Курс 3D-дизайна в формате 360. Сложные тела — конструктивные элементы роботов — урок 4

В первой части курса проектирования 3D-моделей в Autodesk Fusion 360 мы изучили основы использования программы, а также научились вырезать отверстия и добавлять дополнительные элементы модели. Во второй части было представлено создание цилиндрических корпусов, благодаря которым мы подготовили индивидуальные соединители для труб ПВХ. Месяц назад мы научились проектировать вращающиеся тела, включая подшипники. Последний урок описывает навыки, которые можно использовать для разработки конструкции шасси и корпуса мобильного робота — колесного или гусеничного.

Мы начнем с разработки основы конструкции робота, на которой будет размещен микроконтроллер, привод модели (сервоприводы или двигатели) и другие электронные компоненты.

2. Шасси, на которое монтируем электронику

Baza

Работа начнется с эскиза по оси XY и прямоугольника с центром в начале системы координат с предполагаемыми размерами 250×150 мм. Толщина основания не обязательно должна быть большой – достаточно 2 мм.

3. Небольшое увеличение микроконтроллера

На одном конце основания вам понадобится место для установки привода. В описываемом случае это будут специально адаптированные сервоприводы. Здесь мы подготовим своего рода корзину, в которую можно будет легко вставить сервопривод.

4. Первый элемент сервокепаратора

Приступая к наброску на одной из базовых поверхностей, стоит нарисовать с одного конца два прямоугольника, отстоящих от края на 3 мм и друг от друга на 41 мм (эти размеры вытекают из размеров используемого большого сервомеханизма). Подтянув их на высоту 20 мм и прорезав отверстия для шурупов, вы создадите стойки — теперь просто используйте операцию зеркального отражения и отразите созданные элементы на другой стороне основания.

5. Зеркало — чудесная операция

Следующим шагом будет подготовка места для электроники. В основании необходимо прорезать отверстия, соответствующие монтажным отверстиям в выбранном микроконтроллере. Также стоит подготовить рукава, которые будут поднимать тарелку (для этого стоит использовать навыки, полученные на предыдущих уроках). На четвертом уроке курса с этим проблем быть не должно, поэтому я пропущу этот шаг.

6. Стена поможет сохранить все элементы на своих местах

Боковые стенки шасси

Пришло время разработать стены, в которые будут крепиться колеса шасси. Для этого начинаем эскиз на базовой стене, лежащей на плоскости XZ. Рекомендуется начать с места, где вы будете монтировать сервопривод, нарисовав прямоугольник, имеющий общую вершину с базовой стеной. При изготовлении второй части корзины добавьте стену, соответствующую положению стоек. Также стоит добавить стенку высотой 30 мм по всей длине основания.

7. Эскиз элемента, в котором мы будем размещать ось и колеса

Следующим шагом будет подготовка места, где можно будет монтировать оси и колеса. Два колеса размещаются под основанием, а третье (ведущее) колесо непосредственно на оси сервопривода или двигателя. На плоскости вновь созданной стены нарисуйте треугольник, и с помощью операции (от нахлеста) переместите его на 2 мм к центру. Закрываем эскиз, рисуя две короткие линии у основания треугольников. Стоит скруглить острые грани с помощью операции, выделяющей вершины треугольника отдельно. Результатом этой операции будут две разные дуги.

8. Так выглядит одна сторона модели после извлечения

Мы хотим, чтобы внутренняя дуга была в два раза больше внешней дуги. Нарисовав основной элемент, в который мы будем встраивать ось с колесами, стоит немного усилить его, добавив арматуру – так же, как и на предыдущих рисунках (можно включить в один эскиз). Проведите замкнутые эскизы на 5 мм к центру основания. При создании установите для параметра параметр. Достаточно нарисовать одну такую ​​деталь и повторить элементы, сделанные с помощью опции Узор на вкладке. Выберите версию и отметьте созданный элемент. Во вспомогательном окне первый параметр () должен быть установлен в Body. При такой настройке мы выделяем целые фрагменты модели, а не отдельные грани.

9. Работа с зеркалом снова помогает

Осталось отразить сделанные детали зеркалом. Выберите операцию «Зеркало» на вкладке СОЗДАТЬ. Изменяем параметр на и выбираем элемент, в который будем встраивать ось. Затем переходим к параметру и выбираем плоскость XZ. Не хватает только отверстий (3 мм) и одной из сторон. Мы уже сделали посадку один раз, так что это не будет проблемой. Отверстия были описаны в предыдущих уроках.

10. Гораздо проще научиться работать с дополнительными плоскостями

Nadwozie

Когда основа готова, пора переходить к дизайну кузова. Начнем эскиз с верхней стороны боковых стенок, нарисовав прямоугольник с размерами, соответствующими размерам основания, а затем с помощью операции «Смещение», сместив его на 2 мм. Потяните раму на 20 мм вверх. На верхней стенке рамы нарисуйте прямоугольник, соответствующий размеру рамы.

11. Начало создания корпуса

Следующим шагом является добавление новой плоскости в проект. Выбираем операцию из вкладки и нажимаем на верхнюю плоскость созданного основания. Сдвигаем плоскость на высоту 70 мм и подтверждаем. На созданной плоскости начинаем набросок и рисуем прямоугольник сзади основания. Прямоугольник должен быть меньше ширины основания.

Нарисовав прямоугольник, выберите вариант на вкладке. Выбираем нарисованный прямоугольник и прямоугольник, нарисованный на плоскости верхней грани рамы. Осталось использовать опцию Shell на нижней грани вытянутого тела. Опция, используемая на этом шаге, используется для так называемого Lofting — это отличное решение, когда нам нужно перейти от одной формы к другой, например, от прямоугольника к кругу (программа автоматически соединит обе формы в тело). У нас есть возможность влиять на форму этого соединения, добавляя так называемое предельная кривая. Эта кривая должна быть сделана на плоскости XZ. Также важно, чтобы он начинался у основания эскиза выдавливания и заканчивался на эскизе верхнего прямоугольника. Сама программа поможет прикрепить начало и конец кривой к соответствующим эскизам. Таким образом можно смоделировать форму тела. Здесь также стоит скруглить некоторые грани.

13. Стоит сэкономить материал и оставить место для электроники

Последние детали виртуальной модели

Кузов практически готов — до автомобильного вида ему далеко, но для робота вполне достаточно. Их можно, при необходимости, адаптировать к запланированным применениям робота. Плоская поверхность верха позволит вам легко добавить руку и аксессуары. Вырезание отверстий под шурупы позволит прикрепить дополнительные устройства, например датчики или камеры. Простые и легкие элементы также можно крепить с помощью самоклеящихся липучек.

14. Посмотреть всю модель

Подготовка к печати

Этот этап работы уже был описан в предыдущих уроках, но стоит уделить ему несколько слов. В случае с этой моделью потребуется дополнительно разделить его корпус на части, адаптированные под размер рабочей области типичного домашнего принтера (двух должно хватить). Итак, вам нужно начертить на нижней плоскости основания прямоугольник шириной 1 мм, который будет служить ножом, разделяющим модель пополам. Когда вы выдавите его, все элементы будут вырезаны. Такие разделенные фигуры можно распечатать.

***

Так мы познакомились с новыми операциями и повторили некоторые «старые», представленные в предыдущих выпусках. Модели, подобные той, которую мы только что создали, хороши как для развлечения, так и для самостоятельных испытаний собственных идей. Помните, что лучший способ освоить создание и печать 3D-моделей — это собственные пробы и испытания.

До встречи на следующем уроке, где будут обсуждаться шестерни и колеса для гусеничного привода.

Смотрите также: