Automaton Hand

I was given the brief to design and construct an automaton for a university project. Det stipulerades att stycke mekaniska delar skall vara konstruerade av laserskurna akryl. Modellen var att märkas på komplexitet, innovativitet och mängden rörliga delar. De material som används skall vara 3mm tjock akryl och den totala storleken som används måste vara mer än A4 (420 x 297mm).

Korthet tillåtet för ultimate möjligheter, jag hade flera idéer men bestämde sig att försöka efterlikna en mänsklig hand. Jag sökte igenom bilder och videor på nätet för inspiration och idéer för att göra inledande skisser.

Först av allt byggt jag en prototyp koncept från 3mm plywood att bekräfta mekanismerna som fungerade som kan ses i videon:

Material som används för det ursprungliga plywood konceptet:

Ungefär A4 (420 x 297mm) 3 mm tjock Plywood
Kvantitet 35, M3 x 12 mm knappen maskin skruv
Kvantiteten 25, 3 x 6 mm långa knappen head trä skruvar
Kvantitet 35, M3 nylock maskin nötter
Kvantiteten 100, M3 brickor
Olika redskap och rack som kan köpas från ebay
2 del epoxiharts (visas i bilderna ovan att limma plast rack till spaken reglagen).

Verktyg som krävs för plywood koncept

Dremel verktyg med borr och styckning diskar
Olika G-klämmor
En vice
Hobby storlek bandsåg
Sandpapper (olika sorter)
Kvadratisk fil
Rundfil
Ingenjörer regel
Penna
Platt huvud skruvmejsel
Tång

De storlekar som används för fingrar och palm var från min egen hand. Utformningen slutfördes inte när jag började men det utvecklades som jag byggde den. Spendera massor av tid att analysera och mäta min hand, jag dela upp varje finger i delar och gick med dem med m3 bultar som vridningspunkter ge artikulation. Detta upprepades genom varje finger som fästes sedan till avsnittet palm med platser. Igen, jag bara drog runt min hand och tog mått för storlekar. De mekanismer som föra fingrarna tillsammans kuggar och kuggstångsdrivna mekanismer som jag tyckte var det bästa sättet att överföra manövrering i hela handen. Detta är ett koncept modell, och även jag kan inte återge det igen till samma specifikationer men jag lärde mig mycket om gearing, nyckeltal och spakar att gälla den sista koncept modellen.

Efter att ha experimenterat med den ursprungliga plywood koncept modellen skapade jag delar på pro engineer. Här programpaketet är inte nödvändigt att skapa delar eller laser skära fil som de är bara 2D skisser. Jag extruderade skisser till 3mm och monterade delar för att testa mekanismer. Från den arbetande församlingen i pro engineer skapade jag en ritningsfil med alla enskilda delar. Jag kunde sedan exportera den till DXF-format vara laser cut.

Video av arbetar CAD församling:

Material för akryl modell

Ungefär A4 (420 x 297mm) av 3mm thickacrylic (färg för din choice, transparent fungerar bra)
Kvantitet 35, M3 x 6 mm-knappen maskin skruv
Antal 10, M3 x 6 mm försänkt maskinskruvar
Kvantitet 2, M3 x 10mm knappen maskin skruv
Antal 1, M3 x 10mm knappen maskin skruv
Diklormetan plast weld
Tandkräm (skärning förening för avlyssning av trådar för att stoppa ett akryl krossande)

Verktyg som används

Ande laserskärare
M3 tap
Vice
Liten platt fil
Insexnyckel (2mm)
Drill
Försänkare borr

Varje finger har 3 huvuddelar beställde i storlek med 3 ligament spakarna. 2 pivot bultarna på den mellersta delen av varje finger är försänkt för att ge klartecken för rörelse med försänkta skruvar. Avslutande hålen skärs på 2.8 mm diameter, hål att utnyttjas klipptes på 2,3 mm diameter. Limning krävs för varje finger rack gjordes med hjälp av diklormetan som är ett lösningsmedel plast svetsa.

Modellen drivs från transparent veva rod handtaget och kan vara Svarvade medurs eller moturs. Startveven driver ett redskap att stå i motsättning tummen mekanismen och också en vev att pinky cog. Pinky kugge driver en kuggstångsdrivna som överför roterande rörelse till linjär rörelse trycka och dra spakarna att utvidga och flytta fingret. Detta upprepas från pinky till pekfingret.

Detta var en lång frustrerande process med många iterationer i utveckling av pjäsen produceras men slutresultatet blev bra. Förhoppningsvis återspeglas mina ansträngningar i min mark.

Jag har postat den DXF filen används för att skära delarna på laserskärare. Detta var den fil som användes för att skära delarna för min slutliga modellen. Med detta borde någon kunna reproducera sin egen akryl automat hand.