC 4" Diameter Luar, panjang sekitar 5", dinding 0,125"

- Pita pegangan

- 6/32" sekrup panjang 1,5" X 6, dengan mur yang disegani

- Batang Aluminium berdiameter 0,125 ", Gergaji besi panjang & tepat 6" untuk pemotongan di masa mendatang

- Outlet terhubung dengan setidaknya output 2.5 Amp (pengisi daya I-Phone/I-Pad berfungsi)

Langkah 2: Cakar: Eksterior

Sekarang setelah kita memiliki Solidworks, kita dapat mulai memodelkan desain cakar eksternal. Ini didorong untuk menjadi salah satu langkah pertama karena bagian ini perlu dicetak 3D dengan filamen NinjaFlex, yang membutuhkan waktu lebih lama untuk terbentuk daripada kebanyakan plastik dan mungkin memerlukan sumber luar untuk printer 3D yang kompatibel dengan filamen ini.

Cakar adalah fitur utama proyek karena sebenarnya melengkung ke bentuk barang apa pun yang dipegang. Dengan memungkinkan eksterior dinding yang sangat fleksibel dan tipis, kita dapat memanfaatkan sifat kolapsnya yang alami untuk memaksimalkan area permukaan kontak untuk cengkeraman yang lebih baik. Sisi lain dari koin, bagaimanapun, adalah bahwa ia masih membutuhkan jembatan kaku internal untuk tetap mempertahankan strukturnya dan menerapkan gaya kompresibel pada kontak (langkah 3).

Ini adalah potongan untuk membuat satu cakar, jadi bersiaplah untuk mencetak 3 kali jumlah ini untuk 3 cakar. Saya tip yang baik adalah bahwa kita dapat mencetak beberapa bagian pada saat yang sama selama ada cukup ruang di tempat tidur. Tetapi ini juga dapat meningkatkan frustrasi jika satu bagian rusak selama proses pencetakan, maka kami juga perlu menghentikan pencetakan untuk bagian lainnya. Terlalu banyak potongan di tempat tidur juga dapat mengakibatkan lapisan plastik satu bagian mengeras terlalu banyak sebelum lapisan berikutnya ditambahkan (karena mesin harus memutar ke bagian lain) dan menyebabkan bengkokan di tengah potongan. Pengalaman ingin printer 3D Anda dapat menangani adalah hal terbaik untuk hal itu, tetapi perlu diingat bahwa lebih dari satu bagian dapat dicetak pada satu waktu.

Bersama dengan file bagian solidworks, terlampir adalah gambar solidworks yang menampilkan pengukuran yang digunakan. Meskipun sebagian besar dari panjang ini dapat diubah agar lebih sesuai dengan akomodasi Anda, setiap perubahan perlu dilakukan kemudian ke bagian lain untuk memastikan semuanya cocok satu sama lain. Jadi penyesuaian disarankan untuk dicadangkan sampai Anda memeriksa setiap langkah dan mempertimbangkan hasil akhirnya. Jika tidak, ini adalah langkah-langkah dasar untuk merancang model yang diberikan dimaksudkan.

Langkah 3: Cakar: Jembatan Internal

Selanjutnya, jembatan internal untuk cakar. Sementara desain cakar eksternal perlu dicetak dengan NinjaFlex untuk memungkinkan fleksibilitas, jembatan ini malah perlu dicetak dengan filamen PLA. Ini akan menjadi kaku dan bertindak sebagai tulang untuk mempertahankan struktur cakar saat menekuk dan menerapkan gaya kompresibel saat bersentuhan.

Bersama dengan file bagian solidworks, terlampir adalah gambar solidworks dari potongan yang menampilkan pengukuran yang digunakan. Ini adalah dimensi yang kompatibel dengan desain cakar lainnya sehingga semuanya cocok, jadi pastikan bahwa penyesuaian pribadi apa pun pada bagian sebelumnya dilakukan ke bagian ini jika diperlukan. Jika tidak, ini adalah langkah-langkah dasar untuk merancang model yang diberikan yang dimaksudkan.

