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Véhicule robotisé à cames directrices

Description du modèle 3D

https://youtu.be/D4A8Wu-qiP8

Il y a plus de cinquante ans, jai reçu une voiture jouet pour Noël qui avait un moteur électrique alimenté par deux batteries de cellules D. Alors que le moteur électrique entraînait les roues arrière pour propulser la voiture vers l'avant, la voiture comprenait également un système de direction unique utilisant une "came" rotative entraînée par engrenage qui dirigeait la voiture sur une trajectoire géométrique. La voiture était livrée avec une variété de cames, et en changeant la came, la voiture suivait un chemin différent.

La voiture a disparu depuis longtemps et je n'ai pas pu en trouver une autre, alors dans le monde d'aujourd'hui des microcontrôleurs et des véhicules à moteur pas à pas, j'ai pensé que je pourrais recréer ma voiture-jouet à moteur électrique / à came en 3D sous forme imprimée intitulée "Robotic Cam Steered Vehicle" pour les enfants, petits enfants et, bien sûr, moi !

Comme d'habitude, j'ai probablement oublié un dossier ou deux ou qui sait quoi d'autre, donc si vous avez des questions, n'hésitez pas à me les poser car je fais beaucoup d'erreurs.

Conçu avec Autodesk Fusion 360, tranché avec Cura 4.4.0 et imprimé en PLA sur un Ultimaker 3 Extended et un Ultimaker S5.

Une dernière remarque : je ne reçois aucune compensation, sous quelque forme que ce soit, pour la conception, l'équipement, les pièces et/ou les matériaux utilisés dans ce modèle.

Paramètres d'impression 3D

Pièces.Parties

J'ai acquis les pièces suivantes pour ce modèle :

  • Une pile au lithium de 3,7 Vcc 100ma (https://www.adafruit.com/product/1570).

  • Un câble JST PH 2 broches (https://www.adafruit.com/product/3814).

  • Un motoréducteur N20 6VDC 150RPM.

  • Un microrupteur (Uxcell a12013100ux0116 High Knob 3P 2 Position 1P2T SPDT Vertical Slide Switch, 0.5 Amp, 50V DC, 50 Piece, 3 mm).

  • Un ressort de rallonge (6.35 OD, longueur 22.2, section .5mm, quincaillerie locale).

  • Quatre joints toriques (diamètre intérieur de 30 mm, section de 3,5 mm, quincaillerie locale).

Vous aurez également besoin d'un chargeur de batterie approprié.

I 3D a imprimé les pièces suivantes pour ce modèle :

  • Un "Essieu, Cam.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Essieu, engrenage, vis sans fin.stl", hauteur de couche de 0,15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Bellcrank, Left.stl", hauteur de couche de 0,15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Bellcrank, Right.stl", hauteur de couche de 0,15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Body, SUV.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, supports PLA (c'est une longue impression).

  • Un "boulon à épaulement de 3 mm, long.stl", hauteur de couche de 0,15 mm, 50% de remplissage, sans supports.

  • Sept "Boulon, 3mm épaulement.stl", .15mm hauteur de couche, 50% de remplissage, pas de supports.

  • Quatre "boulons, roues.stl", hauteur de couche de .15mm, 50% de remplissage, sans supports.

  • Deux "Bolt.stl", hauteur de couche de .15mm, 50% de remplissage, sans supports.

  • Un "Bumper, Front.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Pare-chocs arrière.stl", hauteur de couche de 0,15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Une "Cam, Figure Eights.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Cam, Ovals.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Une "Cam, S Curves.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Une "Cam, Squares.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Une "Cam, Triangles.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Chassis.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Gear, Cam.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Gear, Motor.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Gear, Worm, Drive.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Gear, Worm.stl", hauteur de couche de 0,06mm, 20% de remplissage, supports PVA.

  • Un "Mount, Spring.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans support.

  • Deux "Rollbar, Support.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Rollbar, Upright.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Tie Rod.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Une "Roue, Gear.stl", hauteur de couche de 0,15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Trois "Wheel.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

  • Un "Pare-brise.stl", hauteur de couche de .15mm, 20% de remplissage, sans supports.

