陆地帆船:6个台阶(附图)

陆地帆船:6个台阶(附图)

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Anonim

这个教学是为了满足南佛罗里达大学(www.makecourse.com)制作课程的要求而创建的。

这是一艘陆地帆船 - 一种风力发电机,它不是有一个漂浮在水面上的船体,而是有五个轮子并在陆地上滑行。当然,它是遥控的。

供应:

第1步:打印/获取零件

许多部件必须进行3D打印。但是,有几个部分必须通过其他方式获得:

  • 8毫米x 500毫米碳纤维管x6
  • Arduino Uno
  • USB-A至USB-B电缆短(约3英寸)
  • 电池(专为手机设计的外置锂离子电池)
  • 高扭矩伺服x2(这里使用的伺服器产生125盎司的扭矩)
  • 滑板轮和轴承x5
  • 大约一平方码的防撕裂尼龙
  • 大约25英尺的弦
  • 线和针,缝纫机,缝针Witchery或帆胶带
  • 塑料条(~10“)x2(此处使用的条带来自切割塑料笔记本封面)
  • 面包板电源导轨x1
  • 电线x10
  • 遥控器x1
  • RC接收器x1
  • 橡皮筋x7

这些3D打印部件可以通过多种方式制造(即使没有木材,如果没有可用的3D打印机),但是,它们应该具有某些关键元素以赋予它们预期的功能。零件如右图所示:

  • 主盒子。它有两个8毫米的孔,正面朝前连接到前轮,前面有一个8毫米的孔朝上,用于桅杆,还有一个足够大的针孔,可以让绳子在后面朝上穿过。前面还有两个“鼻孔”,面向前方,足够大,可以用于绳子。转向柱通过这些孔进给。后部的两个8毫米孔从每侧向外朝向,允许轴(碳纤维管)开槽。
  • 该平台。它内置有外壳,可将伺服系统固定到位。这些的大小取决于购买的伺服类型。应使用数字卡尺或其他类似工具测量它们。
  • 后盖。一旦平台滑入主盒,这将关闭盒子。它内部还有孔,可用于创建滑轮系统,以获得风帆移动机构的扭矩或速度。假设它具有伺服系统,Arduino和RC接收器所需的所有连接器和空间,则可以完全放弃此处所示的主盒,平台和后盖,以支持不同的系统。
  • 轮盖。主盒上的两个8毫米前向孔通过两根碳纤维管连接到这件上,这件孔有一组朝向后方的孔。它还有一个足够大的空腔,用于底部的滑板轮和一个较小的孔,该空间跨越该轮腔到盖子顶部之间的空间。此盖子的后顶部还有一个小孔,可以安装索具。
  • 车轮安装。车轮安装在此。它可以使用3D打印轴或合适的替代品进行安装。其主体容纳在轮罩腔中,而圆形顶部突出穿过连接到腔的孔。
  • 缰绳。它位于车轮盖的顶部,连接到车轮安装座的突出部分。两个叶片有孔附着的孔。这些琴弦被送到主箱的“鼻孔”孔,其内部的伺服器操纵它们。
  • 轴帽。这件作品的大半部分滑到了车轴上。轮子滑到这件作品的较小一半上。在车轮打开之前,将一根绳子系在小半部分上以保持桅杆向上。
  • 桅杆盖。滑到桅杆顶部。它在顶部有孔,以容纳桅杆向上的琴弦。
  • 吊具。它将两根500毫米的碳纤维管连接在一起,形成一个1米长的管子。还有一个横跨它的横杆,可以保持住远离桅杆,增加支撑。
  • 繁荣。将帆的尾端(线索)保持在远离桅杆的位置。

第2步:编程Arduino

这里显示的代码除了基于来自接收器的输入控制风帆的功能之外还包括主循环,以及基于来自接收器的输入来控制转向的功能。主循环的唯一工作是运行后两个函数。

在主循环之前,设置初始化所使用的引脚,声明全局变量,创建伺服对象,并声明函数。如果Arduino上的不同引脚用于帆,转向,通道1或通道2,而不是此Instructable中所示,则应更改第3到6行中的最后一个字符以反映选择的引脚。

