Fern gesteuertes Souvenir-Medaillen spender-Lasers chneid projekt mit Laser Maker

In diesem STEAM-Robotik-und Mechanismus projekt entwerfen und bauen die Schüler mit Laser Maker einen fern gesteuerten Souvenir-Medaillen spender. Die Lektion verbindet das Abzeichen design, laser geschnittene Medaillen halter, einen Kurbel schieber mechanismus, die TT-Motors teuerung, die Empfänger verkabelung, die strukturelle Montage und praktische Tests.

1. Lektion Übersicht

1.1 Projekt ziel

Die Schüler entwerfen einen funktionieren den Souvenir-Medaillen spender, in dem ein Stapel Medaillen aufbewahrt und durch einen Ausgangs schlitz heraus gedrückt werden kann. Sie erstellen laser geschnittene Medaillen, entwerfen einen Kurbel schieber mechanismus, bauen einen Medaillen halter und eine Basis, verbinden die Fernsteuerung schaltung und testen die Ausgabe aktion.

1.2 Empfohlene Verwendung im Klassen zimmer

2. Lernziele

2.1 Was die Schüler lernen werden

2.2 STEAM Skills entwickelt

2.3 Ver antwort liche Herstellung

Die Schüler sollten die Mechanismen sorgfältig unter Anleitung des Lehrers oder des Labor leiters testen. Halten Sie Finger, lose Drähte und kleine Teile während des Betriebs von der rotierenden Scheibe, der Pleuelstange, dem Schieber und dem Ausgabe schlitz fern.

3. Real-World-Kontext: Warum einen Souvenir-Medaillen spender bauen?

Souvenir medaillen werden häufig in Vergnügung sparks, Museen, Schul veranstaltungen und Besucher zentren verwendet. Das Vergeben von Medaillen einzeln kann langsam sein, besonders wenn viele Besucher gleichzeitig ankommen. Ein automatischer Spender kann den Prozess ansprechender und effizienter machen.

In diesem Projekt untersuchen die Schüler, wie ein Kurbel-Schieber-Mechanismus die Kreis bewegung eines TT-Motors in Linear bewegungen umwandelt. Der Schieber schiebt eine Medaille aus dem Halter, zieht sich zurück und lässt die nächste Medaille in Position fallen.

4. Material-und Teile planung

4.1 Material liste

Vor der Modellierung des Medaillen spenders sollten die Schüler die im Projekt verwendeten Fernsteuerung komponenten, Struktur material, Verbindungs elemente und kleinen Zubehörteile identifizieren.

4.2 Liste der strukturellen Teile

Die laser geschnittene Struktur ist in fünf Hauptteil gruppen unterteilt: Souvenir medaillen, Kurbel-Schieber-Mechanismus, Triebwerk, Medaillen halter und Basis.

5. Unterrichts verfahren

5.1 Gestalten Sie die Souvenir-Medaillen

Gemeinsame Souvenir medaillen sind rund, daher beginnt diese Lektion mit einem kreisförmigen Medaillen design. Öffnen Sie Laser Maker, wählen Sie Erstellen und wählen Sie Abzeichen/Stempel. Im Quell workflow verwendet das anfängliche Abzeichen einen Außen durchmesser von 60mm und einen Innen durchmesser von 42mm, bevor es verkleinert wird.

Fügen Sie kreisförmigen Text um die Medaille und den mittleren Text in der Mitte hinzu. Der Quell workflow verwendet Beispiel text wie „ Souvenir Medal “und „ OSROBOT“. Nachdem das Abzeichen generiert wurde, ändern Sie die Größe des gesamten Medaillen designs auf 40x40mm.

Setzen Sie den äußeren Medaillen kreis auf die schwarze Schnitts chicht, damit die Medaille aus geschnitten wird. Stellen Sie die inneren Grafiken und den Text auf die rote Ebene, damit sie auf der Oberfläche markiert werden, ohne durch zuschneiden. Verwenden Sie dann das rechteckige Array, um 10 Medaillen zu erstellen, die als 5 horizontal und 2 vertikal mit einem Abstand von 1mm angeordnet sind.

5.2 Ziehen Sie den Kurbel-Schieber mechanismus

5.2.1 Bereiten Sie die TT-Motor grafik vor

Der Kurbel-Schieber-Mechanismus wird von einem TT-Motor angetrieben. Der Motor treibt die Scheibe an, die Scheibe treibt die Pleuelstange an, und die Pleuel schiebt den Schieber vor und zurück.

