กลไกตาคู่ Animatronic ที่พิมพ์ 3 มิติอย่างง่าย: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

เมื่อก่อนสร้างกลไกตาเดียวที่เรียบง่าย ฉันต้องการปรับปรุงการออกแบบและทำให้ชุมชนผู้ผลิตเข้าถึงได้ง่ายขึ้น แอสเซมบลีที่อัปเดตนี้ใช้ชิ้นส่วนที่หาซื้อได้ง่ายทางออนไลน์ และส่วนประกอบเกือบทั้งหมดสามารถพิมพ์ได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องรองรับ การออกแบบโมเดลในลักษณะนี้ทำให้สูญเสียฟังก์ชันการทำงานบางอย่างไป แต่ผมจะเปิดตัวการออกแบบที่ปรับให้เหมาะสมที่สุดในอนาคต โปรเจ็กต์นี้เหมาะอย่างยิ่งหากคุณต้องการสร้างกลไกตาที่ใช้งานได้จริง แต่ไม่จำเป็นต้องเข้าถึงเครื่องมืออย่างเครื่องกลึงหรือส่วนประกอบพิเศษ คุณลักษณะอีกประการของการออกแบบนี้คือได้รับการออกแบบให้ใช้ตาแบบสแน็ปอินที่สามารถเปลี่ยนได้ และใช้ร่วมกับส่วนประกอบอื่นๆ ที่พิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างโดมที่เหมือนจริงมากเหนือตาที่ทาสี กระบวนการนี้ค่อนข้างเกี่ยวข้อง ดังนั้นฉันจึงมีคำแนะนำอีกวิธีหนึ่งเกี่ยวกับวิธีการสร้างดวงตา แต่ถ้าคุณต้องการใช้ดวงตาที่พิมพ์ 3 มิติแบบธรรมดา คุณก็สามารถทำได้เช่นกัน โปรเจ็กต์นี้จะต้องมีการประมวลผลภาพพิมพ์ของคุณ รวมถึงบางส่วน (มือ)) การเจาะและขัด แต่นอกเหนือจากพื้นฐาน (เครื่องพิมพ์ 3D, มีดหัตถกรรม, ไขควง, กุญแจอัลเลน) ไม่มีเครื่องมือพิเศษที่จำเป็น

เสบียง

วัสดุและส่วนประกอบ:

• 3D Printer Filament: PLA นั้นใช้ได้ แม้ว่าฉันจะแนะนำให้คุณใช้ยี่ห้อที่ดีเพราะชิ้นส่วนบางชิ้นค่อนข้างเล็กและเปราะบาง ABS นั้นดีสำหรับการแต่งตาที่เหมือนจริงแต่ไม่จำเป็น
• 6x SG90 ไมโครเซอร์โว:
• สกรู M2 และ M3 หลายตัวแม้ว่าสกรูขนาดประมาณนั้นก็ใช้ได้ ชุดแบบนี้:https://amzn.to/2JOafVQ ควรครอบคลุมคุณ
• Arduino: การออกแบบนี้ได้รับการทดสอบโดยใช้ Uno ของแท้ แต่มีแนวโน้มว่าบอร์ดใดๆ ที่มีพิน SDA/SCL, อินพุตอะนาล็อก 3 ตัว และอินพุตดิจิตอลจะใช้งานได้ Arduino Uno:
• Servo Driver Board: ฉันเลือกใช้บอร์ดควบคุม PWM 16 ช่องจาก Adafruit:
  • 5V Power Supply ประมาณ 4A ก็เพียงพอแล้ว นี่คือของฉัน (https://tiny.cc/is4cdz)
  • แจ็คไฟ DC ตัวเมียเพื่อให้เข้ากับแหล่งจ่ายไฟของคุณ เพื่อบัดกรีเข้ากับบอร์ดไดรเวอร์เซอร์โว
• สายจัมเปอร์:
• จอยสติ๊ก:
• โพเทนชิออมิเตอร์ (โดยทั่วไปแล้ว 10k โอห์มนั้นคุ้มค่าที่จะใช้:
• สวิตช์ชั่วขณะ (จอยสติ๊กบางตัวมีสิ่งนี้ในตัว แต่ควบคุมได้ง่ายกว่าเมื่อแยกออก:
• ตัวต้านทาน 10k:

เครื่องมือ:

สว่านมือรองพินอาจมีประโยชน์สำหรับการปรับขนาดรู:

