Mecanismo de olho duplo animado 3D simplificado impresso: 4 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Tendo construído um mecanismo simples de olho único no passado, eu queria melhorar o design, além de torná-lo mais acessível para a comunidade de criadores. A montagem atualizada usa peças que podem ser facilmente compradas online e quase todos os componentes podem ser impressos facilmente sem suporte. Projetar o modelo dessa forma sacrifica algumas funcionalidades, mas lançarei um design otimizado no futuro. Este projeto é ideal se você deseja construir um mecanismo de olho funcional e realista, mas não necessariamente tem acesso a ferramentas como um torno ou componentes especiais. Outra característica desse design é que ele foi projetado para usar olhos de encaixe que podem ser substituídos e usados com outros componentes impressos em 3D para lançar uma cúpula altamente realista sobre o olho pintado. Este processo é bastante complicado, então tenho outro instrutivo sobre como fazer os olhos, mas se você preferir usar olhos impressos em 3D simples, você também pode fazer isso. Este projeto exigirá algum pós-processamento de suas impressões, incluindo alguns (à mão) perfurar e lixar, mas além do básico (impressora 3D, faca artesanal, chave de fenda, chaves Allen), não são necessárias ferramentas especiais.

Suprimentos

Materiais e componentes:

• Filamento de impressora 3D: PLA é bom, embora eu recomende que você use uma boa marca porque algumas peças são muito pequenas e frágeis. O ABS é bom para criar olhos realistas, mas não é necessário.
• 6x SG90 Micro Servos:
• Vários parafusos M2 e M3, embora quaisquer parafusos mais ou menos desse tamanho devam funcionar bem. Um kit como este: https://amzn.to/2JOafVQ deve cobrir você.
• Arduino: este projeto foi testado usando um Uno genuíno, mas é provável que qualquer placa que tenha pinos SDA / SCL, 3 entradas analógicas e uma entrada digital funcione. Arduino Uno:

• Placa de driver servo: optei por uma placa de driver PWM de 16 canais da Adafruit:

  • Fonte de alimentação de 5V, cerca de 4A é mais do que suficiente. Aqui está o meu (https://tiny.cc/is4cdz)

  • Um conector de alimentação DC fêmea para combinar com sua fonte de alimentação, para ser soldado à placa do servo driver

• Cabos de jumpers:
• Joystick:
• Potenciômetro (10k ohms geralmente é um bom valor para usar:
• Interruptor momentâneo (alguns joysticks têm isso integrado, mas é mais fácil de controlar quando é separado:
• Resistor de 10k:

Ferramentas:

Uma broca de aperto manual pode ser útil para ajustar os tamanhos dos orifícios:

Etapa 1: impressão

A impressão pode ser um pouco desafiadora devido às pequenas peças, mas a maioria das peças imprime de forma rápida e fácil sem suporte. Usei PLA para todas as minhas partes, exceto os olhos (que eram ABS porque parece um pouco mais natural). Existem algumas partes delicadas a serem observadas também, mas se você estiver usando um filamento de qualidade decente e estiver satisfeito com as configurações de impressão, não terá problemas. Finalmente, usei uma altura de camada de 0,2 mm e isso era mais do que preciso o suficiente para este modelo - eu suspeito que você poderia conseguir até 0,3 mm.

Etapa 2: Pós-processamento

Os olhos podem ser lixados e alisados o quanto você quiser, mas um mínimo de lixamento pode ser necessário na parte inferior do modelo, onde a impressora estaria imprimindo uma saliência. Isso é apenas para garantir que o olho possa girar suavemente dentro das pálpebras. As únicas outras partes que lixei foram os componentes do adaptador de olho, só porque eles se encaixam bem e as poucas camadas inferiores das minhas impressões sempre tendem a ficar um pouco inchadas.

As peças são projetadas para imprimir de forma que alguns orifícios sejam subdimensionados o suficiente para serem diretamente aparafusados, enquanto outros são superdimensionados o suficiente para que o parafuso passe por eles confortavelmente. Se a sua impressora está fazendo orifícios muito pequenos para aparafusar ou girar suavemente, no entanto, você pode usar uma pequena furadeira manual para fazer alguns dos orifícios para torná-los mais precisos e rosquear também é uma opção (embora o PLA geralmente prenda os parafusos razoavelmente bem de qualquer maneira). Verifique as imagens para obter um guia sobre quais furos devem ter qual tamanho.

Etapa 3: Montagem

Assim que todas as suas peças forem impressas e processadas, você pode montar seu modelo! Pode ser útil consultar o vídeo para ver como tudo funciona junto. Além disso, há todas as fotos de referência em uma pasta no meu download, incluindo um stl do modelo completo que você pode ver.

1. Conecte as duas bases com parafusos M3 de 10 mm / 12 mm, este ponto de articulação é para o movimento do eixo y do olho e as pálpebras.
2. Coloque o servo na posição e aparafuse-o com alguns parafusos M2 de 4 ou 6 mm, isso serve como o atuador para o movimento do eixo x
3. Prenda o braço do eixo y à sub-base com um parafuso M3 de 4/5/6 mm e conecte uma sirene no terceiro orifício a partir do centro usando um parafuso M2 de 4 mm ou 6 mm. Verifique acima para ter certeza de que a orientação de tudo está correta.
4. Comece a construir o conjunto do eixo x aparafusando os garfos nos adaptadores de olho com parafusos M3 de 4/5 / 6mm, os orifícios do garfo devem ser superdimensionados para que os parafusos mordam o adaptador, um entra em um ângulo estranho, mas você deve ser capaz de obtê-lo.

5. Prenda o conector de três pontos na parte superior dos garfos, o parafuso M3 morderá o orifício subdimensionado no componente do garfo. Anexe também um braço servo no orifício final ao centro do conector de três pontos usando um parafuso M3 de 5 mm (o orifício no braço servo provavelmente precisará ser perfurado até 2,5 mm - 2,8 mm para aceitar o parafuso). Eu recomendo manipular o conjunto para garantir que tudo se mova bem sem atrito regularmente enquanto você o constrói também.

6. Prenda a ligação central do olhal aos adaptadores do olhal com um parafuso M3 de 8 mm, certifique-se de que a superfície plana da ligação central esteja voltada para cima e a seção inclinada voltada para baixo. Você também pode conectar os olhos nesta fase.
7. Aparafuse tudo isso ao centro da sub-base com dois parafusos M3 de 8/12 mm.
8. Carregue o servo bloco com 5 servos TowerPro SG90, na orientação correta mostrada.
9. Descubra qual pálpebra é qual usando o gráfico e conecte o conector relevante com um parafuso M2 de 4 mm ou 6 mm e prenda um braço servo na outra extremidade (use o último orifício na buzina do servo - você pode precisar perfurar 1,5 mm - 1,8 mm).
10. Prenda as pálpebras na base, mas não se preocupe em conectar as pontas do servo ainda.

Etapa 4: Fiação e montagem final

Referindo-se ao gráfico, faça o upload do código para o arduino e conecte tudo. Verifique o guia Adafruit se precisar de ajuda para configurar a placa do servo driver. Todos os servos agora devem estar energizados e em sua posição neutra, então use esta oportunidade para conectar todos os braços do servo aos servos com os olhos voltados para frente em uma posição neutra. Você pode simplesmente conectá-los e, em seguida, desconectar a alimentação para parafusá-los corretamente. O braço do servo do eixo y está em uma posição inadequada para aceitar um parafuso, mas descobri que segurou bem sem um parafuso de qualquer maneira. Se o seu não, pode ser útil remover um dos servos da pálpebra para parafusá-lo. Eu recomendo testar o movimento com seu joystick neste estágio para ter certeza de que não há problemas.

Para as pálpebras, é melhor definir os servos para que fiquem na posição piscando para que você possa alinhá-los no centro. Faça isso mantendo pressionado o botão de piscar ou criando um curto sobre ele. Uma vez que todos os braços do servo estão em posição, é fácil aparafusá-los.

Seu modelo deve estar completo! Se você quiser ver como fazer os olhos realistas, verifique meu instrutível anterior. Também estou planejando lançar um instrutível em breve para mostrar a você como fazer um controlador, então verifique novamente se estiver interessado!