那么，我们怎么不喜欢电子动画呢？弯曲任何洋娃娃的硅酮皮，您将打开一堆机电一体化的魔力，在大屏幕上展现她的生命。我在Internet上搜索了有关该主题的入门资料，但是我只找到了Stan Winston的教育视频。 30秒后，我感到触角唤醒了我对建造有形东西的最基本的渴望。我暗恋，我只需要建造一个这样的东西...或几个。这里是如何创建一个非常真实的动画触手。

对于Stan Winston的教程来说，初学者实际上更好。在两个小时内，讲师理查德·兰登（Richard Landon）描述了一般的本质，使用一组典型工具制作触手机制的必要组件和技术-更不用说电影中的许多出色例子了。 [1]

我们也有机会窥视基于相同原理制造更复杂的设备的世界。我想从故事开始的那一刻开始-两阶段的触角在4侧弯曲。另外，我将对Landon的触手的设计进行一次更改。它将允许您仅使用几种现成的组件（聚甲醛）来构建自己的触手和控制器。 [derlin]和激光切割机...好的，并从3D打印机上打印的几个零件中提取。

两阶段触手如何工作

hackadaycom.files.wordpress.com/2016/08/tentacle_arc_aproximation.png 触手的两个阶段，每个阶段都有两个
自由度

。触手有两个阶段，每个阶段都有两个自由度。它们允许每个步骤在两个垂直方向上弯曲。结合这些自由度，我们总共得到四个，这使我们可以模拟完全合理的有机运动。查看动画，您可以看到两个步骤的交界处-大约在触手中间。

通过良好的组装，我们可以独立控制两个零件。理想地。实际上，没有完美的东西，我们的材料也有其局限性。我们需要保持紧张和椎间距离，直到获得满意的结果。

理想情况下，拉动任何步骤的绳索，我们都将获得理想的弧度，并随着张力的增加而减小直径。但是由于每个椎骨的摩擦损失，我们将无法获得理想的弧度，尽管结果足以使屏幕另一侧的人蒙昧。

在触手可利用的姿势中，没有绕其轴的旋转。这样做是有目的的，因为过去的伪装者认为这样的运动是不自然的，例如，对于猫尾巴或大象的树干。[1]。

触手素描

为了理解操作原理，我们将构建一个由两个板和一个柔性芯构成的粗略触手。这是我们胚胎的图：

通过使滑轮旋转，我们削弱了一根电缆，并以相同的距离拉动了另一根电缆。缩短长度会使触手向电线弯曲。由于电缆仅传递张力，因此必须将它们与互补的电缆配对，以确保沿着一个自由度在两个方向上进行完整幅度的移动。因此，我们将不得不使用8种不同的电缆。

触手由于其两个特征而保持其形状。首先，电缆导管抗压缩。其次，将电缆拧紧并牢固地连接到皮带轮。更改电缆的长度是移动椎骨的唯一方法，并且电缆通道不会更改长度。因此，滑轮固定也固定触手。

电缆通道的作用

电缆通道在项目中起着重要作用。没有它，上层的运动将导致下层的寄生运动，我们不需要。我们需要独立控制两个步骤。

电缆通道使您可以将作用力从通道的一端重定向到另一端，而不会出现虚假的影响。通道必须在抵抗压缩的同时保持柔韧性。

有趣的是，在我们的方案中，我们可以在电缆通道上的任何一点上移动而没有阻力，因为：
1.通道是灵活的。
2.电缆所沿的中心部分不会改变长度。

通道的弯曲不会改变其长度，因此我们可以根据需要弯曲它，触手将保持静止。方便！

这样一来，我们就可以同时做两件事：将控制上级的电缆延伸到下级，并控制下级的电缆通过，而又不影响下一个。

该图显示控制第一阶段的电缆穿过第二阶段。

备件

主要材质

沿各个自由度的平稳运动是通过用抗绕其轴旋转的材料构造的触角来实现的。大多数人都使用具有此属性的旧车的速度表电缆。[1]我也是第一次使用这种电缆。不幸的是，它们的直径只有一个：0.125英寸，这就是为什么不可能制造不会因自身重量而弯曲的大娃娃的原因。现在我更喜欢扭绞工具中的挠性轴。但是本文中的大多数图像都是使用速度计电缆制成的。

区隔

每个椎骨节段必须牢固固定，以免滑动和旋转。它们必须正确地引导电缆，并在正确的位置-电缆通道，同时牢固地连接到速度计电缆。Landon为此使用在CNC机床上制造的铝制零件。但是我在商店里翻找，发现了一种使用现成组件的简单方法。如今，由于这种爱好的盛行，用于机器人的备件非常受欢迎，我能够用Pololu [Pololu通用铝制安装座]的通用套筒和聚甲醛[derlin]的板制成椎骨。

控制线

控制电缆的使用方法与自行车相同，但实际上更薄。我已成功使用两种直径的电缆-1.2 mm和0.8 mm。您可以使用昂贵的电缆，对电缆的处理方式应确保它们不会晃动，或者仅灼烧电缆的修整端直到其发光为止。[3]

电缆通道

通道有很多选择-尼龙管，自行车编织物，弹簧。我们所需要的只是使通道能够抵抗压缩并保持灵活性。抗压缩性应为运动提供“相等且相反”的力。

需要灵活性，以使通道不会干扰触手的其他部分弯曲。对于单级机制，列出的任何选项均适用。对于多阶段来说，灵活性更为重要。到目前为止，以我的经验，拉伸弹簧最适合作为所有材料中最柔软的。如果您知道正确的名称，则可以在McMaster-Carr

商店购买任何东西。我们的电缆通道称为“连续长度延伸弹簧”（9664K12），每36英寸仅售4.40美元。 [300擦/米]

可从Dr.Dr.订购较小的弹簧 AND CO坦普尔曼。弹簧的成本会更大，但种类更丰富。Molex的直径很小。

弯曲点

对于我来说，这是我第一次很难想象这个元素的设计。尽管如此，了解了电缆末端的位置后，该部分仍易于构造。控制底部的每条电缆都以回路结束。在同一椎骨上，电缆通道终止，其中包含以下一组控制电缆。从那里继续下一组电缆。

替代设计

我们可以在椎骨上使用其他材料（例如木材）来节省金属衬套吗？也许吧，但是这样的设计不仅是这样设计的，而且是经过计算的。

首先，必须通过成品零件或负担得起的制造方法（激光切割机和3D打印机）来平衡设计的复杂性。因此，即使是非典型眼神和灵巧的人也可以进行这样的设计。

其次，原型制造技术必须具有确定性和可重复性。该设备应具有与世界上任何地方相同的性能。当环氧树脂在某种异常湿度下硬化时，无需练习魔术并向单腿站立的胶水之神祈祷。简单的技术无论何时何地都表现相同。

但是请自己寻找设计替代方案。我完成了控制器和触手的定稿，但这并不意味着工作已完成。到本文第三部分完成时，所有开发工作都将掌握在您手中，您可以使用它做任何想做的事情。

第二部分

参考文献

[1] Stan Winston电缆机制基础知识
有关创建简单触手的详细教程

[2] Rick Lazzarini的Animatronics演示 1:21:01
使用速度计电缆的示例

[3] CS235：应用机器人设计，第7讲－电缆传输
简介关于机器人技术中电缆的使用

在家中制作机械触角的指南：第1部分