Il s'agit d'une impression et d'un assemblage de haute précision utilisant parfois de très petites pièces imprimées en 3D dans des espaces très réduits. Avant l'assemblage, vérifiez l'ajustement et la coupe, la lime, le sable, etc. de toutes les pièces nécessaires au mouvement lisse des surfaces mobiles et à l'ajustement serré des surfaces non mobiles. Selon votre imprimante, les réglages de votre imprimante et les couleurs que vous avez choisies, plus ou moins de rognage, de limage et/ou de ponçage peuvent être nécessaires. Limez soigneusement tous les bords qui sont entrés en contact avec la plaque de construction pour vous assurer que toute la plaque de construction "suintement" est enlevée et que tous les bords sont lisses. J'ai utilisé de petites limes de bijoutiers et beaucoup de patience pour réaliser cette étape.

Le modèle utilise également un assemblage fileté, j'ai donc utilisé un jeu de tarauds et de matrices (6 mm sur 1) pour le nettoyage des filets.

Câblage et installation du moteur, du commutateur et du connecteur JST .

Pour câbler et installer le moteur, l'interrupteur et le connecteur JST, j'ai effectué les étapes suivantes :

  • Souder le fil rouge JST à la borne "+" du moteur.

  • Souder le fil noir JST à la borne centrale du commutateur.

  • J'ai soudé un fil noir d'une borne extérieure d'un interrupteur à la borne "-" du moteur.

  • Glisser le connecteur JST et commuter à travers le support moteur puis à travers le trou arrière de l'anneau de support de came sur "Chassis.stl", puis presser le moteur dans le support moteur de telle sorte que 5mm de l'arbre moteur s'étendent depuis l'extérieur du support moteur.

  • A enfoncé l'interrupteur dans le trou d'aiguille du châssis près du support de roue arrière gauche de façon à ce que la face de l'interrupteur soit à fleur avec le dessous du châssis, puis a fixé l'interrupteur en place avec un petit point de colle cyanoacrylate épaisse.

Installer les engrenages.Installer les engrenages.

Pour installer les engrenages, j'ai effectué les étapes suivantes :

  • Presser "Gear, Motor.stl" sur l'arbre du moteur jusqu'à ce que l'engrenage soit au même niveau que l'arbre du moteur.

  • Positionné "Gear, Worm.stl" entre les tours d'engrenages à vis sans fin sur le châssis et fixé en place avec "Gear, Worm, Drive.stl" (côté motoréducteur) et "Axle, Gear, Worm.stl".

À ce stade, j'ai fixé la batterie au châssis à l'aide de ruban adhésif double face, branché la batterie dans le connecteur JST, puis allumé l'interrupteur pour vérifier le bon fonctionnement des engrenages et la consommation de courant de 18MA environ. J'ai ensuite éteint l'interrupteur et débranché la batterie du connecteur JST.

Installer le système de direction .

Pour installer la direction, j'ai effectué les étapes suivantes :

  • Fixer "Bellcrank, Right.stl" sur le clocher droit de l'ensemble châssis à l'aide d'un "boulon, 3mm Shoulder.stl".

  • Fixation du "Bellcrank, Left.stl" sur le clocher gauche du châssis à l'aide d'un "Boulon, 3mm Shoulder.stl".

  • Fixer une extrémité de "Tie Rod.stl" sur le guignol droit avec "Bolt, 3mm Shoulder, Long.stl".

  • Fixer l'extrémité restante de la bielle au guignol gauche à l'aide d'un "boulon, 3mm Shoulder.stl".

  • Glisser une extrémité du ressort de traction sur un "Boulon, 3mm Shoulder.stl".

  • Visser le boulon dans "Mount, Spring.stl".

  • Fixer l'ensemble de fixation du ressort sur le châssis à l'aide d'un "Bolt.stl".

  • Glissez l'extrémité libre du ressort de traction sur le long boulon à épaulement de 3 mm.

  • Ajusté l'ensemble de montage du ressort le long de la fente de façon à ce qu'il y ait une petite quantité de précharge sur le ressort, juste assez pour maintenir l'ensemble de direction dans la position gauche.

Installer les pneus et les roues.Installer les pneus et les roues.

Pour installer les pneus et les roues, j'ai effectué les étapes suivantes :

  • J'ai glissé un joint torique sur chacune des quatre roues.