ขั้นตอนที่ 1: การพิมพ์

การพิมพ์อาจค่อนข้างท้าทายเนื่องจากชิ้นส่วนขนาดเล็ก แต่ชิ้นส่วนส่วนใหญ่พิมพ์ได้อย่างรวดเร็วและง่ายดายโดยไม่ต้องรองรับ ฉันใช้ PLA กับทุกส่วนของฉันยกเว้นดวงตา (ซึ่งเป็น ABS เนื่องจากดูเป็นธรรมชาติมากกว่าเล็กน้อย) มีชิ้นส่วนที่ละเอียดอ่อนบางส่วนที่ต้องระวังเช่นกัน แต่ถ้าคุณใช้ไส้หลอดที่มีคุณภาพดีและคุณพอใจกับการตั้งค่าการพิมพ์ของคุณ คุณน่าจะใช้ได้ สุดท้าย ฉันใช้ความสูงของเลเยอร์ 0.2 มม. และนี่ก็แม่นยำมากเกินพอสำหรับโมเดลนี้ - ฉันสงสัยว่าคุณอาจใช้ 0.3 มม. หนีไปได้

ขั้นตอนที่ 2: หลังการประมวลผล

สามารถขัดและทำให้ตาเรียบได้มากเท่าที่คุณต้องการ แต่อาจจำเป็นต้องขัดขั้นต่ำที่ด้านล่างของรุ่นที่เครื่องพิมพ์จะพิมพ์ส่วนที่ยื่นออกมา นี่เป็นเพียงเพื่อให้แน่ใจว่าดวงตาสามารถหมุนภายในเปลือกตาได้อย่างราบรื่น ส่วนอื่น ๆ ที่ฉันขัดคือส่วนประกอบอะแดปเตอร์ตาเพียงเพราะมันแน่นและสองสามชั้นล่างบนงานพิมพ์ของฉันมักจะบวมเล็กน้อย

ชิ้นส่วนต่างๆ ได้รับการออกแบบให้พิมพ์โดยที่รูบางรูมีขนาดเล็กพอที่จะขันสกรูเข้าไปได้โดยตรง ขณะที่บางรูก็มีขนาดใหญ่พอที่จะขันสกรูผ่านเข้าไปได้พอดี หากเครื่องพิมพ์ของคุณทำให้รูเล็กเพื่อขันหรือหมุนอย่างราบรื่น อย่างไรก็ตาม คุณสามารถใช้สว่านมือเล็กๆ เพื่อเจาะรูบางส่วนเพื่อให้แม่นยำยิ่งขึ้น และเกลียวต๊าปก็เป็นตัวเลือกเช่นกัน (แม้ว่า PLA มักจะจับสกรู ค่อนข้างดีอยู่แล้ว) ตรวจสอบภาพเพื่อเป็นแนวทางว่ารูใดควรมีขนาดเท่าใด

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบ

เมื่อพิมพ์และประมวลผลชิ้นส่วนทั้งหมดของคุณแล้ว คุณสามารถประกอบโมเดลของคุณได้! อาจเป็นประโยชน์ในการดูวิดีโอเพื่อดูว่าทุกอย่างเข้ากันได้อย่างไร นอกจากนี้ยังมีภาพอ้างอิงทั้งหมดในโฟลเดอร์เดียวในการดาวน์โหลดของฉัน รวมถึง stl ของโมเดลที่สมบูรณ์ที่คุณสามารถดูได้

1. เชื่อมต่อฐานทั้งสองด้วยสลักเกลียว M3 ขนาด 10 มม./12 มม. จุดหมุนนี้ใช้สำหรับแกน y ของการเคลื่อนไหวของดวงตาและเปลือกตา
2. วางเซอร์โวในตำแหน่งและขันให้เข้าด้วยสกรู M2 ขนาด 4 หรือ 6 มม. ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นสำหรับการเคลื่อนที่ของแกน x
3. ติดแขนแกน y เข้ากับฐานรองด้วยสกรู M3 4/5/6 มม. และติดแตรเซอร์โวบนรูที่สามจากศูนย์กลางโดยใช้สกรู M2 ขนาด 4 มม. หรือ 6 มม. ตรวจสอบด้านบนเพื่อให้แน่ใจว่าการวางแนวของทุกอย่างถูกต้อง

4. เริ่มสร้างชุดแกน x โดยการขันตะเกียบเข้ากับอะแด็ปเตอร์ตาด้วยสลักเกลียว M3 ขนาด 4/5/6 มม. รูโช้คควรมีขนาดใหญ่เกินไปเพื่อให้สกรูกัดเข้ากับอะแด็ปเตอร์ อันหนึ่งเข้าไปอยู่ในมุมที่ตลก แต่คุณควร เข้าไปได้เลย