Wählen Sie die TT-Motor-Grafik aus der Open-Source-Roboter-Bibliothek aus und ziehen Sie sie auf die Leinwand. Im Quell workflow muss die Motorwelle nach links ausgerichtet sein, um Platz zu sparen, sodass die Motor grafik vor weiteren Konstruktion arbeiten horizontal umgedreht und gruppiert wird.

5.2.2 Ziehen Sie die Scheibe und die Verbindungs löcher

Der Quell-Workflow verwendet eine Disc anstelle einer langen Kurbel, um den Mechanismus reibungsloser laufen zu lassen. Da jede Medaille einen Durchmesser von 40mm hat, sollte der Bewegungs durchmesser am Verbindungs punkt größer als 40mm sein. Der Quell workflow legt den Scheiben durchmesser auf 70mm fest.

Zeichnen Sie einen 70mm Kreis für die Scheibe. Zeichnen Sie einen 10-mm-Kreis als Position ierungs referenz, richten Sie ihn in der Mitte mit der Scheibe aus und richten Sie die Scheiben mitte mit der Position der TT-Motorwelle aus.

Die Scheibe wird mit einer Nylon niete R3080 mit der Pleuelstange verbunden, sodass die Scheibe 3mm Verbindungs löcher in der Nähe der Kante benötigt. Im Quell workflow werden zwei 3-mm-Löcher mit einem Abstand von 60mm zwischen den Innenwänden gezogen und dann zur Mitte der Scheibe ausgerichtet.

5.2.3 Ziehen Sie die Verbindungs stange und überprüfen Sie ihren Hub

Die Pleuelstange verbindet die Scheibe und den Schieber. Um zu verhindern, dass der Schieber mit der Scheibe kollidiert, setzt der Quell workflow den Pleuel loch abstand auf 74mm, was größer als der Scheiben durchmesser ist.

Zeichnen Sie zwei 3mm Löcher mit 74mm Abstand. Zeichnen Sie dann ein abgerundetes Rechteck von 90x12mm mit einem Eck radius von 4mm. Richten Sie die Löcher innerhalb des abgerundeten Rechtecks in der Mitte aus und gruppieren Sie die Stange.

Um den Hub zu verstehen, richten Sie das linke Loch der Pleuelstange mit den Löchern ganz links und rechts auf der Scheibe aus. Diese beiden Positionen zeigen die Bewegungs grenzen des Schieber eglers und helfen, die nächsten Teile zu bestimmen.

5.2.4 Planen Sie die Pausen abdeckung, die Position des Medaillen inhabers und den Schieber egler

Die Nut schränkt den Weg des Schieber eglers ein, und die Aussparung abdeckung verhindert, dass der Schieber die Rille verlässt. Der Medaillen halter befindet sich rechts von der Aussparung abdeckung, sodass der Schieber eine Medaille aus dem Halter heraus drücken kann.

Der Schieber egler führt die lineare Druck aktion aus. Zeichnen Sie ein abgerundetes Rechteck von 80x12mm mit einem Eck radius von 4mm. Zeichnen Sie ein 3-mm-Loch, um den Schieber mit der Pleuelstange zu verbinden, richten Sie es auf der linken Seite aus und bewegen Sie das Loch 5mm nach rechts.

Testen Sie die Schieber position in beiden Bewegungs extremen. Wenn sich der Schieber egler ganz links befindet, sollte sein rechtes Ende unter der Nischen abdeckung bleiben. Wenn es sich ganz rechts befindet, sollte sein rechtes Ende über den Medaillen halter hinaus so weit reichen, dass eine Medaille heraus gedrückt wird.

5.2.5 Zeichne die Scheiben dichtung und den Groove

Der TT-Motor ist mit Schrauben befestigt, und die Schrauben köpfe können die Scheiben drehung stören. Der Quell workflow fügt eine Dichtung unter der Scheibe hinzu, um einen Freiraum zu schaffen und das Reiben der Nylon niete zu verringern.

Zeichnen Sie einen 20-mm-Kreis, richten Sie ihn mit der Scheiben mitte aus und verwenden Sie die TT-Loch position, um die Dichtung herzustellen.

Die Nut begrenzt den Weg des Schieber eglers. Der Quell workflow verwendet drei Schichten Linde für die Nut-und Deckens truktur. Zeichnen Sie Referenz formen, erstellen Sie die erste Rillen ebene für die Niet freiheit und erstellen Sie die zweite Rillen ebene, damit sich der Schieber egler in einer geraden Linie bewegt.

Fügen Sie der Nut und dem Deckel 3mm Schraub löcher hinzu, damit sie an der Grundplatte befestigt werden können. Platzieren Sie die Schrauben löcher so weit rechts wie praktisch, um Störungen der sich bewegenden Pleuel zu verringern.

