Manual pentru crearea tentaculelor mecanice la domiciliu: partea 1 +62
- 11.10.16 03:43 •
- SLY_G •
- # 281372
- Giktimes •
- Traducere •
- 30 •
- 22200
- la fel ca Forbes, doar mai bine.
Pentru începători, este mai bine să începi să faci scufundări cu echipamentul de antrenament de la Stan Winston. Timp de două ore instructorul Richard Landon descrie esența comună, un set de componente necesare și a tehnologiei de fabricare a mecanismului tentacul cu un set de instrumente comune - să nu mai vorbim de o grămadă de exemple mare de cinematografie. [1]
De asemenea, avem ocazia să aruncăm o privire asupra lumii de a face mai complexe dispozitive bazate pe aceleași principii. Aș dori să încep narațiunea din momentul în care se termină - cu tentacule cu două tentacule, care se îndoaie de-a lungul a patru laturi. În plus, voi face o schimbare în designul tentaculelor de la Landon. Acesta vă va permite să construiască propria antenă și controler de doar câteva componente gata făcute, POM [Derlin] și tăietor cu laser ... Bine, și chiar și o pereche de piese, imprimate 3D-imprimantă.
Tastatura are două etape, fiecare având două grade de libertate. Acestea permit fiecărui pas să se îndoaie în două direcții perpendiculare. Prin combinarea acestor grade de libertate, avem în total patru, ceea ce ne permite să emulăm mișcări organice destul de plauzibile. Pe animație, după ce am privit cu atenție, este posibil să vedem un loc de legătură între două etape - aproximativ în mijlocul unui tentacul.
Cu o bună asamblare, putem controla ambele părți independent unul de celălalt. În mod ideal. În realitate, nu este nimic ideal, iar materialele noastre au limitele lor. Va trebui să jucăm tensiune și distanță intervertebrală, până când vom obține rezultate satisfăcătoare.
În mod ideal, trăgând cablul oricăror trepte, vom obține un arc ideal, în scădere în diametru cu tensiune în creștere. Dar, din cauza pierderilor de frecare în fiecare vertebra nu putem realiza un arc perfect, cu toate că rezultatul va fi destul de bun pentru a pacali oamenii care sunt pe de cealaltă parte a ecranului.
Dintre pozițiile tentaculelor pe care le avem la dispoziție, nu există rotație în jurul axei sale. Acest lucru se întâmplă în mod special, deoarece păpușarii din trecut au considerat astfel de mișcări ca fiind nenaturale - de exemplu, pentru pisici de pisică sau trunchiuri de elefanți. [1].
Pentru a înțelege principiul muncii, vom construi un tentacul aspru de două plăci și un nucleu flexibil. Iată un desen al embrionului nostru:
Dând rotația scripeții, slăbim un cablu și tragem celălalt la aceeași distanță. Reducerea lungimii înclină tentacul spre fir. Deoarece cablurile transmit doar tensiunea, trebuie să fie asociate cu cele complementare pentru a asigura o mișcare full-amplitude în ambele direcții de-a lungul unuia dintre gradele de libertate. Prin urmare, va trebui să lucrăm cu 8 cabluri diferite.
Tentaclul păstrează forma datorită celor două caracteristici. Mai întâi, conducta de cablu rezistă la compresie. În al doilea rând, cablurile sunt pretensionate și rigid conectate la scripetele. Schimbarea lungimii coardei este singura modalitate de a muta vertebra, iar canalul de cablu nu schimbă lungimea. Prin urmare, fixarea scripetei fixează tentacul.
Canalul de cablu joacă un rol important în proiect. Fără ea, mișcarea scenei superioare ar conduce la mișcări parazitare ale celei inferioare, iar acest lucru nu este necesar. Trebuie să gestionăm în mod independent ambii pași.
Canalul de cablu vă permite redirecționarea aplicării forțelor de la un capăt al canalului la altul fără a avea influențe parazitare. Canalul trebuie să rămână flexibil și în același timp să reziste la compresie.
Este interesant faptul că, în cadrul schemei noastre, putem prelua orice punct al canalului de cablu și îl mutăm fără rezistență, deoarece:
1. Canalul este flexibil.
2. Partea sa centrală, de-a lungul căreia trece cablul, nu schimbă lungimea.
Curburile canalului nu își schimbă lungimea, așa că o putem îndoi cum doriți și tentacul va rămâne nemișcat. Udobnenko!
Acest lucru ne permite să facem două lucruri simultan: să extindeți cablurile superioare care controlează cablurile prin treapta inferioară și să controlați treapta superioară prin cea inferioară, fără a afecta aceasta din urmă.
Se poate vedea în imagine că cablurile de control din prima treaptă trec prin etapa a doua.