步骤3:将Arduino连接到两个高扭矩伺服系统和一个RC接收器

图像右侧的伺服连接到Arduino引脚9,而最左边的伺服连接到引脚8. RC接收器上的通道1连接到引脚5,而通道2连接到引脚6。

Arduino上的5 V和接地引脚应连接到面包板上的电源和接地导轨,并且两个伺服电机和RC接收器上的电源和接地也应连接到各自的导轨上。

步骤4:将电池连接到RC接收器

如果来自Arduino的电线弯曲成扁平,则外部电池应安装在面包板上方。这里使用的单位是10,000 mAh的Anker电池。

为了保持锂离子电池的健康,应将其保持在50%左右的容量,并在使用后从设备中取出,以便在长时间后不会磨损至0%。保持Arduino无限期驱动它会杀死电池。

第5步:创建赛欧

建造风帆有很多自由。专业人员使用弧形板并在板上铺设多张帆布,然后将它们缝合在一起,使它们具有良好的曲线。但是,大多数人,包括我自己,都没有这方面所需的知识或资源。对于这种应用,从防撕裂尼龙中切出一条帆就足够了。对于更顺风的帆,使其更宽(低纵横比)。对于逆风,使其更窄(高纵横比)。如果要在强风的地方使用,请将其缩小,如果要在风较小的地方使用,请将其放大。

无论帆的大小和形状如何,前缘(luff)应该具有略微凸起的曲线。这使得帆有轻微的弯度,即使它不是用弯曲板制成的,而且像更专业的帆船制造商那样做多张布。

此外,在帆的前缘应该有一个接缝余量,以允许它折叠在桅杆上。可以用手或缝纫机缝制该边缘。专业人士经常使用帆带,因为它可以使帆更加流线型。在这个项目中,使用了一种名为Stitch Witchery的产品,它基本上是一种带状的热活化织物胶。

帆的后角(线团)应该有一个环缝在吊杆末端的孔上。这将它绑定到繁荣。

第6步:全部放在一起

这是最后也是最艰难的一步。根据所使用的3D打印机的精度,这些部件可能需要打磨才能适合。应使用超级胶水或环氧树脂将各个部件装配在一起。在放置后盖之前,应将其上带有伺服器的平台滑入主箱。但是,在插入平台之前,应该操纵控制转向的所有琴弦。

转向绳系在前面的缰绳上,回到主箱上的“鼻孔”,回路 通过 转向伺服两侧的伺服喇叭,然后系在钩子上,钩子可以钩住车轮盖的后孔。该系统允许在拆卸需要时对系统进行检测,以及方向盘的额外运动范围,因为它会像滑轮系统那样放大伺服机构的运动。

在打开背板之前,应该操纵控制风帆的琴弦。要做到这一点,请确保取出电池,然后将一根绳子穿过主盒顶部的孔,进入后板上的孔,穿过伺服喇叭的末端,然后再回到孔上。它应该系在后板上。这与转向一样,允许以扭矩为代价进行更大范围的运动。一旦桅杆和帆就位(应该在以后完成),挂在主箱孔外的绳子的另一端应该通过吊杆末端的孔进给,绕桅杆缠绕几次,并塞进一个缠绕在桅杆底部的橡皮筋。

橡皮筋应放在桅杆底座上,以防止吊杆下降过低。它们还应该在每个车轮的侧面以保持它们就位。两个轮子滑到轴上,离主箱大约一英寸;另外两个在轴帽上方两端(但是在车轮打开之前应将一根绳子系在轴帽上)。前轮进入车轮支架,然后插入车轮罩。缰绳粘在轮罩的从轮罩突出的部分上。

最后一部分是站立索具。应从车轮盖上的后孔开始穿过一根绳子,转向连接到桅杆顶部的一个孔。另外,应从每个轴帽,通过相应侧上的吊具上的孔以及桅杆的顶部伸出一根绳子。应在每个吊具孔上放置一个超级胶水点,以保持绳子就位。所有在桅杆顶部终止的琴弦应系在桅杆盖上的孔中。