(Ini adalah potongan untuk membuat satu cakar, jadi bersiaplah untuk mencetak 3D 3 kali jumlah ini untuk 3 cakar)

Langkah 4: Penggeser

Slider terbuat dari 4 bagian: 1 slider dominan, 1 drum dengan pos, dan 2 "slider attachment". Dengan cara ini dirancang, penggeser dapat sepenuhnya membungkus drum tanpa membatasi kemampuannya untuk berputar di dalam alurnya. Ini juga tidak memerlukan sekrup karena lampiran hanya masuk ke penggeser utama dan di atas drum yang ditempatkan.

Bersama dengan file bagian solidworks, terlampir adalah gambar solidworks dari potongan yang menampilkan pengukuran yang digunakan. Ini adalah dimensi yang kompatibel dengan desain cakar lainnya sehingga semuanya cocok, jadi pastikan bahwa penyesuaian pribadi apa pun pada bagian sebelumnya dilakukan ke bagian ini jika diperlukan.

(Ini adalah potongan untuk membuat satu cakar, jadi bersiaplah untuk mencetak 3D 3 kali jumlah ini untuk 3 cakar)

Langkah 5: Drum & Harness

Drum dan drum harness adalah perantara untuk menghubungkan cakar ke slider dan memungkinkannya berputar ke depan saat slider bergerak ke luar. Tidak seperti bagian sebelumnya yang harus dicetak 3D, bagian ini dapat dibuat bekerja dengan menggunakan batang kayu dan aluminium. Tetapi tidak disarankan karena ini memiliki ukuran yang tepat yang memungkinkan bagian lainnya terhubung bersama-sama, terutama harness yang memiliki alur bawah yang harus sesuai dengan ketebalan dan kelengkungan pelek pipa PVC. Silakan periksa parameter ini ke pipa PVC yang sudah Anda miliki atau perhatikan untuk menemukan yang cocok.

Pada langkah selanjutnya, kami akan merakit bagian-bagian ini sehingga lubang bawah konektor Drum pas dengan poros drum penggeser dan pasangan tiang yang lebih lebar pada DrumHalf masuk melalui keseluruhan di dasar eksterior Claw. Dengan itu dikatakan, ini adalah dimensi yang kompatibel dengan sisa desain cakar sehingga semuanya cocok bersama, jadi pastikan bahwa setiap penyesuaian pribadi pada bagian sebelumnya dilakukan ke bagian ini jika diperlukan.

(Ini adalah potongan untuk membuat satu cakar, jadi bersiaplah untuk mencetak 3D 3 kali jumlah ini untuk 3 cakar)

Langkah 6: Pinion & Ring Gear

Di sinilah kekuatan masuk. Baik pinion Gear maupun ring gear tidak boleh diubah untuk pencetakan 3D karena keduanya sangat khusus. Hub pinion hanya cocok untuk motor stepper dasar yang disebutkan. Jika motor lain ingin digunakan dengan dimensi poros yang berbeda, maka ini dapat disesuaikan di file solid works. Untuk model ini, 2 motor stepper digunakan, jadi pastikan untuk mencetak 2 pinion.

Bersama dengan file bagian solidworks, terlampir adalah gambar solidworks dari potongan yang menampilkan pengukuran yang digunakan. Ini adalah dimensi yang kompatibel dengan desain cakar lainnya sehingga semuanya cocok, jadi pastikan bahwa penyesuaian pribadi apa pun pada bagian sebelumnya dilakukan pada bagian ini jika diperlukan.

Langkah 7: Lengan Radial & Korsel

Korsel kemudian ditempatkan di atas roda gigi cincin dan dengan memutar tautan jari-jari ke arah dan menjauhi penggeser, mendorongnya ke belakang dan ke depan. Meskipun ini adalah desain yang sederhana, korsel tidak disarankan untuk diganti dengan kayu dan batang aluminium yang ditopang secara longgar karena seluruh bagian harus cukup kokoh untuk berputar di sekitar pipa PVC tanpa bergoyang. Secara total, 3 tautan radius diperlukan.

