Proyecto de corte por láser de carrusel de control remoto con LaserMaker

En este proyecto de robótica y mecanismo STEAM, los estudiantes diseñan y construyen un carrusel de control remoto utilizando LaserMaker. La lección conecta la estructura del carrusel, el diseño del asiento del caballo, la rotación de la plataforma giratoria, el montaje del motor TT, los componentes del control remoto 2,4G, el corte por láser, el rastreo, el cableado y el ensamblaje práctico.

1. Descripción general de la lección

1,1 Objetivo del proyecto

Los estudiantes diseñarán un carrusel con cuatro asientos para caballos, un plato giratorio y una base. Prepararán las piezas cortadas con láser en LaserMaker, establecerán los procesos de trazado y corte, conectarán el motor y el receptor y ensamblarán el modelo para que el carrusel pueda girar.

1,2 Uso recomendado en el aula

2. Objetivos de aprendizaje

2,1 Lo que aprenden los estudiantes

2,2 Habilidades de STEAM desarrolladas

2,3 Fabricación responsable

Los estudiantes deben probar cuidadosamente las partes motorizadas y seguir las instrucciones del maestro o supervisor de laboratorio al cablear baterías, receptores, motores y estructuras móviles. Mantenga los dedos, las partes sueltas y los cables alejados del plato giratorio durante la prueba.

3. Contexto del mundo real: cómo funciona un carrusel

Un carrusel es un parque de atracciones donde los asientos se mueven alrededor de una plataforma giratoria central. Los jinetes generalmente se sientan en caballos decorativos u otros asientos temáticos mientras el carrusel gira.

En este proyecto, los estudiantes crean un modelo de carrusel simplificado. Los asientos del caballo se insertan en la plataforma giratoria, y el motor TT instalado en la base proporciona la rotación.

4 Planificación de materiales y piezas

4,1 Lista de equipos

Antes de modelar el carrusel, los estudiantes deben identificar los componentes electrónicos, materiales estructurales y hardware utilizados en el proyecto.

4,2 Lista de piezas estructurales

La estructura del carrusel está organizada en tres grupos principales: asientos de caballos, plataforma giratoria y base.

5. procedimiento de la lección

5,1 Dibujar el asiento del caballo carrusel

Abra el panel Galería en LaserMaker. En Gráficos de animales, seleccione el gráfico Horse 2 y arrástrelo al área de dibujo como asiento para caballos del carrusel.

El gráfico caballo necesita una espigas base para que pueda ser insertado en el plato giratorio. Dibuja dos rectángulos para crear la base de espigas. En el flujo de trabajo de origen, el primer rectángulo tiene 40mm de ancho y 4mm de alto, y el segundo rectángulo tiene 24mm de ancho y 6mm de alto.

Centra los dos rectángulos horizontalmente, luego usa la herramienta Unión para fusionarlos en una base de espigas.

Mueva la base de la tenon para que se superponga con el gráfico Caballo 2. Debido a que las líneas de corte superpuestas pueden separar el caballo de la tena durante el corte con láser, utilice la herramienta Borrador para eliminar los segmentos de línea de intersección no deseados.

Elimine los segmentos de línea no deseados restantes. Si la forma de herradura debe ser visible pero no cortada, seleccione los gráficos de herradura y asígnelos a la capa de calado roja.

Redondear las esquinas inferiores de la tenón del asiento del caballo con un radio de 3mm para que sea más fácil de insertar en las ranuras de la plataforma giratoria.

El carrusel utiliza cuatro asientos de caballo. Seleccione el gráfico de asiento de caballo completado y utilice la matriz rectangular para crear un diseño de 2 por 2.

5,2 Dibujar el tocadiscos

Utilice la herramienta Elipse para dibujar un círculo y establecer su anchura y altura a 100mm. Este círculo se convierte en el plato giratorio.

Dibuje una ranura rectangular para la tenon del asiento del caballo. En el flujo de trabajo de origen, la ranura tiene 24mm de ancho y 3mm de alto. A continuación, utilice Matriz rectangular para crear cuatro ranuras idénticas.

Agrupe las ranuras en dos columnas para que puedan girarse y alinearse más fácilmente. Gire un grupo de ranuras 90 grados, luego alinee el centro de los grupos de ranuras horizontales y verticales.

Agregue el orificio del motor TT seleccionando el gráfico del orificio del motor TT de la sección Hardware de robótica de código abierto en la Galería. Alinee el orificio del motor TT, las cuatro ranuras y el círculo del plato giratorio para completar el dibujo del plato giratorio.

