工程师使用3D打印技术开发出可行走的机器人

发表于 2016-11-30 15:10:34 显示全部楼层 0 7616

马上注册(开思网用户可以直接登录),结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转3D打印社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册享受会员折扣

x
当说到3D打印的玩具,设计师们似乎变得越来越聪明了。很多人会把自己小时候喜欢玩的玩具重新3D打印出来,但也有些人设计出了全新的玩具,这其中就包括一位叫做Jeffrey Kerr的工程师,他玩3D打印机已经有两年的历史了。

通常,当为3D打印而进行建模的时候,Kerr不喜欢采用典型的设计,用我们的话说就是不走寻常路。他喜欢创造一些很好玩的功能对象。“当我还是一个工程专业的学生时,另一位学生John Jameson递给我一个陌生的机械结构,是他设计的,问我能猜出它是什么。”Kerr解释说,“我研究了一下,很快就猜出来了(某种能走路的玩具),但随后他上了发条,这个机械装置的动作让我目瞪口呆。那还是1981年的事,从那时起我就一直想自己也做一个。”

工程师使用3D打印技术开发出可行走的机器人

工程师使用3D打印技术开发出可行走的机器人

而今由于3D打印技术的存在使得Kerr得偿心愿,他在时隔34年之后制作出了这个玩具非常精确的复制品,Kerr将其叫做Gyroman。这个装置,用一个纺丝陀螺仪驱动一对脚上下蹬踏,而为了增加飞轮的质量,Kerr还往里面塞了104个便士的硬币。

工程师使用3D打印技术开发出可行走的机器人

工程师使用3D打印技术开发出可行走的机器人

  Kerr在重新开发时对原有的设计进行了精简,原因是原来的设计太复杂,使用了太多细小的齿轮和联轴器。通过3D打印,Kerr进行了一些重新设计,但是其功能并没有太大的变化。据了解,他选择重新设计的第一个部分是齿轮减速。它需要大约50:1的减速比,而这个减速比Kerr使用一个2级O型圈带传动就能完成。

  “O型圈的容错性能非常好,所以3D打印精度完全没问题。”Kerr解释说。“不过,它们在效率上并不是太出色,而且我很担心,它们会不会消耗掉太多飞轮的能量。不过看起来它们似乎工作的还不错。 我从根本上重新设计的第二个部分是对腿部的联动驱动。原来的设计使用的是空间四杆机构。而我更倾向与使用凸轮型机构。这样我用两个平行圆盘就能将其封装在一起。”

工程师使用3D打印技术开发出可行走的机器人

工程师使用3D打印技术开发出可行走的机器人

这中间的难点在于搞清楚飞轮质量、链路长度和RPM是一个什么样的比例关系才能实现Gyroman的步行。当年他的朋友John Jameson为了弄清楚这一点进行了大量的数学演算。而这次,Kerr为了找出正确的比例选择了实验。

Gyroman中所有的部件都是Kerr用SolidWorks软件设计的,并在3D打印时使用了加热床,以确保变形最小。
  “当我最终把它做出来时极其高兴。”Kerr说,“我还拿着它给John Jameson看了。当时他是为了拿这个参加一个美泰玩具的比赛,后来他赢了,美泰公司随后以此为基础又做出了一个玩具原型。但是在测试中,所有的大人都认为这很吸引人,孩子们却不太感冒,并认为它又是一个会走路的发条玩具。尽管最终Tomy(日本)公司还是把它生产了出来,但它在美国的销量并不大。John很高兴看到Gyroman能够再次行走,尽管它是3D打印的。”

工程师使用3D打印技术开发出可行走的机器人

工程师使用3D打印技术开发出可行走的机器人

  尽管大多出部件都是3D打印的,但Gyroman还需要大约10美元(硬币)来作为它的附加部分。目前Kerr还在探索如何增加Gyroman的行走时间,但总体上对它的表现还是很满意的。对于这个玩具的实际工作原理,Kerr解释说:

  “这里面有一个陀螺仪以几千RPM的转速在旋转,并通过齿轮驱动一对腿围绕着一个枢轴上下转动。如果你曾经玩过玩具陀螺,你就知道,如果你用绳子的一端绕着陀螺一拉,它不会翻倒而是保持水平并在在绳子的周围“旋进”。如果从另一端拉它的话,它就会向相反的方向“旋进”。行走机构就利用这个属性。 当一只脚向下,身体会保持直立并开始在一个方向上旋进。当另一只脚落下时,身体会向相反的方向旋进,使其向前行走。”

回复

使用道具 举报

本版积分规则

3D新闻

超级版主

主题

帖子

1

积分
Ta的主页 发消息

热帖更多>

网友分享更多 >

  • PTC Creo 和 3D打印增材制造:您的所见
  • 【2月22日】诚邀您参加2019 ANSYS 增材
  • 影为医疗与上海探真达成战略合作 联手
  • 3D Systems推出新款用于精密铸造的蜡模
  • 交大增智赣江新区3D打印众创空间将于9
3D打印咨询
   
手机版|联系我们| |网站地图
GMT+8, 2020-2-20 06:03 , Processed in 0.055069 second(s), 12 queries , Gzip On, Redis On.
快速回复 返回顶部 返回列表