迷你車牀:快到我口袋裏來!手工電子DIY教程
有的時候,要製作小東西就需要小工具。我這個口袋車牀只有8英寸(20.32釐米)長,3英寸(7.62釐米)寬,4.5英寸(11.43釐米)高。沒錯,我可以把它輕易地放進夾克衫的口袋和寬大的褲子口袋裏。
口袋車牀最早是在我想製作小型棋盤的時候想到。的另外,在本教程的最後,我寫了一些改進的想法。
1 準備零件你需要:
○ 電動機。我把一臺噴墨打印機給大卸八塊了,取出了其中驅動打印頭的電動機。這個電機的功率足以應付松木和其他輕質木料了。但對於鋁材或者銅材來說就顯得非常無力。○ 厚硬木板。我找了些廢棄的1/4英寸(0.635釐米)厚硬木板,來製作底座。○ 2個滑板輪軸承(608ZZ型號)○ 2個轉軸支撐件(3/4英寸(1.905釐米)長,編號爲WH12A)○ 齒輪。你需要一些驅動齒輪或者一套皮帶傳動系統,這完全要根據你所選擇的電動機來決定。我用的是尼龍斜齒輪,電機的傳動比爲1:2(齒輪比24/48)。 2 組裝旋轉件首先,你需要將轉軸支撐件的開口擴大。它們本來是3/4英寸(1.905釐米)的,需要擴大到7/8英寸(2.2225釐米)。我是用標準鑽頭擴孔的。擴孔的深度只需要達到支撐件厚度的一半即可。
這時,你就可以將軸承安裝上去,將支撐件壓緊了。
軸承的方向朝着工作區域內側。
3 製作支架選擇一顆5/16×1英寸(0.79375×2.54釐米)的螺釘,在帶螺紋的一頭切割出一個十字形。用銼刀將切口的側邊磨成斜角。這就是將工作零件固定住的“牙齒”。
再找一顆5/16×2英寸(0.79375×5.08釐米)的螺釘,重複上面的切牙工序。
將1英寸(2.54釐米)的螺釘插入軸承和支撐件中,用幾個墊圈和一個5/16的尼龍鎖緊螺母將它擰緊。這顆螺釘應該就能夠自由地旋轉,而不會晃動了。
將2英寸(5.08釐米)的螺釘插入驅動齒輪中,斜面口朝着螺栓頭。然後套上9個墊圈,再將螺釘插入支撐塊和軸承中,隨後再加上一個墊圈。同樣地,最後用尼龍鎖緊螺母擰緊,讓驅動機構能夠自由旋轉,而不會卡住。驅動齒輪相對於轉軸不應發生滑動。
4 製作卡盤這一步是可選的,你需要了解纖接或者焊接的技術。這一步完成後,你就會得到一個4爪卡盤。
你將需要一個1/4英寸(0.635釐米)的防護墊圈,和5個5/16的常規螺母。還有4個5/16的固定螺釘。
將一個定位螺釘擰入一個螺母中,讓螺釘的斜角口從背部穿出來,讓螺母處於防護墊圈孔的位置上。螺母必須和墊圈平齊。將螺母和墊圈纖接起來,然後將定位螺釘擰出來。
將墊圈反過來,讓螺母位於下面。
將2顆螺母擰入5/16×2英寸(0.79375×5.08釐米)的螺栓上,並將它們隔開一定距離,讓螺母的外邊緣和防護墊圈的外邊緣平齊。將這根帶有螺母的螺釘插入墊圈中央,將螺母纖接到位。
重複一次這一步驟,在第一組連接件上以90度的方向纖接好螺母。
將零件清掃乾淨,並作適當調整。我還打了底漆,並塗成了黑色。
你可以在定位螺釘上使用螺紋鎖。在啓動機牀之前,一定要確保所有的螺釘都擰緊了。
在照片中可以看到驅動轉軸上後部螺紋的螺母。
5 製作底座底座爲2.5英寸(6.35釐米)寬,8英寸(20.32釐米)長。用電動機和齒輪驅動裝置將需要鑽孔的地方標記出來。然後將這些驅動電機和驅動支撐件的孔都打好。
在底座最遠和最近的點上,用尾部支撐塊將安裝孔的位置標示出來。用直尺將工作零件支撐塊所需要的滑動孔的位置標記出來。這些深孔屆時可以用來調整工作區域的工件尺寸,而且還可以當作工件的手動夾具。
