فكيف لا نحب الرسوم المتحركة؟ ثني جلد السيليكون لأي دمية ، وسوف تفتح مجموعة من السحر الميكاترونيكي ، مما يمنحها الحياة على الشاشة الكبيرة. لقد بحثت في الإنترنت عن مادة تمهيدية جيدة حول هذا الموضوع ، لكنني وجدت مقطع فيديو تعليميًا واحدًا فقط من ستان وينستون . بعد 30 ثانية ، شعرت بأن اللوامس توقظ رغباتي الأساسية لبناء أشياء ملموسة. أنا أسحق ، كان علي فقط بناء شيء واحد ... أو عدة أشياء. وإليك كيفية إنشاء مجس متحرك حقيقي جدًا.

المبتدئين في الواقع أفضل حالا بدء الغوص مع الدروس ستان وينستون. في ساعتين ، يصف المدرب ريتشارد لاندون الجوهر العام ، مجموعة المكونات والتقنيات اللازمة لصنع آلية اللامسة باستخدام مجموعة من الأدوات النموذجية - ناهيك عن مجموعة من الأمثلة الرائعة من الفيلم. [1]

لدينا أيضًا فرصة لإلقاء نظرة خاطفة على عالم تصنيع الأجهزة الأكثر تعقيدًا بناءً على نفس المبادئ. أود أن أبدأ القصة من لحظة انتهائها - مع مخالب من مرحلتين تنحني على 4 جوانب. بالإضافة إلى ذلك ، سأقوم بتغيير واحد في تصميم مخالب من Landon. سيسمح لك ببناء اللامس والتحكم الخاص بك من عدد قليل من المكونات الجاهزة ، polyformaldehyde [derlin] وقاطع الليزر ... حسنًا ، ومن جزئين مطبوعين على طابعة ثلاثية الأبعاد.

كيف تعمل مخالب على مرحلتين

hackadaycom.files.wordpress.com/2016/08/tentacle_arc_aproximation.png
كل من مرحل اللامسة ، لكل منهما درجتين من الحرية

اللامسة لها مرحلتان ، كل منها له درجتين من الحرية. تسمح لكل خطوة بالانحناء في اتجاهين متعامدين. من خلال الجمع بين درجات الحرية هذه ، نحصل على أربع في المجموع ، مما يسمح لنا بمحاكاة الحركات العضوية المعقولة تمامًا. بالنظر إلى الرسوم المتحركة ، يمكنك رؤية تقاطع الخطوتين - تقريبًا في منتصف اللامسة.

مع التجميع الجيد ، يمكننا التحكم في كلا الجزئين بشكل مستقل عن بعضنا البعض. من الناحية المثالية. في الواقع ، لا يوجد شيء مثالي ، وموادنا لها حدودها. سنحتاج للعب مع التوتر والمسافة بين الفقرات حتى نحقق نتائج مرضية.

من الناحية المثالية ، من خلال سحب حبل أي من الخطوات ، سنحقق قوسًا مثاليًا ، ينقص القطر مع زيادة التوتر. ولكن بسبب خسائر الاحتكاك في كل فقرة ، لن نتمكن من تحقيق قوس مثالي ، على الرغم من أن النتيجة ستكون جيدة بما يكفي لخداع الناس على الجانب الآخر من الشاشة.

من بين أوضاع اللامسة المتاحة لنا ، لا يوجد دوران حول محوره. تم ذلك عن قصد ، حيث اعتبر العرائس من الماضي مثل هذه الحركات غير طبيعية - على سبيل المثال ، لذيول القطط أو جذوع الفيل. [1].

رسم اللامسة

لفهم مبدأ التشغيل ، سنقوم ببناء مجس خشن من لوحين ونواة مرنة. هنا رسم لجنيننا: عن

طريق نقل الدوران إلى البكرة ، فإننا نضعف كابلًا واحدًا ونقوم بسحب كابل آخر على نفس المسافة. تقصير الطول ينحني اللامسة باتجاه السلك. نظرًا لأن الكابلات تنقل التوتر فقط ، فيجب إقرانها بكابلات تكميلية لضمان حركة السعة الكاملة في كلا الاتجاهين على طول إحدى درجات الحرية. لذلك ، سيتعين علينا العمل مع 8 كابلات مختلفة.

