Verwenden Sie SW, um ein Servo-Tutorial zu zeichnen, um das Problem der Nichtübereinstimmung von Roboter-DIY-Größe und Drehmoment zu lösen

Viele Menschen haben bei der Innovation von Robotern, intelligenter Hardware oder Spielzeug Kopfschmerzen: Das Produkt ist entworfen, aber das passende Lenkgetriebe ist nicht zu finden. DerServoEntweder stimmen die auf dem Markt befindlichen Motoren nicht mit der Größe überein, haben nicht genügend Drehmoment oder die Regelgenauigkeit entspricht nicht den Anforderungen. Es ist, als würde man auf den Markt gehen, um einen bestimmten Knopf für ein Kleidungsstück zu finden, und dann feststellen, dass er entweder zu groß oder zu klein ist und die Farbe nicht stimmt. Ab diesem Zeitpunkt ist es ein gangbarer Ausweg, selbst ein „passendes“ Lenkgetriebe zu konstruieren. Die Verwendung einer 3D-Designsoftware (kurz SW) zum Zeichnen des Lenkgetriebes ist eine gute Möglichkeit, das Problem von Anfang an zu lösen.

Warum müssen Sie Ihr eigenes Lenkgetriebe entwerfen?

Sie fragen sich vielleicht, es gibt so vieleServoWarum sollten Sie sich die Mühe machen, die meisten Modelle auf dem Markt selbst zu zeichnen? Der Grund ist einfach: Standardprodukte können individuelle Bedürfnisse nicht erfüllen. Die Struktur Ihres Produkts kann sehr kompakt sein und der Platz dafür bleibtServokann ungewöhnlich geformt sein; Oder Ihr Anwendungsszenario stellt möglicherweise besondere Anforderungen an die Reaktionsgeschwindigkeit und das Haltemoment des Servos, sodass ein Allzweckservo diese Anforderungen nur schwer erfüllen kann.

Wenn Sie das Servo selbst entwerfen, können Sie alle Parameter wie Abmessungen, Position der Abtriebswelle und Abstand der Montagelöcher vollständig steuern. Dies ermöglicht eine nahtlose Anbindung des Servos an Ihre Produktstruktur und vermeidet Änderungen des Gesamtdesigns aufgrund von Anpassungsproblemen. Es geht nicht nur darum, eine Hülle zu zeichnen, sondern sie auch aus der Perspektive der Produktsystemintegration tiefgreifend anzupassen und so das Matching-Problem grundlegend zu lösen.

Welche Vorteile bietet die Verwendung von SW zur Konstruktion eines Lenkgetriebes?

Der größte Vorteil des Ruderdesigns besteht darin, dass es intuitiv und präzise ist. Sie können in der Software zunächst ein dreidimensionales Modell des gesamten Produkts erstellen und dann in diesem virtuellen Raum die sinnvollste Position und Form für das Servo „reservieren“. Mit diesem „What you see is what you get“-Ansatz können Sie potenzielle Probleme wie Interferenzen und Montageschwierigkeiten bereits im Vorfeld erkennen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die einfache Modifikation und abgeleitete Designs. Sobald Sie ein grundlegendes Servomodell erstellt haben, können Sie schnell eine Reihe von Varianten mit unterschiedlichen Spezifikationen generieren, indem Sie einige wichtige Dimensionsparameter ändern. Passen Sie beispielsweise das Modul des Getriebes an, um das Drehmoment zu ändern, oder ändern Sie die Länge des Gehäuses, um es an unterschiedliche Räume anzupassen. Dies ist viel effizienter, als jedes Mal von Grund auf neu zu zeichnen, und legt außerdem den Grundstein für Ihre zukünftigen Produktiterationen.

Welche Kernparameter müssen vor dem Entwurf vorbereitet werden?

Bevor Sie mit dem Zeichnen beginnen, müssen Sie zunächst darüber nachdenken, was das Servo tun soll. Als erstes müssen Sie das Drehmoment und die Geschwindigkeit bestimmen, die direkt bestimmen, ob das Servo Ihren Mechanismus antreiben kann. Sie können das erforderliche Drehmoment basierend auf dem Gewicht der Last und der Länge des Hebelarms abschätzen und dann die Drehzahl basierend auf den Anforderungen an die Bewegungsgeschwindigkeit berechnen.