5.3 Zeichnen Sie den Medaillen halter

5.3.1 Erstellen Sie die Open-Top-Box

Der Medaillen halter lagert die Medaillen vertikal. Basierend auf dem Mechanismus layout verwendet der Quell workflow eine 48x48mm große Boden projektion und erstellt eine 48x48mm x 100mm große rechteckige Box ohne obere Abdeckung. Die Rillen größe beträgt 12mm, die Materials tärke beträgt 3mm und die Laser kompensation beträgt 0,1mm.

5.3.2 Ziehen Sie den Slider-Eintrag und die Medaillen ausfahrt

Der Schieber egler tritt von einer Seite in den Medaillen halter ein, schiebt die untere Medaille heraus und zieht sich zurück, damit die nächste Medaille in Position fallen kann. Der Schieber egler eintrag sollte etwas größer als der Schieber egler sein. Im Quell-Workflow ist der Eintrag 13mm breit und 3,2mm hoch.

Der Medaillen ausgang sollte etwas größer sein als die 40-mm-Medaille. Der Quell workflow kombiniert ein 41x4,2mm großes Rechteck mit einer 30x5mm großen Ellipse, um eine Austritts form mit einem gekrümmten unteren Abschnitt zu erstellen, wodurch die Medaille leichter herausfallen kann.

5.3.3 Fixierung löcher hinzufügen

Der Medaillen halter wird mit Schrauben und Muttern an der Grundplatte befestigt. Zeichnen Sie vier 3-mm-Löcher mit rechteckigem Array mit 2 horizontalen Kopien, 22mm horizontalem Abstand, 2 vertikalen Kopien und 22mm vertikalem Abstand.

Verwenden Sie einen 40-mm-Kreis als Medaillen referenz, um zu prüfen, ob die Schrauben die Medaillen stören. Im Quell workflow blockieren die Schrauben positionen den Medaillen pfad nicht.

5.4 Zeichne die Basis

5.4.1 Zeichnen Sie die Grundplatte

Die Grundplatte sichert den Kurbel schieber mechanismus, den Medaillen halter, den OSROBOT-Empfänger, die Batterie und den TT-Motor. Im Quell workflow ist die Grundplatte 220mm breit und 150mm hoch mit einem abgerundeten Eck radius von 4mm.

Fügen Sie die Grafik der OSROBOT2-Steuerplatine und die Grafik zur Fixierung des 18650 Batteriegurt aus dem Abschnitt Open Source Robotics hinzu. Platzieren Sie die Komponenten in geeigneten Positionen und passen Sie dann die Basisgröße und das Layout so an, dass der Bewegungs mechanismus genügend Platz hat.

5.4.2 Zeichnen Sie die Basis mortisen und Klammern

Da der TT-Motor, die Empfänger platine und die Batterien unterhalb der Grundplatte befestigt sind, verwendet der Quell workflow eine Stütz struktur mit zwei Halterungen. Zeichnen Sie zwei 50mm x 3mm große Einblende auf die Grundplatte mit 130mm vertikalem Abstand.

Zeichnen Sie für jede Halterung ein 220x30mm großes Rechteck und fügen Sie einen 50,5x3mm großen Zehner hinzu. Die zusätzlichen 0,5mm helfen bei der Berücksichtigung der Laser kompensation im Quell workflow. Richten Sie den Tenon an der Klammer aus, verwenden Sie Union, um die Formen zusammen zuführen, und duplizieren Sie dann die Klammer.

5.5 Ordnen Sie das endgültige Produktions layout an

Nachdem die Medaille, der Kurbel schieber mechanismus, die Nut, der Medaillen halter, die Grundplatte und die Halterungen vollständig sind, ordnen Sie die Teile für das Lasers ch neiden an. Gruppieren Sie bei Bedarf keine gruppierten Entwurfs skizzen, kopieren Sie die endgültigen Produktions teile, weisen Sie die richtigen Ebenen zu und bereiten Sie das endgültige Layout vor.

6. Laser-Verarbeitung

6.1 Set Umriß-und Schnitt parameter

Das Medaillen spender projekt verwendet zwei Haupt laser prozesse. Objekte mit roter Schicht werden zum Beschichten oder Markieren der Oberfläche verwendet, während Objekte mit schwarzer Schicht durch das Sperrholz aus Linde geschnitten werden.

6.2 Beginnen Sie mit der Herstellung

Schalten Sie die Lasers chneid maschine und den Lasersc halter ein. Wenn die Schaltfläche Herstellung starten fertig ist, laden Sie die Zeichnung auf die Lasers chneid maschine hoch und beginnen Sie mit dem Schneiden von der Maschinen platte.

