目前分類:自找麻煩挖土機系列 (13)

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製造、自找、自造專欄

過去這段時間,實力堅強的自造團隊,完成了挖土機的實作原型機外,還多開發了威力超強的發射器模組,可以取代怪手,結合在坦克車上後,就變成了大人、小孩皆喜愛的超級坦克車。

回歸正傳,在超級坦克車亮相之前,我們要先來完成挖土機的製作。(前情提要)我們完成了導向輪架及輪軸的設計、履帶的設計、連結鍵的設計,現在我們來看看組裝起來後的車體設計圖吧。

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製造、自找、自造專欄

    前一回合提到了要做導向輪軸的設計,平面的壓克力材料,我們要怎麼把他設計成立體的旋轉軸呢?一般常見的情況,我會做成 字形的設計,因為這樣的設計,可以採用2片一樣輪廓的連結片,沿著預先設計好的插槽,使2個平面連結片呈90°結合,即可完成十字轉軸的設計。

 

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製造、自找、自造專欄

履帶搞定了,車體結構也搞定了,下一步是…,天啊!!!!!! 我們不知不覺完成了大半的設計了 \^o^/

我們可以開始把履帶放上車體了,這時問題來了,履帶的驅動輪與馬達做結合,由於我們選用的直流減速馬達,已經有完整的傳動軸設計,所以這一部分問題不大。那….,問題是發生在什麼位置呢?

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履帶的驅動輪與導向輪配置完成後,下一步該要怎麼設計履帶呢?

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製造、自找、自造專欄

車體結構設計大致完成,下一階段我們要完成什麼呢?該是考慮履帶設計的時候了。

履帶的行進,至少要有驅動輪與導向輪,在前幾篇,我們曾經完成過馬達在車側組裝的配置,馬達上的旋轉軸即是導向輪所在的位置,導向輪的軸心位置,決定履帶的長度,驅動輪與導向輪的二者間的直徑比,會與履帶圍繞出的側面輪廓有關,一般來說二者間的比例會設計為1:1,或是驅動輪>導向輪。

在這個地方我們採用驅動輪>導向輪的設計,理由呢?其實很簡單,單純的只是因為我喜歡有斜度造型的履帶,哈哈哈 ^_^"。

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    關於車體設計這部分,我們以車側為主軸去發展其他位置的設計,換句話說,由車側為設計主面,其餘車體的結構面皆會與車側做接合,因此在這個部分,我們會設計為,車體各個組成面法線與車側面的法線夾角呈90°相交,其餘各面間的法線相交角度,我們則不刻意限制,以淺顯易懂的話再說一遍,就是,請看下圖。

 

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    7個回合了,我們把前置作業建構完成,也把該注意的限制條件考慮清楚了,終於成功邁出第一步,開始進入正式設計階段。首先,挖土機的大小應該要多大呢?其實這個跟我們想要的視覺效果有關係,10cm?拜託,馬達就多大了,整體10cm的大小,這種感覺不就像是一台小車,結果裝上飛機的推進引擎嗎?

綜合一些外觀視覺的考量,我們把大小訂在25x15x30 cm3這個區間上下的範圍好了,先不要把尺寸限制得太死,這樣無止盡的增加打怪難度,雖然符合自找麻煩,但最後只會落得放棄不想做這個下場。

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前置作業我們都建構完成了,在攻克下一道道關卡後,等在後面的就是一馬平川,海闊天空任遨遊了 \^o^/,唉…,夥伴們,打開門後我們才會發現,幻想往往總是美麗的,矗立在我們眼前的是一座座天塹,等待著挑戰的人。

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經過前面幾個回合的努力,該是開始構思我們的主題「玩具怪手」設計圖的時候了,但是該怎麼進行第一步的繪製呢?

徒手畫?我想我畫出來的等級可能會非常地接近抽象畫,不是我自己自誇,我的繪畫天分可是不管任何年齡層看到都保證一定會「搖頭」\(-)/

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上一回合我們決定好要使用非金屬的雷射切割機做加工製造,因此材料的使用上就不能再選擇鋁合金,這也是為什麼我們說選擇材料與選擇加工方式,聽起來是2件事,但是要當作單一事件作處理。

回歸正題,非金屬的雷射切割機只要是非金屬材質都能切嗎?當然不可能功能這麼強大,一般來說能切割的材質包含塑膠類、紙類、布、皮革、木板等材質,但因為選用雷射功率的不同,能切割的厚度也會有限制,正常的情況下,選用50W的雷射功率(CO2雷射),要切割厚度5mm的壓克力,就跟用熱刀切奶油一樣容易。

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馬達決定好了,下一步我們該開始繪製設計圖了嗎?

其實在開始構思設計圖之前,我們還要決定一件事情,很重要的一件事情,我們要使用何種材料、什麼樣的加工方式來製作最終成果,聽起來像是有2件事情要考慮,但事實上這兩件事情彼此息息相關,不能拆開來做決定。

使用鋁合金材料組成的機構,最終完成品的操作上能夠承受較大的撞擊不易破裂損壞,且完成品具有金屬質感,製造上最常見的便是使用CNC加工,由於CNC的加工特性,因此在設計階段,每一個組件都可以設計為3維的立體構件,可以有比較靈活的設計空間,但也因為CNC機台的價格昂貴,且定期保養也有一定的成本費用,再加上操作上需要具備一定的專業技術,因此委託工廠加工費用並不便宜,所以這項加工方法對於我們要自造” 的玩具怪手並不是一個優先的選項。

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製造、自找、自造專欄

既然我們決定要來自造一台「玩具怪手」,有那些前置作業是我們應該要先準備的呢?

首先,我們要考慮的是,我的玩具怪手要有那些功能。

1.要能前進後退

2.要能轉彎

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製造、自找、自造專欄

這幾年Maker風吹向全球,台灣也因應這波潮流而出現許多「自造者」的相關論壇、社團,甚至是從國外引進大型活動「Maker Faire」,而有更多的人將颳起這股風潮的這幾年稱為「自造者世代」。

要颳起這股旋風,有很多的前置因素需要具備,是什麼樣的因緣際會,讓這些因素在這幾年交集在一起,我想,只用文字敘述太過枯燥,不如我們也來實際參與一下這場自造者盛會,就讓我們來做一台自找麻煩的「履帶式挖土機」吧。

不要懷疑我們就是要做「怪手」,不過這麼大的工程,怎麼自造?…..好吧,我承認有很高難度,所以我們縮小一下目標,我要自造的其實是….「玩具怪手」,不要揍我啊(小編表示:「智造老師」這是要被揍飛的前奏無誤。),要從設計到 「自造」一台玩具怪手,也是有困難度的,不然怎麼會說是自找麻煩。

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