Создание основы.
Для основы было выбрано прозрачное оргстекло толщиной 4мм, купленное где-то в производственно-рекламной компании за 700р/1.5м^2. Мне этого куска было более чем достаточно, еще осталось где-то 2/3.
Я его расчертил по 3Д-модели и вырезал частично электролобзиком, частично фрезеровочной машиной, дорабатывая напильником
При обработке оргстекло временами плавилось, временами ломалось, но через некоторое время все детали были готовы!
Далее в качестве направляющих для перемещения каретки использовались П-образные алюминиевые уголки, купленные то ли в Кастораме, то ли в Леруа. Далее я просверлил дырки где нужно для соединения, в алюминии - 3мм, в оргстекле - 2.6мм с последующей нарезкой резьбы. Склеивались детали с помощью обычного "Момента", и стружка не понадобилась (надеюсь, конструкция окажется крепкой
)
Вот что получилось:
На удивление конструкция получилась жизнеспособной, размеры совпали. Далее была собрана рамка для планшета:
Тут она уже немного доработана напильником по краям
Изначально в ней были сделаны отверстия 3мм для винтов (соединения движущихся частей), но потом выяснилось, что есть люфт, поэтому отверстия были расширены до 4мм, а на винты надеты муфты, созданные из термоусадочной трубки:
В рамке же внизу были вставлены обрезанные дюбеля:
Такое решение исключило люфт, и ход стал чуть "внатяг".
Далее было подготовлено место для сервомашинки:
Конструкция движения предполагала размещение зубчатой рейки внизу основы и мелнькую шестеренку на вале сервомашинки. Но об этом чуть позже.
На тот момент первая проблема была в том, чтобы заставить каретку нормально ездить по направляющим. Для этого должен был отсутствовать люфт, при этом движение не должно было быть затруднено. Поэтому сначала был использован фторопласт в качестве направляющей каретки:
Тут была ювелирная работа, и, к сожалению, я не смог сделать всё очень точно. Поэтому отверстия для направляющей были +/-0.2-0.5мм выше или ниже нужного. Это произошло потому, что я сверлил отверстия обычным шуруповертом, соответственно уход сверла был неизбежен. Из-за этого каретка двигалась, но с затруднениями. Пришлось обрезать ножом фторопласт, из-за чего появился небольшой люфт, который недопустим.
Небольшое отступление:
в какой-то момент еще до сборки основы я подумал, что делаю всё неправильно и что у меня не получится достичь нужной точности для каретки. Поэтому я начал смотреть, как можно по-другому сделать направляющие. И набрел на систему линейных подшипников:
Ура! Обрадовался я и заказал из Китая за 500р (вроде) набор из 2 направляющих, 2 подшипников (самые верхние на картинке) и 4 стоек. Диаметр направляющих был один из минимальных - 8мм. Пока это ехало, я переделал 3Д-модель под них и обрадованный стал ждать посылку. Но не тут-то было!
Я облажался и сильно.
Проблема была в том, что размер такой конструкции увеличивал ширину основы где-то на 16мм, и я совершенно забыл, что размеры для нее были максимальными для ее вставки в машину! Это была наверно самая большая ошибка (тьфу-тьфу) и зря потраченные 500р
В общем, я вернулся к исходной идее и продолжил ее дорабатывать. В общем и целом движение с фторопластом было приемлемо после небольших манипуляций с "кручу-верчу" направляющих на каретке.
Через некоторое время я наткнулся на маленькие подшипники (обычные круглые) с диаметром 6мм и отверстием 3мм и подумал, что это-то мне и нужно! К сожалению, в нашей Великой и Могучей такие было достать невозможно по адекватной цене, поэтому они были заказаны снова из Китая по 5$/10шт. И снова промах! Как-то я не так измерил, но в П-образных направляющих основы было внутри 7мм! Короче я еще раз заказал подшипники, только диаметром 7мм и после томительного ожидания овчинка стоила выделки!
Подшипники подошли и, немного смазав Солидолом направляющие, каретка поехала как по маслу
Между этими проблемами возникла другая.
Шестеренки я купил вот такие (не реклама):
и установил рейку внизу, а ответная шестерня на сервомашинку же была накручена на вал с помощью винта М3.
Вид сверху на основу (тут уже стоит плата управления и концевики):
Проблема оказалась в том, что я не совсем (точнее совсем не) рассчитал угол наклона рейки, являющейся рычагом для подъема планшета
и поэтому даже без нагрузки в виде планшета шестерня на валу разворачивалась, но конструкция поднималась. В общем, угол был очень маленький. А зависел он только от уголков на основе и отверстия в них для крепления рейки:
Т.к. менять кардинально что-либо было уже поздно, я сделал программу на JavaScript для расчета всех возможных вариантов перемещения этого отверстия (вниз и влево-вправо) так, чтобы угол подъема был больше, но это не влияло на длину хода каретки. И оптимальный вариант был найден! Угол составил (насколько помню) 12 градусов, или в 2 раза больше, чем было
В дополнение я зафиксировал окончательно шестерню на валу сервомашинки с помощью клея и попробовал запустить.
Результат порадовал - каретка двигалась хорошо, сильной нагрузки не было.