7. Verdrahtung und Montage

Identifizieren Sie nach der Laser bearbeitung alle geschnittenen Teile vor der Montage. Halten Sie die kleinen Nieten, Schrauben, Muttern, Abstand halter und Halterungen organisiert, damit die Schüler den Mechanismus in der richtigen Reihenfolge zusammenbauen können.

7.1 Schaltung Verdrahtung

Um den Spender zu aktivieren, schließen Sie die Schaltung gemäß dem Schaltplan an. Der TT-Motor, die Batterie, der Empfänger und die Fernsteuerung komponenten arbeiten zusammen, um den Kurbel-Schieber-Mechanismus anzutreiben.

7.2 Strukturelle Montage

Suchen Sie zuerst die Grundplatte und die Medaillen halter kasten teile. Befestigen Sie die Unterseite der Medaillen halter box mit Schrauben und Muttern an der Grundplatte und montieren Sie dann die vordere, hintere, linke und rechte Seite des Halters.

Suchen Sie als nächstes die rillen bezogenen Teile und befestigen Sie sie an der Grundplatte. Diese Teile führen den Schieber egler und helfen, den Bewegungs pfad gerade zu halten.

Suchen Sie die Komponenten des TT-Motors und des Kurbel schieber mechanismus. Befestigen Sie den TT-Motor mit Schrauben und Muttern an der Grundplatte und installieren Sie den Abstands halter auf der TT-Motorwelle.

Bauen Sie die Pleuelstange und den Schieber mit R3080 Nylon nieten an der Scheibe zusammen. Installieren Sie den Kurbel-Schieber-Mechanismus auf dem TT-Motor und der Nut, damit sich der Schieber entlang des geführten Weges bewegen kann.

Sichern Sie die Batterie mit Kabelbindern an der Grundplatte. Installieren Sie dann die Steuer platine OSROBOT2 mit Kupfer abständen, Schrauben und Muttern. Installieren Sie schließlich die Basis halterungen, um die Struktur anzuheben und zu stabilisieren.

Schalten Sie nach der Montage das Bedienfeld ein, schalten Sie die Fernbedienung in den Batterie modus, koppeln Sie das Fernsteuerung system und testen Sie, ob der Spender Medaillen durch den Ausgangs schlitz drücken kann.

8. Testen, Debuggen und Verbessern

9. fertiges Projekt und Reflexion

Nach dem Entwurf, der Laser bearbeitung, der Verkabelung und der Montage vervollständigen die Schüler einen fern gesteuerten Souvenir-Medaillen spender. Das Projekt bietet den Schülern praktische Erfahrungen mit Ausweis design, mechanischer Verknüpfung, Schieber bewegung, Kastens trukturen, laser geschnittenen Mechanismen und automat isierter Abgabe.

10. Verlängerung Herausforderung

In der Quell stunde wird darauf hingewiesen, dass die letzte Medaille während der Abgabe manchmal stecken bleiben kann. Als Erweiterungs herausforderung können die Schüler den Medaillen halter neu gestalten, die Austritts form anpassen, eine Führungs rampe hinzufügen, die Schieber endform ändern oder einen feder unterstützten Anhänger testen, um die Zuverlässigkeit zu verbessern.

Die Schüler können auch das Erscheinung sbild des Spenders verbessern, indem sie eine thematische Frontplatte, eine klarere Beschilderung, eine dekorative Oberflächen skizzierung oder ein transparentes Sichtfenster hinzufügen, während der Medaillen pfad und der Bewegungs mechanismus funktions fähig bleiben.

11. Ausrüstung hinweis für Lehrer

Dieses Projekt eignet sich für Lasers ch neider im Klassen zimmer, die das Schneiden und skizzieren von Blatt materialien für kleine Robotik-und Mechanismus projekte unterstützen. Für Schulen, Makers paces und STEAM-Labors für Anfänger können Projekte wie Souvenir-Medaillen spender, Kurbel-Schieber modelle, automat isierte Drücker und fern gesteuerte Klassen zimmer mechanismen mit einem Lasers ch neider wie demDonner Laser Bolt Serie.

Die Lehrer können den Maschinen-und Material aufbau basierend auf dem Unterrichts raum, der Material dicke, den elektronischen Komponenten, der Freigabe von beweglichen Teilen und den Lernzielen auswählen. Der gleiche LaserMaker-Workflow kann auch für andere CO2-Lasermaschinen angepasst werden, wenn die Schüler zu größeren automat isierten Spendern oder fort geschritten eren Mechanismus projekten übergehen.