  • Fixation d'un "Wheel.stl" sur le renvoi d'angle droit à l'aide d'un "Bolt, Wheels.stl".

  • Fixation d'un "Wheel.stl" sur le guignol gauche à l'aide d'un "Bolt, Wheels.stl".

  • Fixer une "Wheel.stl" sur le support de roue arrière droite du châssis à l'aide d'un "Bolt, Wheels.stl".

  • Fixer "Wheel, Gear.stl" sur le support de roue arrière gauche du châssis à l'aide d'un "Bolt, Wheels.stl".

Installer l'engrenage à cames et une came..

Pour installer le pignon à cames et une came, j'ai effectué les étapes suivantes :

  • Positionnement de la fiche hexagonale sur "Cam, Ovals.stl" dans la douille hexagonale dans "Gear, Cam.stl".

  • A positionné l'assemblage de came sur la bague de support de came de l'assemblage du châssis, centrée sur les filetages de la tour de montage de came.

  • Fixer l'ensemble came en position à l'aide d'un "Essieu, Cam.stl".

A ce stade, le châssis est complet et prêt à fonctionner !

Et c'est ainsi que j'ai imprimé et assemblé en 3D "Robotic Cam Steered Vehicle".

J'espère que ça vous a plu !

Oh, mais il y a plus....

J'ai utilisé le châssis pendant quelques jours à l'aide des différentes caméras pour divertir ma famille et mes amis, et bien que j'ai apprécié le modèle "tel quel" (j'aime regarder les mécanismes fonctionner), d'autres m'ont suggéré d'ajouter un corps. Donc, si vous êtes intéressé à ajouter un corps, passez à l'étape finale.

Préparer et fixer le corps Préparer et fixer le corps.

Le corps est optionnel et nécessite des supports pour l'impression 3D. Avec les réglages que j'ai utilisés sur mon imprimante, le temps d'impression pour "Body, SUV.stl" était d'environ dix-huit heures et nécessitait 98g (12,45m) de filament. Après l'impression 3D des composants de la carrosserie, j'ai effectué les étapes d'assemblage suivantes pour préparer et fixer la carrosserie :

  • Collé "Bumper, Front.stl" (côté plat vers le bas) à l'avant de "Body, SUV.stl" avec de petits points de colle cyanoacrylate.

  • Collé "Bumper, Rear.stl" (côté plat vers le bas) à l'arrière de la carrosserie à l'aide de petits points de colle cyanoacrylate.

  • A enfoncé "Rollbar, Upright.stl" dans les deux trous avant de l'espace de chargement de l'ensemble.

  • Presser un "Rollbar, Support.stl" dans l'un des trous arrière de l'espace de chargement de l'ensemble, le maintenir contre le montant de l'arceau, puis coller le support au montant à l'aide de petits points de colle cyanoacrylate.

  • Presser le "Rollbar, Support.stl" restant dans le trou arrière restant dans la zone de chargement de l'ensemble, le maintenir contre le montant de l'arceau, puis coller le support au montant à l'aide de petits points de colle cyanoacrylate.

  • Fixer l'arceau de sécurité à la carrosserie à l'aide de petits points de colle cyanoacrylate.

  • Presser "Pare-brise.stl" dans les trous du capot de la carrosserie et fixer en place à l'aide de petits points de colle cyanoacrylate.

  • Placer l'ensemble châssis dans l'ensemble carrosserie puis visser un "Bolt.stl" à travers le klaxon de montage arrière de la carrosserie sur l'ensemble châssis et dans la tour de montage arrière de la carrosserie.

  • Visser un "Bolt, 3mm Shoulder.stl" à travers le klaxon avant gauche de la carrosserie dans l'ensemble de la carrosserie et dans le klaxon gauche de la carrosserie sur le châssis (enlever la roue avant pour faciliter le montage).

  • Visser l'autre "Boulon, 3mm Shoulder.stl" à travers le klaxon avant droit de la carrosserie dans l'ensemble de carrosserie et dans le klaxon droit de la carrosserie sur le châssis (enlever la roue avant pour faciliter la tâche).

Et c'est ainsi que j'ai imprimé et assemblé en 3D "Robotic Cam Steered Vehicle" avec une carrosserie.

J'espère que ça vous a plu !

  • Format du fichier 3D : STL

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