يحمل اللامسة شكله بسبب ميزتين. أولاً ، تقاوم قناة الكابل الضغط. ثانيًا ، يتم تشديد الكابلات وتوصيلها بشكل صارم بالبكرة. تغيير طول الكابل هو الطريقة الوحيدة لتحريك الفقرة ، ولا تغير قناة الكابل الطول. لذلك ، يقوم تثبيت البكرة أيضًا بإصلاح اللامسة.

دور قناة الكابل

تلعب قناة الكابل دورًا مهمًا في المشروع. بدونها ، ستؤدي حركة المرحلة العليا إلى حركات طفيلية للأدنى ، ونحن لسنا بحاجة إلى ذلك. نحن بحاجة إلى التحكم في كلتا الخطوتين بشكل مستقل.

تتيح لك قناة الكابل إعادة توجيه تطبيق القوى من أحد طرفي القناة إلى الطرف الآخر دون ظهور تأثيرات زائفة. يجب أن تظل القناة مرنة أثناء مقاومة الضغط.

من المثير للاهتمام أنه في مخططنا ، يمكننا تناول أي نقطة على قناة الكابل وتحريكها بدون مقاومة ، لأن:
1. القناة مرنة.
2. الجزء المركزي ، الذي يمتد عبره الكبل ، لا يغير الطول.

لا تغير انحناءات القناة طولها ، لذلك يمكننا ثنيها كما تريد ، وستظل اللامسة بلا حراك. ملائم!

هذا يسمح لنا بعمل شيئين في وقت واحد: مد الكابلات التي تتحكم في المرحلة العليا من خلال المرحلة السفلية ، والتحكم في المرحلة العليا من خلال المرحلة السفلية ، دون التأثير على الأخيرة.

تظهر الصورة أن الكابلات التي تتحكم في المرحلة الأولى تمر عبر المرحلة الثانية.

قطع غيار

المادة الرئيسية

يتم تحقيق الحركات السلسة على جميع درجات الحرية من خلال بناء مخالب من المواد التي تقاوم الدوران حول محوره. يستخدم معظم الناس الكابلات لعدادات السرعة من السيارات القديمة التي تحتوي على هذه الخاصية بالضبط. [1] استخدمت أيضًا هذه الكابلات لأول مرة. لسوء الحظ ، يبلغ قطرها واحدًا فقط: 0.125 بوصة ، وهذا هو السبب في أنه من المستحيل صنع دمية كبيرة لا تنحني تحت وزنها. الآن أفضل مهاوي مرنة من أدوات التواء . لكن معظم الصور في هذه المقالة مصنوعة باستخدام كابلات عداد السرعة.

شرائح

يجب تثبيت كل مقطع فقري بإحكام حتى لا ينزلق ويدور. يجب عليهم توجيه الكبل بشكل صحيح ، وفي الأماكن الصحيحة - قناة الكبل ، أثناء الاتصال بإحكام بكابل عداد السرعة. تستخدم Landon قطع الألومنيوم المصنوعة على آلة CNC لهذا الغرض. لكني ، أثناء البحث في المتاجر ، وجدت طريقة أبسط باستخدام مكونات جاهزة. اليوم ، تحظى قطع غيار الروبوتات بشعبية كبيرة بسبب انتشار هذه الهواية ، وتمكنت من صنع فقرات من الغلاف العالمي من Pololu [مركز تركيب الألمنيوم Pololu العالمي] وألواح من البوليفورمالدهيد [derlin].