Bersama dengan file bagian solidworks, terlampir adalah gambar solidworks dari potongan yang menampilkan pengukuran yang digunakan. Ini adalah dimensi yang kompatibel dengan desain cakar lainnya sehingga semuanya cocok, jadi pastikan bahwa penyesuaian pribadi apa pun pada bagian sebelumnya dilakukan ke bagian ini jika diperlukan.

Langkah 8: Kotak Motor Dasar

Selain cakar individu, bagian ini mungkin yang paling kompleks berikutnya. Pencetakan 3D akan menjadi teman terbaik Anda jika itu belum terbukti. Basis ini meskipun diukur agar sesuai dengan sambungan pipa PVC yang saya gunakan (dan rekomendasikan) dengan diameter luar 4", dinding tebal 0,25", dan tepi miring di dekat tepi. Silakan periksa dimensi dan ubah agar lebih sesuai dengan pipa yang Anda gunakan. Pipa juga biasanya dijual dengan memberi tahu Anda tentang diameter dalam. Jadi dalam hal ini, jika saya membutuhkan pipa berdiameter luar 4" yang memiliki dinding tebal 0,25", saya harus mencari sambungan 3,5". seorang penguasa di tangan.

Basis ini dimaksudkan untuk memuat dua motor langkah 28BYJ-48 5VDC untuk Arduino Uno. Meskipun motor ini lebih mudah dikodekan, mereka tidak terkenal karena kekuatannya. Mengurangi gesekan sangat membantu dengan mengaplikasikan bubuk grafit atau pelumas kering lainnya pada penggeser cincin. Jika tidak, jika motor yang lebih kuat dapat diakses, desain utama diubah ke dasar yang perlu saya buat dan dianjurkan untuk melakukannya setelah menggunakan desain ini dengan 2 motor stepper dasar sehingga Anda dapat melihat bagaimana tata letak akhir akan mempengaruhi perubahan penting.

Basis ini juga dimaksudkan untuk menggabungkan papan tempat memotong roti dengan menggesernya ke dalam slot persegi panjang di samping. Dengan ini, penampang dengan lebar 2,25" dan tinggi 0,375" direncanakan, karena ini adalah ukuran standar untuk sebagian besar papan tempat memotong roti. Sekali lagi, seperti motor, jika roti berukuran berbeda ingin digunakan sebagai gantinya, harap tunggu sampai setelah mengambil detail lengkap dari tata letak sirkuit akhir untuk kemudian membuat perubahan.

Langkah 9: Percabangan Rel Slider

Cincin ini akan dibor ke dalam pipa PVC agar sestabil mungkin bagi penggeser untuk meluncur. Potongan ini biasanya terlalu besar untuk dicetak 3D, jadi saya sangat merekomendasikan mendapatkan akses ke pemotong laser kayu atau mengembangkan keterampilan Anda dengan tepi bundar di toko kayu. Dengan ini, ketebalannya dapat bervariasi agar lebih pas dengan bilah geser, tetapi pastikan untuk tetap menyisakan ruang gerak. Pada langkah selanjutnya, kita akan membahas cara terbaik untuk mengamankan ini ke struktur.

Bersama dengan file bagian solidworks, terlampir adalah gambar solidworks dari potongan yang menampilkan pengukuran yang digunakan. Ini adalah dimensi yang kompatibel dengan desain cakar lainnya sehingga semuanya cocok, jadi pastikan bahwa penyesuaian pribadi apa pun pada bagian sebelumnya dilakukan ke bagian ini jika diperlukan.

Langkah 10: Arduino, Kabel, & Komponen

Langkah 11: Kode Arduino

Langkah 12: Pengujian Sirkuit

Langkah 13: Perakitan Dasar: Cakar

Langkah 14: Perakitan Dasar: Drum & Harness

Langkah 15: Perakitan Dasar: Slider

Langkah 16: Pengeboran

Langkah 17: Perakitan PVC

Langkah 18: Perakitan Basis & Sirkuit