Mécanisme simplifié à double œil animatronique imprimé en 3D : 4 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Ayant construit un mécanisme simple à œil unique dans le passé, je voulais améliorer le design et le rendre plus accessible à la communauté des fabricants. L'assemblage mis à jour utilise des pièces qui peuvent facilement être achetées en ligne, et presque tous les composants peuvent être imprimés facilement sans supports. Concevoir le modèle de cette manière sacrifie certaines fonctionnalités, mais je publierai une conception optimisée à l'avenir. Ce projet est idéal si vous souhaitez construire un mécanisme oculaire fonctionnel et réaliste, mais n'avez pas nécessairement accès à des outils comme un tour ou des composants spécialisés. Une autre caractéristique de cette conception est qu'elle est conçue pour utiliser des yeux encliquetables qui peuvent être remplacés et utilisés avec d'autres composants imprimés en 3D pour projeter un dôme très réaliste sur l'œil peint. Ce processus est assez complexe, j'ai donc un autre instructable sur la façon de faire les yeux, mais si vous préférez utiliser de simples yeux imprimés en 3D, vous pouvez le faire aussi. Ce projet nécessitera un post-traitement de vos impressions, y compris certaines (main) perçage et ponçage, mais à part les bases (imprimante 3D, cutter, tournevis, clés Allen), aucun outil spécial n'est nécessaire.

Fournitures

Matériaux et composants:

• Filament d'imprimante 3D: le PLA convient bien, même si je vous recommande d'utiliser une bonne marque car certaines pièces sont assez petites et fragiles. L'ABS est bon pour faire des yeux réalistes mais pas nécessaire.
• 6x micro servos SG90:
• Diverses vis M2 et M3, bien que toutes les vis à peu près de cette taille devraient fonctionner correctement. Un kit comme celui-ci:https://amzn.to/2JOafVQ devrait vous couvrir.
• Arduino: Cette conception a été testée à l'aide d'un véritable Uno, mais il est probable que toute carte dotée de broches SDA/SCL, 3 entrées analogiques et une entrée numérique fonctionnera. Arduino Uno:

• Carte pilote servo: j'ai opté pour une carte pilote PWM 16 canaux d'Adafruit:

  • Alimentation 5V, environ 4A est plus que suffisant. Voici le mien (https://tiny.cc/is4cdz)

  • Une prise d'alimentation DC femelle adaptée à votre alimentation, à souder sur la carte servodriver

• Câbles de démarrage:
• Joystick:
• Potentiomètre (10k ohms est généralement une bonne valeur à utiliser:
• Commutateur momentané (Certains joysticks l'ont intégré, mais il est plus facile à contrôler lorsqu'il est séparé:
• Résistance 10k:

Outils:

Une perceuse à main à étau peut être utile pour ajuster la taille des trous:

Étape 1: Impression

L'impression peut être quelque peu difficile en raison des petites pièces, mais la majorité des pièces s'impriment rapidement et facilement sans supports. J'ai utilisé du PLA pour toutes mes parties autres que les yeux (qui étaient en ABS car cela a l'air un peu plus naturel). Il y a aussi quelques parties délicates à surveiller, mais si vous utilisez un filament de qualité décente et que vous êtes satisfait de vos paramètres d'impression, tout devrait bien se passer. Enfin, j'ai utilisé une hauteur de couche de 0,2 mm et c'était plus que suffisamment précis pour ce modèle - je suppose que vous pourriez même vous en tirer avec 0,3 mm.

Étape 2: Post-traitement

Les yeux peuvent être poncés et lissés à volonté, mais un minimum de ponçage peut être nécessaire sur le bas du modèle là où l'imprimeur aurait imprimé un surplomb. C'est juste pour s'assurer que l'œil peut tourner en douceur dans les paupières. Les seules autres parties que j'ai poncées étaient les composants de l'adaptateur pour les yeux, simplement parce qu'ils sont bien ajustés et que les quelques couches inférieures de mes impressions ont toujours tendance à être un peu gonflées.

Les pièces sont conçues pour être imprimées de telle sorte que certains trous sont suffisamment sous-dimensionnés pour être directement vissés, tandis que d'autres sont suffisamment surdimensionnés pour que la vis les traverse parfaitement. Si votre imprimante fait des trous trop petits pour les visser ou les faire pivoter en douceur, vous pouvez utiliser une petite perceuse à main pour percer certains des trous afin de les rendre plus précis, et le taraudage est également une option (bien que le PLA agrippe généralement les vis assez bien quand même). Vérifiez les images pour un guide sur les trous qui doivent être de quelle taille.

Étape 3: Assemblage

Une fois toutes vos pièces imprimées et traitées, vous pouvez assembler votre modèle ! Il peut être utile de se référer à la vidéo pour voir comment tout cela se passe ensemble. Il y a aussi toutes les photos de référence dans un dossier dans mon téléchargement, y compris une stl du modèle complet que vous pouvez consulter.

1. Connectez les deux bases avec des boulons M3 de 10 mm/12 mm, ce point de pivot est pour l'axe y du mouvement des yeux et des paupières.
2. Placez le servo en position et vissez-le avec des vis M2 de 4 ou 6 mm, cela sert d'actionneur pour le mouvement de l'axe x
3. Fixez le bras de l'axe Y à la sous-base avec une vis M3 de 4/5/6 mm et fixez un palonnier de servo sur le troisième trou à partir du centre à l'aide d'une vis M2 de 4 mm ou 6 mm. Vérifiez ci-dessus pour vous assurer que l'orientation de tout est correcte.
4. Commencez à construire l'assemblage de l'axe x en vissant les fourches dans les adaptateurs oculaires avec des boulons M3 4/5/6mm, les trous de fourche doivent être surdimensionnés pour que les vis mordent dans l'adaptateur, on entre dans un angle amusant mais vous devriez être pouvoir l'entrer.

5. Fixez le connecteur à trois points sur le dessus des fourches, la vis M3 mordra dans le trou sous-dimensionné du composant de la fourche. Fixez également un bras de servo sur le dernier trou au centre du connecteur à trois points à l'aide d'un boulon M3 de 5 mm (le trou sur le bras de servo devra probablement être percé à 2,5 mm - 2,8 mm pour accepter la vis). Je recommanderais de manipuler l'assemblage pour s'assurer que tout se passe bien sans friction régulièrement au fur et à mesure que vous le construisez.

6. Fixez le maillon central de l'œil aux adaptateurs d'œil à l'aide d'une vis M3 de 8 mm, assurez-vous que la surface plane du maillon central est orientée vers le haut et la partie inclinée vers le bas. Vous pouvez également brancher les yeux à ce stade.
7. Vissez le tout au centre de l'embase avec deux boulons M3 8/12 mm.
8. Chargez le bloc servo avec 5 servos TowerPro SG90, dans le bon sens indiqué.
9. Déterminez quelle paupière est quelle en utilisant le graphique, et connectez le connecteur approprié avec une vis M2 de 4 mm ou 6 mm, et fixez un bras de servo à l'autre extrémité (utilisez le dernier trou dans le palonnier du servo - vous devrez peut-être le percer à 1,5 mm - 1,8 mm).
10. Fixez les paupières à la base, mais ne vous inquiétez pas encore de connecter des palonniers de servo.

Étape 4: Câblage et assemblage final

En vous référant au graphique, téléchargez le code sur l'arduino et câblez le tout. Consultez le guide Adafruit si vous avez besoin d'aide pour configurer la carte du servomoteur. Tous les servos doivent maintenant être alimentés et en position neutre, alors profitez de cette opportunité pour relier tous les bras de servo aux servos avec les yeux tournés vers l'avant dans une position neutre. Vous pouvez simplement les brancher, puis débrancher l'alimentation pour les visser correctement. Le bras d'asservissement de l'axe y est dans une position inconfortable pour accepter une vis, mais j'ai trouvé qu'il tenait bien sans vis de toute façon. Si ce n'est pas le cas, il peut être utile de retirer l'un des servos de paupière pour le visser. Je vous recommande de tester le mouvement avec votre joystick à ce stade pour vous assurer qu'il n'y a pas de problème.

Pour les paupières, il est préférable de régler les servos en position clignotante afin de pouvoir les aligner tous au centre. Pour ce faire, soit en maintenant le bouton clignotant enfoncé, soit en créant un court-circuit dessus. Une fois tous les bras de servo en position, il est facile de les visser.

Votre modèle devrait être complet ! Si vous voulez voir comment faire des yeux réalistes, consultez mon précédent instructable. Je prévois également de publier bientôt un instructable pour vous montrer comment faire un contrôleur, alors revenez si vous êtes intéressé !