كابل التحكم

خذ كابل التحكم كما هو الحال في الدراجات ، لكن الحقيقة أرق. لقد استخدمت بنجاح قطري كبل - 1.2 مم و 0.8 مم. يمكنك استخدام كبلات باهظة الثمن ، والتي يتم معالجتها بطريقة لا تتقلص فيها ، أو توهج الطرف المشذب للكابل حتى يتوهج. [3]

قناة الكابل

هناك العديد من الخيارات للقناة - أنابيب النايلون ، جديلة من دراجة نارية ، والينابيع. كل ما نحتاجه هو أن تقاوم القناة الضغط وتكون مرنة. يجب أن توفر مقاومة الضغط قوة "متساوية ومعاكسة" للحركة.

هناك حاجة إلى المرونة حتى لا تتداخل القناة مع الأقسام الأخرى من اللامسة للانحناء. بالنسبة للآليات أحادية المرحلة ، يكون أي من الخيارات المدرجة مناسبًا. للمرونة متعددة المراحل أكثر أهمية. حتى الآن ، من واقع خبرتي ، كانت نوابض الشد هي الأنسب باعتبارها أكثر المواد مرونة.

يمكنك شراء أي شيء من متجر McMaster-Carr إذا كنت تعرف الاسم الصحيح. قناة الكابل لدينا تسمى "نابض التمديد المستمر" ( 9664K12 ) وتكلف 4.40 دولار فقط لكل 36 بوصة. [300 فرك / م]

يمكن طلب النوابض الصغيرة من د. وشركة تمبلمان . ستكون تكلفة الينابيع أكبر ، لكن التشكيلة أكثر ثراءً. يمكن العثور على أقطار صغيرة جدًا في موليكس .

نقطة الانحناء

للمرة الأولى ، كان من الصعب بالنسبة لي أن أتخيل تصميم هذا العنصر. ومع ذلك ، بعد فهم موقع نهايات الكابل ، يسهل بناء هذا الجزء. كل كبل يتحكم في القسم السفلي ينتهي بحلقة. على نفس الفقرة ، تنتهي قنوات الكابل ، وتحتوي على المجموعة التالية من كبلات التحكم. من هناك ، تستمر المجموعة التالية من الكابلات.

تصميمات بديلة

هل يمكننا استخدام مواد أخرى للفقرات ، على سبيل المثال ، الخشب - لتوفير البطانات المعدنية؟ ربما ، ولكن هذا التصميم لم يتم فقط من هذا القبيل ، ولكن مع حساب.

أولاً ، يجب أن تتم موازنة تعقيد التصميم إما مع الأجزاء النهائية أو طريقة تصنيع ميسورة التكلفة (قاطع ليزر وطابعة ثلاثية الأبعاد). لذلك ، حتى الأشخاص الذين لديهم عين غير عادية ومهارة يمكن أن يصنعوا مثل هذا التصميم.

ثانيًا ، يجب أن تكون تقنية تصنيع النموذج الأولي حتمية وقابلة للتكرار. يجب أن يتصرف الجهاز كما هو ، ويتم تصنيعه في أي جزء من العالم. لا حاجة لممارسة السحر والصلاة لآلهة الغراء ، والوقوف على ساق واحدة ، بينما تصلب الإيبوكسي الخاص بك عند مستوى غير معتاد من الرطوبة. تقنيات بسيطة تتصرف بنفس الطريقة في كل مكان ودائمًا.

ولكن ابحث عن بدائل التصميم بنفسك. لقد أنهيت وحدة التحكم واللامسة ، لكن هذا لا يعني أن العمل قد اكتمل. بحلول الوقت الذي يكتمل فيه الجزء الثالث من المقالة ، سيكون كل التطوير بين يديك ، ويمكنك أن تفعل ما تريد به.

الجزء 2

المراجع

[1] أساسيات آلية ستان وينستون كابل
مفصلة تعليم الخلق المادي من جس نبض بسيطة

[2] التحريك تجريبي مع ريك لازاريني 01:21:01
أمثلة على الحبال عدادات السرعة

[3] CS235: روبوت تصميم التطبيقية، محاضرة 7 مقدمة لكابل الإرسال
مقدمة حول استخدام الكابلات في الروبوتات

دليل إنشاء مخالب ميكانيكية في المنزل: الجزء 1