5. ต่อขั้วต่อสามจุดที่ด้านบนของตะเกียบ สกรู M3 จะกัดเข้าไปในรูเล็กๆ ของส่วนประกอบตะเกียบ ติดแขนเซอร์โวที่รูสุดท้ายเข้ากับกึ่งกลางของคอนเน็กเตอร์สามจุดโดยใช้สลักเกลียว M3 ขนาด 5 มม. (รูบนแขนเซอร์โวอาจจะต้องเจาะถึง 2.5 มม. - 2.8 มม. เพื่อยอมรับสกรู) ฉันขอแนะนำให้จัดการแอสเซมบลีเพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างเคลื่อนที่ได้โดยไม่เสียดสีเป็นประจำในขณะที่คุณสร้างมันขึ้นมาด้วย
6. ติดเซนเตอร์ลิงค์ของ eye center-link เข้ากับ eye adapter ด้วยสกรู M3 ขนาด 8 มม. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวเรียบของ center-link หงายขึ้น และส่วนที่ลาดเอียงคว่ำลง คุณสามารถเสียบตาในขั้นตอนนี้
7. ขันสกรูทั้งหมดนี้เข้ากับกึ่งกลางของฐานรองด้วยสลักเกลียว M3 ขนาด 8/12 มม. สองตัว
8. โหลดบล็อกเซอร์โวด้วยเซอร์โว TowerPro SG90 5 ตัว ในทิศทางที่ถูกต้องตามที่แสดง
9. หาเปลือกตาที่ใช้กราฟิก และเชื่อมต่อขั้วต่อที่เกี่ยวข้องด้วยสกรู M2 ขนาด 4 มม. หรือ 6 มม. แล้วติดแขนเซอร์โวกับปลายอีกด้านหนึ่ง (ใช้รูสุดท้ายในแตรเซอร์โว - คุณอาจต้องเจาะถึง 1.5 มม. - 1.8 มม.)

10. ติดเปลือกตาเข้ากับฐาน แต่ไม่ต้องกังวลกับการต่อแตรเซอร์โว

ขั้นตอนที่ 4: การเดินสายไฟและการประกอบขั้นสุดท้าย

โดยอ้างอิงจากกราฟิก อัปโหลดโค้ดไปยัง Arduino และเชื่อมต่อทุกอย่าง ตรวจสอบคู่มือ Adafruit หากคุณต้องการความช่วยเหลือในการตั้งค่าบอร์ดไดรเวอร์เซอร์โว ตอนนี้เซอร์โวทั้งหมดควรได้รับพลังงานและอยู่ในตำแหน่งที่เป็นกลาง ดังนั้นใช้โอกาสนี้เพื่อเชื่อมโยงแขนเซอร์โวทั้งหมดเข้ากับเซอร์โวโดยให้ดวงตาหันไปข้างหน้าในตำแหน่งที่เป็นกลาง คุณสามารถเสียบปลั๊ก จากนั้นถอดสายไฟออกเพื่อขันให้แน่น แขนเซอร์โวแกน y อยู่ในตำแหน่งที่ไม่สะดวกที่จะรับสกรู แต่ฉันพบว่ามันยึดแน่นโดยไม่มีสกรูอยู่ดี หากคุณไม่เป็นเช่นนั้น อาจเป็นประโยชน์ในการถอดเซอร์โวเปลือกตาตัวใดตัวหนึ่งออกเพื่อขันเข้า ฉันขอแนะนำให้ทดสอบการเคลื่อนไหวด้วยจอยสติ๊กของคุณในขั้นตอนนี้เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีปัญหา

สำหรับเปลือกตา จะเป็นการดีที่สุดหากคุณตั้งค่าเซอร์โวให้อยู่ในตำแหน่งกะพริบ เพื่อให้คุณสามารถจัดแถวทั้งหมดไว้ตรงกลางได้ ทำได้โดยกดสวิตช์กะพริบค้างไว้หรือสร้างช็อตสั้นทับ เมื่อแขนเซอร์โวอยู่ในตำแหน่งแล้ว ก็ขันสกรูเข้าที่ได้ง่าย

โมเดลของคุณควรสมบูรณ์! หากคุณต้องการดูวิธีทำดวงตาที่เหมือนจริง ให้ตรวจสอบคำแนะนำก่อนหน้าของฉัน ฉันยังวางแผนที่จะเผยแพร่คำแนะนำในเร็ว ๆ นี้เพื่อแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีการสร้างคอนโทรลเลอร์ ดังนั้นโปรดกลับมาตรวจสอบหากคุณสนใจ!