Als nächstes folgt eine Reihe von Formfaktoren und Schnittstellengrößen. Dazu gehören die Gesamtlänge, -breite und -höhe des Servos, die Position und Form der Abtriebswelle (ist es eine Rundwelle oder eine Kreuzscheibe?), sowie die Position und der Lochdurchmesser der Befestigungslaschen am Gehäuse. Vergessen Sie nicht die elektrische Schnittstelle. Handelt es sich um eine herkömmliche Dreileiterschnittstelle (Strom, Masse, Signal) oder um eine komplexere Busschnittstelle? Organisieren Sie diese Parameter in einer Liste, damit Sie beim Zeichnen ein klares Ziel haben.

So erstellen Sie ein 3D-Modell des Lenkgetriebes in SW

Wenn Sie mit dem Modellieren beginnen, empfiehlt es sich, von innen nach außen zu beginnen. Zeichnen Sie zuerst die Kernkomponenten: den Motor und den Getriebesatz. Sie können ein Miniaturmodell eines Gleichstrommotors aus der Standardteilebibliothek aufrufen oder stattdessen einen vereinfachten Zylinder basierend auf den Abmessungen zeichnen. Der Zahnradsatz ist der Schlüssel zur Kraftübertragung. Im SW-Plugin gibt es eine Standard-Zahnradbibliothek. Für die Montage können Sie Zähnezahl, Modul und weitere Parameter direkt aufrufen und einstellen.

Als nächstes folgt die Gestaltung der Hülle und der Strukturteile. Zeichnen Sie anhand der zuvor ermittelten Gesamtabmessungen eine Schale, die alle Innenteile enthält. Besonderes Augenmerk sollte hierbei auf die Gestaltung der Wandstärke und der Verstärkungsrippen gelegt werden, um sicherzustellen, dass die Schale eine ausreichende Festigkeit aufweist, ohne zu voluminös zu wirken. Die Lagersitze und Befestigungslaschen der Abtriebswelle und anderer tragender Teile müssen teilweise verstärkt werden.

Auf welche wichtigen Details sollten Sie beim Entwerfen achten?

Das Zahneingriffsspiel ist das erste Detail, auf das man achten sollte. Bei der virtuellen Montage müssen Sie prüfen, ob zwischen den einzelnen Zahnrädern ein angemessener Spalt vorhanden ist. Es kann weder stecken bleiben noch ein zu großer Spalt entstehen, der zu ernsthaftem Spiel führen könnte. Die Kollisionsprüfungsfunktion von SW kann Ihnen dabei helfen, Interferenzprobleme zu finden.

Wärmeableitung und -führung sind zwei weitere Punkte, die leicht übersehen werden. Der Motor erzeugt während des Betriebs Wärme, daher müssen Sie am Gehäuse einige Belüftungslöcher oder Kühlrippen anbringen. Wie sind die interne Steuerplatine und die Motorleitungen angeordnet? Sind Drahtkanäle oder Befestigungsschnallen reserviert? Diese Angaben hängen davon ab, ob das Lenkgetriebe in Zukunft stabil und zuverlässig arbeiten kann.

So überprüfen und geben Sie das Modell nach seiner Fertigstellung aus

Sobald das Modell gezeichnet ist, bedeutet dies nicht, dass der Entwurf vollständig ist. Als nächstes müssen wir die Simulationsfunktion von SW verwenden, um eine einfache Überprüfung durchzuführen. Beispielsweise können Sie mit dem Tool „Mass Properties“ den Schwerpunkt des Servos anzeigen, was für Hochgeschwindigkeits-Schwunganwendungen wichtig ist. Sie können auch ein einfaches Bewegungsberechnungsbeispiel durchführen, um zu sehen, ob der Bewegungsbereich der Abtriebswelle den Erwartungen entspricht.

Nach der Prüfung können die für die Produktion erforderlichen technischen Daten ausgegeben werden. SW kann automatisch detaillierte 2D-Konstruktionszeichnungen mit allen markierten Abmessungen und Toleranzen erstellen. Sie können das Modell auch in gängige Formate wie STP oder IGS exportieren, um es einfacher an Verarbeitungsbetriebe zur Formenentwicklung oder 3D-Druckversuchsproduktion zu senden. Ein Servo, das ganz Ihren Wünschen entspricht, wird nach und nach vom Modell auf dem Bildschirm in die Realität übergehen.

Wurden Sie schon einmal durch ein unpassendes Standardteil im Verlauf des gesamten Projekts blockiert? Wenn Sie die Möglichkeit hätten, eine Kernkomponente vollständig anzupassen, welchen Aspekt davon würden Sie am liebsten optimieren? Teilen Sie Ihre Gedanken gerne im Kommentarbereich mit und vergessen Sie nicht, sie zu liken und mit Freunden zu teilen, die möglicherweise auf das gleiche Problem stoßen.