將所有的孔都鑽好,然後把多餘的硬木板材料切割到合適的尺寸,製作底座。我切割了4塊尺寸一模一樣的木板。然後將其中一塊切成了2.5英寸大小,作爲末端的蓋板。將底座組裝起來,然後用膠水粘合在一起。我用的是強力膠,不過木膠水也可以。根據需要調整底座。我還打了底漆,並塗成了黑色。
電動機支架是用2.25英寸×1英寸(5.715釐米×2.54釐米)的鋁質角鐵製成的。
支架要準確地與驅動支撐塊和原有的電極支撐件對齊。然後就要做好標記、鑽好孔、打好螺紋,製作支撐夾具了。
首先應安裝電機,然後再將支撐件安裝在底座上,並用螺釘將驅動塊固定其上。將驅動塊與底座擺放整齊。
末端的滑動鎖口是用1/2×1/4的鋁條製成的,尺寸應比支撐塊的底部略微窄一些。準確地將兩者對齊,然後鑽孔打螺紋,我用的是10-24套筒扳手頭螺栓,因爲艾倫內六角扳手(Allen key)必須擰緊到與4爪卡盤的定位螺釘完全相同的尺寸。將滑動鎖裝在底部下面,並用螺栓將末端支撐件固定住。
6 組裝並測試電路連線其實非常簡單,你還需要一個開關和電源。我選擇了一個12V 1A的“方邦”(wall wart),似乎並沒有電力不足的問題。而且不用的時候可以裝在車牀底座裏面,不怎麼佔地方。方邦的插頭位於背部,電源開關則在頂部,靠近驅動齒輪的地方。電源直接接在電機上,並串聯一個開關。
紅色導線連入電機的正極,而黑色的則連入負極。這些導線都需焊接好。
這些電力器件的功率都不大,所以萬一和齒輪發生了短路,或者卡住了,一般來說都不會造成什麼損害。我在測試車牀的時候,讓刀具切到了卡盤,即便如此,刀具也沒有損壞,而且電機立刻就停止了旋轉。同樣地,如果你一次性切割量過大的話,也只是讓刀具卡住罷了。
要確保驅動轉軸是逆時針旋轉的,否則卡盤就無法固定在轉軸上了。如果方向反了的話,只要把電極導線的極性換一下就好了。
7 製作工具包中空底座是用來存放電源和刀具的。
我決定用乙烯基塑料布來製作工具包。我大致測量了一下,然後用噴膠將兩部分粘起來,避免發生摩擦。然後將它對摺,裁剪到合適的尺寸,然後沿着長的一邊縫合起來。我將一頭裁剪成直角,然後將邊緣縫合起來。再將車牀包裹在乙烯基塑料布中,找出合適的長度,然後裁剪成矩形,將剩下的邊緣也縫合起來。
工具包是從前面打開的,所以當你鬆開手的時候,它會將車牀固定住。我把前面的開口做成了尼龍搭扣,然後在背後的開片縫上一根短條,用來將其固定在底座上。再用熱熔膠將中央的開片粘在底座內側。最靠近使用者的開片帶有尼龍搭扣,避免刮到或者鉤到衣服。
我還用剩下了些乙烯基塑料布,於是就製作了一個小工具袋子,存放艾倫內六角扳手和刀具。
我的縫紉機最近壞了,請各位在吐槽我的非專業縫合針腳時口下留情。
8 最後的成品以及一些改進的想法完成了,加工精度勉強達到了我預期的效果。
雖然這口袋車牀是用電池供電的,但似乎耗電量還不小,所以我建議你可以改用外部電源。
既然我這個車牀只有單一的旋轉速度,也就是電機轉速的1/2,所以也許你可以加上一個PWM電機控制器,讓速度變得可調。
你可以從電鑽上拆下一個更大的電動機,這樣就能提供更大的功率,應付較軟的金屬。我目前正在研究如何應付銅和鋁材。目前設計的方法是可變轉速控制的直接驅動。
用皮帶傳動的方式可以減小車牀的尺寸,因爲電機可以水平安裝,而無需垂直安裝。
底座可以用丙烯酸塑料或者夾合板製作。在旋轉部件周圍可以增加一層防護罩,提高安全性。
完成這個車牀之後,我現在正在製作迷你的國際象棋。先把車和國王的照片發上來給大家看看。
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