Use SW para desenhar um tutorial de servo para resolver o problema de tamanho do robô DIY e incompatibilidade de torque

Muitas pessoas terão dor de cabeça ao inovar robôs, hardware inteligente ou brinquedos: o produto foi projetado, mas o mecanismo de direção adequado não pode ser encontrado. OservoOs que estão no mercado não correspondem ao tamanho, não têm torque suficiente ou a precisão do controle não atende aos requisitos. É como ir ao mercado para encontrar um botão específico para uma peça de roupa e descobrir que é muito grande ou muito pequeno e que a cor está errada. Neste momento, projetar você mesmo um mecanismo de direção "adequado" torna-se uma saída viável. Usar um software de design 3D (SW, abreviado) para desenhar o mecanismo de direção é uma boa maneira de resolver o problema desde a origem.

Por que você precisa projetar seu próprio mecanismo de direção?

Você pode perguntar, há tantosservoQuantos modelos existem no mercado, por que você deveria se preocupar em desenhá-los você mesmo? A razão é simples: os produtos padrão não podem atender às necessidades individuais. A estrutura do seu produto pode ser muito compacta e o espaço deixado para oservopode ter formato incomum; ou seu cenário de aplicação pode ter requisitos especiais para a velocidade de resposta e torque de retenção do servo, dificultando que um servo de uso geral atenda aos requisitos.

Projetar você mesmo o servo significa que você pode controlar totalmente todos os seus parâmetros, como dimensões, posição do eixo de saída e espaçamento dos furos de montagem. Isso permite que o servo seja perfeitamente conectado à estrutura do seu produto e evita modificações no design geral devido a problemas de adaptação. Não se trata apenas de desenhar um shell, mas também de personalizá-lo profundamente do ponto de vista da integração do sistema do produto, resolvendo fundamentalmente o problema de correspondência.

Quais são os benefícios de usar SW para projetar uma caixa de direção?

O maior benefício de usar o design do leme é que ele é intuitivo e preciso. Você pode primeiro construir um modelo tridimensional de todo o produto no software e, em seguida, “reservar” a posição e a forma mais razoáveis ​​​​para o servo neste espaço virtual. Essa abordagem "o que você vê é o que você obtém" permite detectar antecipadamente possíveis problemas, como interferências e dificuldades de montagem.

Outra vantagem significativa é a facilidade de modificação e projetos derivados. Depois de estabelecer um modelo básico de servo, você pode gerar rapidamente uma série de variantes com especificações diferentes, modificando alguns parâmetros dimensionais importantes. Por exemplo, ajuste o módulo da caixa de engrenagens para alterar o torque ou modifique o comprimento da carcaça para se adaptar a diferentes espaços. Isso é muito mais eficiente do que desenhar sempre do zero e também estabelece a base para futuras iterações de produtos.

Quais parâmetros principais precisam ser preparados antes de projetar?

Antes de começar a desenhar, você deve primeiro pensar no que o servo fará. A primeira coisa a determinar é o torque e a velocidade, que determinam diretamente se o servo pode acionar seu mecanismo. Você pode estimar o torque necessário com base no peso da carga e no comprimento do braço de momento e, em seguida, calcular a velocidade de rotação com base nos requisitos de velocidade de movimento.

A seguir está uma variedade de formatos e tamanhos de interface. Incluindo o comprimento total, largura e altura do servo, a posição e formato do eixo de saída (é um eixo redondo ou um disco cruzado?), bem como a posição e o diâmetro do furo das alças de montagem na carcaça. Não se esqueça da interface elétrica, é uma interface tradicional de três fios (alimentação, terra, sinal) ou uma interface de barramento mais complexa? Organize esses parâmetros em uma lista para que você possa ter um objetivo claro ao desenhar.

Como construir um modelo 3D da caixa de direção em SW

Ao começar a modelar, recomenda-se começar de dentro para fora. Desenhe primeiro os componentes principais: o motor e o conjunto de engrenagens. Você pode chamar um modelo de motor CC em miniatura da biblioteca de peças padrão ou desenhar um cilindro simplificado com base nas dimensões. O conjunto de engrenagens é a chave para a transmissão de energia. Existe uma biblioteca de equipamentos padrão no plug-in SW. Você pode chamar e definir diretamente o número de dentes, módulo e outros parâmetros para montagem.

Em seguida vem o design da carcaça e das peças estruturais. Com base nas dimensões globais determinadas anteriormente, desenhe uma casca que contenha todas as partes internas. Atenção especial deve ser dada aqui ao dimensionamento da espessura da parede e das nervuras de reforço para garantir que a casca tenha resistência suficiente sem ser muito volumosa. Os assentos dos rolamentos e as alças de montagem do eixo de saída e outras peças que suportam tensões precisam ser parcialmente reforçadas.

A quais detalhes importantes você deve prestar atenção ao projetar?

A folga da engrenagem é o primeiro detalhe a se prestar atenção. Durante a montagem virtual, é necessário verificar se existe uma folga adequada entre cada engrenagem. Ele não pode ficar preso nem causar muita lacuna para causar reações graves. A função de verificação de colisão do SW pode ajudá-lo a encontrar problemas de interferência.

A dissipação de calor e o roteamento são outros dois pontos que são facilmente esquecidos. O motor irá gerar calor quando estiver funcionando, então você precisa projetar alguns orifícios de ventilação ou aletas de resfriamento na carcaça. Como estão dispostos o painel de controle interno e os cabos do motor? Há alguma calha de arame ou fivelas de fixação reservadas? Esses detalhes estão relacionados à possibilidade de o mecanismo de direção funcionar de maneira estável e confiável no futuro.

Como verificar e gerar o modelo após sua conclusão

Uma vez desenhado o modelo, isso não significa que o projeto esteja completo. A seguir, precisamos usar a função de simulação do SW para fazer uma verificação simples. Por exemplo, você pode usar a ferramenta "Propriedades de massa" para visualizar o centro de gravidade do servo, o que é importante para aplicações de oscilação de alta velocidade. Você também pode fazer um exemplo simples de cálculo de movimento para ver se a amplitude de movimento do eixo de saída atende às expectativas.

Após a verificação, os dados técnicos necessários para a produção podem ser produzidos. O SW pode gerar automaticamente desenhos de engenharia 2D detalhados com todas as dimensões e tolerâncias marcadas. Você também pode exportar o modelo para formatos comuns, como STP ou IGS, para facilitar o envio para fábricas de processamento para desenvolvimento de moldes ou produção experimental de impressão 3D. Um servo que atenda perfeitamente aos seus desejos passará gradualmente do modelo na tela para a realidade.

Você já ficou preso no andamento de todo o projeto por causa de uma peça padrão inadequada? Se você tivesse a oportunidade de personalizar completamente um componente principal, que aspecto dele você mais gostaria de otimizar? Sinta-se à vontade para compartilhar sua opinião na área de comentários e não se esqueça de curtir e compartilhar com amigos que possam estar enfrentando o mesmo problema.