② 피지컬 모델링(3D 프린팅용)①의 모델링을 바탕으로 실제 프린트에 맞게 모델을 수정했습니다.
②의 경우 튜닝의 주요 고려 사항입니다.
홀, 나사머리/길이, 완제품의 치수오차, 출력물의 치수오차, 출력 방향에 따른 강도의 이방성 고려 등을 고려
+) 스터드는 m3볼트를 기본으로 사용하고 3.5mm볼트홀을 뚫어 부착이 용이합니다.
대퇴골
●femur_link 결합을 위해 대퇴골을 2개로 분할(위 그림 기준으로 xz 평면으로 분할) 이를 위해 대퇴골이 나사 너트와 결합될 수 있도록 중간에 구멍을 뚫었습니다.
이때 나사머리와 너트가 튀어나와 대퇴골 표면에 매몰되는 것을 방지하기 위해 6.3mm 접시형 구멍을 뚫었다.
●처음 모델링할 때 두 개의 나사 구멍 사이의 거리가 좁았는데 출력할 때 기어 부분에 힘을 가하면 중간 부분이 약간 넓어지는 문제가 있어 나사 간격을 넓혔습니다.
.
●개발 단계에서는 주행 시 기어가 범위를 벗어나는 경우가 많으며 이때 양단이 잠기게 되면 기어와 모터에 심한 응력이 가해져 심한 경우 파손이 발생할 수 있습니다.
이러한 이유로 나는 대퇴골에 실제 필요한 장비를 넘어선 빈 공간을 제공했습니다.
●motor_cover에 연결된 실린더 부분, femur_link에 연결된 구멍 부분, 경골에 연결된 부분의 치수가 점차 확장됩니다.
엔진 커버
●먼저 모터커버와 모터사이에 있는 모터플레이트를 분리하여 인쇄하였습니다.
● 피치원직경(PCD)이 25mm인 기어를 사용하여 초기에는 모터 중심간 거리를 25mm로 유지하였으나 출력 오차로 인해 대퇴골이 아래로 휘어지는 현상이 발생하였다.
중심 축 사이의 거리가 25.8mm로 약간 증가했습니다.
●모터가 장착되는 부분의 치수가 약간 커집니다.
복도
●기어에는 mg996r 패키지의 원형 뿔을 사용하기 위해 스플라인과 볼트 구멍이 뚫려 있습니다.
대퇴골과 마찬가지로 너트가 기어에서 빠지지 않도록 1/4″ 카운터싱크를 통합했습니다.
+) 24T, 25T 등은 모터 또는 모터 혼 데이터 시트에서 모터의 잇수를 지정합니다.
동일한 T의 모터와 혼을 사용해야 합니다.
따라서 가지고 계신 hs-311(24T)의 뿔은 mg996r에 사용할 수 없습니다.
대퇴골 링크
● ①코스에서 대퇴골이 가장 어려웠을 때 ②코스에서 femur_link가 가장 어려웠고 여러 번 시도했다.
문제가 되는 부분은 모터와 결합되는 부분이었습니다.
원래는 아래 이미지와 같이 엔진에 직접 장착할 수 있도록 콘센트 자체에 톱니가 삽입되어 있었습니다.
●좌측은 처음으로 시도한 모델로 모터와 연결된 실린더 부분에 큰 비틀림 하중이 가해져서 xy평면이 지면에 닿도록 압력의 방향을 조정한 것이 특징입니다.
(∵FDM 방식의 출력은 출력 방향의 하중(축방향, 비틀림)에 약합니다.
●또한, 후가공으로 열을 가하여 출력물의 층간 접착력을 더욱 강화하였습니다.
변형없이 표면에 가벼운 압력으로 라이터로 구워졌습니다.
●왼쪽 모델의 경우 위의 동작에도 불구하고 동작시 실린더부가 출구방향(직경방향)으로 팽창하는 문제가 있었고, 오른쪽 모델은 실린더 직경이 두꺼워졌습니다.
●오른쪽 모델은 왼쪽 모델처럼 실린더 파손 문제가 없었습니다.
하지만 주행에 따라 내부 기어가 마모되고, 단기간 사용하면 동력 전달이 멈추는 문제가 있었다.
이 문제를 해결하기 위해 치아의 크기를 변경하고 열을 가했지만 Pla 압력은 강도 측면에서 치아와 같은 작은 크기에는 적합하지 않다는 결론에 도달했습니다.
● mg996r 패키지와 함께 제공되는 혼의 일부를 사용하려고 생각했습니다.
위 사진에서 빨간 동그라미 부분만 오려서 femur_link 부분에 삽입하고 강력접착제와 아주 가는 나사로 고정하는 방법을 생각했습니다.
대퇴골 게이지
● 대퇴골이 축에 수직한 방향으로 움직이지 않고 축 방향으로 떨어지는 것을 방지하기 위해 장치를 설치하였으며, 이를 위해 모터 커버에 견고하게 고정해야 했습니다.
따라서 Motor1이 고정되는 부분과 같이 고정하였으며, 이때 지그 자체를 두껍게 압출하여 파손되지 않도록 하였다.
정강이
● 수정 없이 정강이 모델링 사용 ①.
정강이 관절
●tibia_link도 이제 femur_link와 tibia를 연결하는데 문제가 없지만, 최대한 지지대를 만들고 싶지 않아서 xz 평면으로 잘라서 2단으로 출력했습니다.
이런 이유로 대퇴골과 같은 볼트 구멍을 만들고 카운터싱크를 같은 크기로 넣었습니다.
위에 기록된 고려 사항 및 수정 사항은 완료 시 요약되었으며 실제로 많은 실험 오류가 있었습니다.
제작하는 동안 계속 테스트한 것은 부드럽게 움직이고 몸을 충분히 들어올릴 수 있는지였습니다.
결과는 매우 만족스러웠습니다.
그러나 대퇴골의 전달인 엔진 자체에는 방해(적절한 용어인지는 모르겠습니다.
) 그러나 처음에는 그다지 문제가 되지 않는 것 같습니다.
그러나 이 속성은 추후 제어에서 고려되어야 할 것으로 보인다.
이 다리의 프로토타입이 만들어지면 이제 신체 모델링을 시작할 차례입니다.
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정확한 정보 제공보다는 공부와 기록에 치중한 글입니다.
부정확성이 있을 수 있습니다.
버그나 기타 문제가 있으면 댓글로 남겨주세요. 🙂
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