Principalul material
Mișcările netede de-a lungul tuturor gradelor de libertate sunt realizate prin construirea unui tentacul de materiale care rezistă rotației în jurul axei sale. Majoritatea oamenilor folosesc cabluri pentru vitezometre de la autovehicule vechi care au această proprietate. [1] De asemenea, am folosit aceste cabluri pentru prima dată. Din păcate, diametrul lor este doar unul: 0,125 inci, ceea ce face imposibilă realizarea unei păpuși mari care să nu se îndoaie sub propria greutate. Acum prefer arborii flexibili din uneltele de răsucire. Dar majoritatea imaginilor din acest articol sunt făcute cu ajutorul cablurilor de la vitezometre.
Fiecare segment-vertebră trebuie fixat ferm, astfel încât să nu alunece și să nu se rotească. Acestea trebuie să ghideze corect cablul și în locurile potrivite - canalul de cablu, fiind în același timp conectat rigid la coarda vitezometrului. Landon folosește în acest scop piese din aluminiu fabricate pe o mașină CNC. Dar eu, săpat în magazine, am găsit o cale mai ușoară de a folosi componentele gata făcute. Astăzi, piese pentru roboți datorită prevalenței acestui hobby este foarte popular, și am fost în stare să facă vertebrelor unui manșon universal de la Pololu [Pololu universal din aluminiu de montaj Hub] și plăci de POM [Derlin].
Cablu de control
Cablul de control este la fel ca pe biciclete, dar adevărul este mai subțire. Am utilizat cu succes două diametre de cablu - 1,2 mm și 0,8 mm. Puteți utiliza cabluri scumpe, care, atunci când sunt prelucrate, sunt procesate astfel încât să nu fie ciupite sau doar să strălucească până la capetele tăiate ale cablului. [3]
Cablu de canale
Pentru opțiunile de canal sunt multe tuburi din nailon, împletite de pe bicicletă, izvoare. Avem nevoie doar de canalul pentru a rezista la compresie și a fi flexibil. Rezistența la comprimare ar trebui să ofere un efort "egal și contra-direcțional" pentru mișcare.
Flexibilitatea este necesară pentru ca canalul să nu interfereze cu alte secțiuni ale tentaculelor pentru a se îndoi. Pentru mecanismele în etape, oricare dintre opțiunile enumerate este adecvată. Flexibilitatea în mai multe etape este mai importantă. Până în prezent, după experiența mea, izvoarele care lucrează la întindere sunt cele mai bune, fiind cele mai flexibile dintre toate materialele.
În magazinul McMaster-Carr poți cumpăra orice, dacă știi numele corect. Canalul nostru de cablu este denumit "arc de extensie continuă" (9664K12) și costă doar 4,40 USD pe 36 inchi. [300 rub / m]
Arborele cu diametru mai mic poate fi comandat de la Dr. Templeman și Co. Costul izvoarelor va fi mai mult, dar sortimentul este mai bogat. Diametrele foarte mici pot fi găsite în Molex.
Pentru prima dată mi-a fost greu să-mi imaginez construcția acestui element. Cu toate acestea, având în vedere locația terminalelor cablurilor, această parte este ușor de construit. Fiecare cablu care controlează secțiunea inferioară se termină într-o buclă. Pe aceleași vertebre, canalele de cablu terminate conțin, de asemenea, următorul set de cabluri de control. De acolo continuă următorul set de cabluri.
Putem folosi un material diferit pentru vertebre, de exemplu, un copac - pentru a salva manecile metalice? Poate, dar un astfel de design nu este făcut doar așa, ci cu calcul.
În primul rând, complexitatea designului trebuie să fie echilibrată fie prin piesele finite, fie printr-o metodă de fabricare la prețuri accesibile (cutter cu laser și imprimantă 3D). Prin urmare, un astfel de design poate face chiar și oameni cu ochi atipici și dexteritate.
În al doilea rând, tehnologia de a face prototipuri trebuie să fie deterministă și repetabilă. Dispozitivul trebuie să se comporte identic, fiind fabricat în orice parte a lumii. Nu practicați magia și rugați-vă zeilor adezivi, stând pe un picior, în timp ce epoxidul dumneavoastră îngheață la un nivel neobișnuit de umiditate. Tehnologii simple care se comportă la fel peste tot și întotdeauna.
Dar căutați alternativele de design. Am finalizat controlerul și tentacul, dar asta nu înseamnă că lucrarea este finalizată. Până la finalizarea celei de-a treia părți a articolului, întreaga dezvoltare va fi în mâinile dvs. și veți putea să o faceți cu orice doriți.
[1] Bazele mecanismului prin cablu Stan Winston
Material de instruire detaliat privind crearea de tentacule simple
[2] Demo animatronics cu Rick Lazzarini 1:21:01
Exemple de utilizare a cablurilor de la vitezometre
Este ciudat că până acum nu au venit cu o versiune artificială a fibrelor musculare. Nu există într-adevăr nicio structură moleculară care ar putea fi redusă de una dintre axe sub influența tensiunii? Care ar fi descoperirea în robotică. Orice samodelkin ar putea să strângă o astfel de mână și să o conecteze la zmeura pi. Și, în general, viața ar putea face atât de mult. Scaune adaptive, haine potrivite pentru mărime, adidași autocolante.
Există un timp similar, dar de răspuns, tensiunea necesară și alți factori nu permit încă utilizarea activă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: