Mecanismo de ojo dual animatronic impreso en 3D simplificado: 4 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Habiendo construido un mecanismo simple de un solo ojo en el pasado, quería mejorar el diseño y hacerlo más accesible para la comunidad de creadores. El conjunto actualizado utiliza piezas que se pueden comprar fácilmente en línea y casi todos los componentes se pueden imprimir fácilmente sin soportes. Diseñar el modelo de esta manera sacrifica algunas funciones, pero lanzaré un diseño optimizado en el futuro. Este proyecto es ideal si desea construir un mecanismo ocular funcional y realista, pero no necesariamente tiene acceso a herramientas como un torno o componentes especiales. Otra característica de este diseño es que está diseñado para usar ojos a presión que se pueden reemplazar y usar con otros componentes impresos en 3D para proyectar una cúpula muy realista sobre el ojo pintado. Este proceso es bastante complicado, así que tengo otro instructivo sobre cómo hacer los ojos, pero si prefiere usar ojos simples impresos en 3D, también puede hacerlo. Este proyecto requerirá un procesamiento posterior de sus impresiones, incluidas algunas (mano) taladrar y lijar, pero aparte de lo básico (impresora 3D, navaja, destornillador, llaves Allen) no se necesitan herramientas especiales.

Suministros

Materiales y componentes:

• Filamento de impresora 3D: PLA está bien, aunque le recomiendo que use una buena marca porque algunas partes son bastante pequeñas y frágiles. El ABS es bueno para crear ojos realistas, pero no es necesario.
• 6x SG90 Micro Servos:
• Varios tornillos M2 y M3, aunque cualquier tornillo de ese tamaño debería funcionar bien. Un kit como este: https://amzn.to/2JOafVQ debería cubrirlo.
• Arduino: este diseño se probó con un Uno genuino, pero es probable que cualquier placa que tenga pines SDA / SCL, 3 entradas analógicas y una entrada digital funcione. Arduino Uno:

• Placa de controlador de servo: Opté por una placa de controlador PWM de 16 canales de Adafruit:

  • Fuente de alimentación de 5 V, alrededor de 4 A es más que suficiente. Aquí está el mío (https://tiny.cc/is4cdz)

  • Un conector de alimentación de CC hembra para que coincida con su fuente de alimentación, para soldar a la placa del servocontrolador

• Cables de puente:
• Joystick:
• Potenciómetro (10k ohmios es generalmente un buen valor para usar:
• Interruptor momentáneo (algunos joysticks tienen esto incorporado, pero es más fácil de controlar cuando está separado:
• Resistencia de 10k:

Instrumentos:

Un taladro de mano con tornillo de banco puede ser útil para ajustar el tamaño de los orificios:

Paso 1: Imprimir

La impresión puede resultar algo complicada debido a las piezas pequeñas, pero la mayoría de las piezas se imprimen rápida y fácilmente sin soportes. Usé PLA para todas mis partes además de los ojos (que eran ABS porque se ve un poco más natural). También hay algunas partes delicadas a tener en cuenta, pero si está utilizando filamento de calidad decente y está satisfecho con su configuración de impresión, debería estar bien. Finalmente, utilicé una altura de capa de 0,2 mm y esto fue lo suficientemente preciso para este modelo; sospecho que podría salirse con la suya incluso con 0,3 mm.

Paso 2: posprocesamiento

Los ojos se pueden lijar y alisar tanto como desee, pero puede ser necesario un mínimo de lijado en la parte inferior del modelo donde la impresora habría estado imprimiendo un saliente. Esto es solo para asegurar que el ojo pueda girar suavemente dentro de los párpados. Las únicas otras partes que lijé fueron los componentes del adaptador del ojo, solo porque están ajustados y las pocas capas inferiores de mis impresiones siempre tienden a estar un poco hinchadas.

Las piezas están diseñadas para imprimir de manera que algunos orificios son lo suficientemente pequeños como para atornillarlos directamente, mientras que otros son lo suficientemente grandes como para que el tornillo los atraviese cómodamente. Sin embargo, si su impresora está haciendo los orificios demasiado pequeños para atornillarlos o girarlos suavemente, puede usar un pequeño taladro de mano para perforar algunos de los orificios y hacerlos más precisos, y también es una opción roscar roscas (aunque el PLA generalmente agarra tornillos bastante bien de todos modos). Consulte las imágenes para obtener una guía sobre qué orificios deben ser de qué tamaño.

Paso 3: Montaje

Una vez que todas sus piezas estén impresas y procesadas, ¡puede ensamblar su modelo! Puede ser útil consultar el video para ver cómo va todo junto. También hay todas las fotos de referencia en una carpeta en mi descarga, incluido un stl del modelo completo que puede ver.

1. Conecte las dos bases con pernos M3 de 10 mm / 12 mm, este punto de pivote es para el eje y del movimiento del ojo y los párpados.
2. Coloque el servo en posición y atorníllelo con unos tornillos M2 de 4 o 6 mm, esto sirve como actuador para el movimiento del eje x
3. Fije el brazo del eje Y a la subbase con un tornillo M3 de 4/5/6 mm y coloque una bocina de servo en el tercer orificio desde el centro con un tornillo M2 de 4 mm o 6 mm. Verifique arriba para asegurarse de que la orientación de todo sea correcta.
4. Comience a construir el ensamblaje del eje x atornillando las horquillas en los adaptadores de ojo con pernos M3 de 4/5/6 mm, los orificios de la horquilla deben ser de gran tamaño para que los tornillos muerdan el adaptador, uno entra en un ángulo extraño pero debería ser capaz de conseguirlo.

5. Coloque el conector de tres puntos en la parte superior de las horquillas, el tornillo M3 se clavará en el orificio de menor tamaño en el componente de la horquilla. También conecte un brazo servo en el orificio final al centro del conector de tres puntos con un perno M3 de 5 mm (es probable que el orificio en el brazo del servo deba perforarse a 2,5 mm - 2,8 mm para aceptar el tornillo). Recomendaría manipular el ensamblaje para asegurarse de que todo se mueva bien sin fricción con regularidad a medida que lo construye también.

6. Fije el eslabón central del ojo a los adaptadores del ojo con un tornillo M3 de 8 mm, asegúrese de que la superficie plana del eslabón central esté hacia arriba y la sección inclinada hacia abajo. También puede enchufar los ojos en esta etapa.
7. Atornille todo esto al centro de la subbase con dos tornillos M3 de 8/12 mm.
8. Cargue el bloque de servo con 5 servos TowerPro SG90, en la orientación correcta que se muestra.
9. Determine qué párpado es cuál usando el gráfico, y conecte el conector correspondiente con un tornillo M2 de 4 mm o 6 mm, y coloque un brazo servo en el otro extremo (use el último orificio en la bocina del servo; es posible que deba perforar esto a 1.5 mm - 1.8 mm).
10. Coloca los párpados en la base, pero no te preocupes por conectar ningún servo cuerno todavía.

Paso 4: cableado y montaje final

Al consultar el gráfico, cargue el código en el arduino y conecte todo. Consulte la guía de Adafruit si necesita ayuda para configurar la placa del servocontrolador. Todos los servos ahora deben estar alimentados y en su posición neutral, así que aproveche esta oportunidad para conectar todos los brazos del servo a los servos con los ojos mirando hacia adelante en una posición neutral. Puede simplemente enchufarlos y luego desconectar la alimentación para atornillarlos correctamente. El brazo del servo del eje y está en una posición incómoda para aceptar un tornillo, pero descubrí que se mantenía bien sin un tornillo de todos modos. Si el tuyo no lo hace, puede ser útil quitar uno de los servos de párpado para atornillarlo. Recomiendo probar el movimiento con tu joystick en esta etapa para asegurarte de que no haya problemas.

Para los párpados, es mejor si configura los servos para que estén en la posición de parpadear para que pueda alinearlos todos en el centro. Haga esto manteniendo presionado el interruptor de parpadeo o creando un corto sobre él. Una vez que todos los brazos del servo están en posición, es fácil atornillarlos.

¡Tu modelo debería estar completo! Si desea ver cómo hacer los ojos realistas, consulte mi instructable anterior. También estoy planeando lanzar un instructivo pronto para mostrarte cómo hacer un controlador, ¡así que vuelve a consultar si estás interesado!