5,3 Dibuja la base

La base sostiene el motor, el receptor y la batería. Comienza dibujando una base cuadrada de 150mm, un círculo de referencia de 120mm y un círculo central de 10mm. Alinee los círculos y el cuadrado al centro.

Utilice la herramienta Esquina redondeada con un radio de 20mm para redondear las cuatro esquinas de la base cuadrada de 150mm.

En la sección Open Source Robotics, agregue el gráfico del motor OSROBOT y agrégalo. Alinee el orificio circular del motor con el centro de la base, luego elimine cualquier círculo de referencia innecesario.

Agregue los gráficos de la placa de control y la caja de la batería de la sección Open Source Robotics Hardware. Gire el gráfico de la placa de control en-90 grados, luego coloque el receptor y la caja de la batería por encima y por debajo del gráfico del motor.

Establezca el círculo de referencia de 120mm en la capa de trazado roja. Si algunas líneas se superponen en las intersecciones, utilice la herramienta Borrador para romper y eliminar los segmentos seleccionados para un dibujo base más limpio.

Agrupe los gráficos base. A continuación, dibuje un círculo de 4mm de diámetro para un agujero de tornillo y utilice Matriz rectangular para crear cuatro agujeros con un espaciado horizontal y vertical de 120mm. Agrupe los agujeros y alinea el centro con la base.

Después de que los asientos de los caballos, la plataforma giratoria y la base estén completos, revise el diseño de dibujo final antes de procesarlo.

6. Procesamiento láser

6,1 Establecer parámetros de corte y seguimiento

Después de terminar el dibujo, establezca los parámetros de procesamiento láser. El proyecto utiliza trazado para detalles de capa roja y corte para contornos y agujeros de capa negra.

6,2 Comience la fabricación

Encienda la máquina de corte láser y el interruptor láser. Cuando el botón Iniciar fabricación esté listo, cargue el dibujo en la máquina de corte por láser y comience a cortar desde el panel de la máquina.

7. cableado y montaje

7,1 Circuito de cableado

Después de preparar las piezas cortadas con láser, conecte el circuito de acuerdo con el diagrama de cableado. El motor, el receptor y la batería trabajan juntos para alimentar el carrusel giratorio.

7,2 Asamblea estructural

Primero, identifique los cuatro asientos para caballos y el plato giratorio. Inserte los cuatro asientos de caballo en las ranuras en el plato giratorio.

A continuación, prepare la base, el motor TT y los tornillos y tuercas M3. Asegure el motor TT a la base usando el hardware M3.

Instale el receptor en la base usando tornillos M4 y tuercas. Agregue la batería 18650, conecte la batería a la base con una pistola de pegamento como se describe en el flujo de trabajo de la fuente y conecte el motor, la batería y el receptor de acuerdo con el diagrama de cableado.

Instale los tornillos cortos M4 y los postes de nylon en la parte posterior de la base. Finalmente, coloque el plato giratorio con los asientos de caballo instalados en el eje del motor TT.

8.-Probar, depurar y mejorar

9. Proyecto terminado y reflexión

Después del corte por láser, cableado y ensamblaje, los estudiantes completan un modelo de carrusel de trabajo que combina una estructura mecánica giratoria con componentes de control remoto. El proyecto demuestra cómo los dibujos digitales, el procesamiento de materiales, la electrónica y el ensamblaje se unen en un proyecto de fabricante motorizado.

10. Desafío de extensión

En este diseño, la tenon del asiento del caballo se cruza con el gráfico del caballo, por lo que los estudiantes deben borrar y eliminar cuidadosamente los segmentos de línea. Como un desafío de extensión, los estudiantes pueden rediseñar la conexión del asiento del caballo para que la tenón se mezcle más naturalmente con la forma del caballo y reduzca el riesgo de eliminar accidentalmente detalles importantes.

11. Nota de equipo para maestros

Este proyecto es adecuado para cortadores láser en el aula que admiten el corte y el rastreo de materiales laminares para pequeños proyectos de robótica y mecanismos. Para escuelas, makerspaces y laboratorios STEAM para principiantes, proyectos como carruseles motorizados, plataformas giratorias, estructuras de control remoto y modelos de parques de atracciones cortados con láser se pueden completar con un cortador láser para el aula como elSerie Thunder Laser Bolt.

Los maestros pueden elegir la configuración de la máquina y el material en función del espacio del aula, el tamaño del proyecto, el grosor del material, los componentes electrónicos y los objetivos de aprendizaje. El mismo flujo de trabajo de LaserMaker también se puede adaptar para otras máquinas láser de CO2 cuando los estudiantes pasan a modelos de movimiento más grandes o proyectos de robótica más avanzados.