Unha roda para o escornabot

[Escornabot Brivoi]

Escornabot é un robotiño deseñado para educación infantil e primeiros cursos de primaria que leva anos percorrendo os coles de todo o mundo. É software e hardware libre, o que implica que calquera pode coller os deseños, a electrónica e o software e modificalos a gusto.

Agora desde twitter lanzan o escornareto “Deseña a túa roda”. Trátase de personalizar a roda do escornabot e compartila antes do 24 de febreiro de 2019. Se participas entrarás no sorteo dun escornabot.

Como podes participar? Explícannolo en thingiverse

Os que xa participastes no deseño de engrenaxes para o reto da oshwdem tédelo fácil, pois o procedemento é similar: partimos da roda xa deseñada totalmente lisa, debuxamos sobre a superficie e facemos os buratos que precisemos para crear unha figura.

Se che resulta máis cómodo que usar o stl, podes descargar aquí o ficheiro RodaEscorna.stp (zip) para traballar a partir del.

Unha vez deseñada debes compartila facendo remix na páxina de thingiverse e subir alí o teu modelo stl, e se queredes podedes facer mención a @escornabot en twitter para avisar.

Xa tedes tarefa para estas vacacións de Nadal. Eu xa fixen algunhas:


A música do ordenador cuántico IBM Q

Hai tempo que amosamos por aquí o artigo “a música das fábricas“, no que viamos como as máquinas eran capaces de facer ritmos e son do máis acompasado. Hoxe temos aquí a música que fai un ordenador cuántico IMB Q. Podédela escoitar a partir do minuto 1:32.

A computación cuántica aínda está en cueiros, non pode substituír a electrónica, pero todo se andará. De momento podemos ir vendo de que vai, coñecer un pouco o seu interior e escoitar a súa música.

Máis información: IMB Q. The future is quantum


As engrenaxes polo miúdo

Estamos a preparar o reto de impresión 3D da OSHWDem imprimindo engrenaxes para levar alí, e a verdade é que nolo poñen moi doado. Collemos os modelos dxf xa feitos, extruímos e limitámonos a debuxar o interior e imprimir. Pero a cousa ten algo máis de chicha. Como debuxariamos nós engrenaxes axustadas a unha táboa perforada determinada? Imos ver como facelo para poder construír nos institutos unha parede destas e adaptala ao espazo que teñamos.

Os parámetros

Antes de nada deberiamos coñecer algunhas cousiñas sobre as engrenaxes rectas, que son as que imos fabricar.

Circunferencia primitiva e diámetro primitivo (Dp): A circunferencia primitiva é a circunferencia ao longo da cal engrenan os dentes. Poderiamos substituír dúas engrenaxes por dúas rodas de fricción coas circunferencias primitivas e obteriamos a mesma relación de transmisión. O diámetro primitivo é o diámetro desta circunferencia.

Dentes (Z): Son os que realizan o esforzo de empurre e transmiten a potencia entre a roda motriz e a conducida. Podemos ter máis ou menos dentes en diferentes rodas dentadas, pero para que engrenen deberían encaixar os uns cos outros.

Módulo (m): Para que dúas engrenaxes engrenen entre si deben ter o mesmo módulo, isto é, a relación entre o diámetro primitivo en mm e o número de dentes.
m=Dp/Z

Paso circular: É a distancia entre dous puntos homólogos de dous dentes consecutivos, medida sobre a circunferencia primitiva. Para que dúas rodas dentadas engrenen deben ter o mesmo paso.
p = ? m

Ángulo de presión: É o que forma a liña de acción coa tanxente á circunferencia de paso. 20 ou 25º son ángulos normalizados.

 

Aplicacións

Hai moitas aplicacións na rede para poder debuxar engrenaxes introducindo os parámetros anteriores. Por exemplo podes usar Metric Spur Gear Generator (online) e exportar a dxf. En Inkscape tes unha ferramenta de xeración de rodas dentadas (Extensións -> Representar -> Engrenaxe -> Engrenaxe), ou se usas Onshape (online) podes instalar un engadido que che facilita moito a tarefa. Hai moitas máis aplicacións, poderás velo se buscas un pouco máis.

Vale, todo isto está moi ben, pero que parámetros introducimos alí? Agora imos con iso :-)

Procedemento

Unha opción sería elixir engrenaxes de diferentes dentes, un módulo común, calcular as distancias ás que se sitúan as diferentes rodas e furar unha táboa segundo estes valores.

Outra opción é adaptar o tren de engrenaxes a unhas distancias prefixadas. Imos coller como modelo a táboa perforada que teñen no local de Bricolabs na Domus: Buratos de 8mm formando unha cuadrícula e separados 31 mm entre si.

Imos calcular os parámetros de dúas engrenaxes cos eixes separados 62 mm. Se queremos engrenaxes do mesmo tamaño o diámetro primitivo de cada unha será de 62 mm.

Agora imos fixar un número de dentes, por exemplo Z1=17. (Despois veremos que non nos valerá calquera número)

O que debemos facer agora é calcular o módulo, que será común a todas as engrenaxes que fagamos despois.

m= Dp/Z=62/17=3,64706

Agora imos calcular o diámetro e dentes dunha roda dentada que engrene cunha das anteriores, pero a unha distancia entre eixes de 3*31= 93mm. O seu diámetro primitivo tería que ser (93-31)*2=124 mm. Como o módulo debe ser o mesmo que o anterior, con el calcularemos o número de dentes:

Z2=Dp/m =124/3,64706=34 dentes

E o mesmo podemos ir facendo collendo diferentes distancias. Por exemplo en diagonal, como na seguinte imaxe, formando un ángulo de 45º. Podemos calcular a diagonal “a”: 2*31=a*cos45 -> a= 2*31/cos45= 87,6812 mm

Polo tanto, o diámetro primitivo da nova roda medirá: (87,6812-31)*2=113,3625mm 

Agora co módulo calcularemos o número de dentes:  Z3= Dp/m= 113,3625/3,64706=31 dentes

E así procederemos sucesivamente para calcular o número de dentes para outras distancias. Ollo! que deberá darnos sempre un número enteiro de dentes (ou moi aproximado). Se un cálculo nos dese 23,5 dentes obviamente non valería, e habería que calcular de novo. Facelo a man resulta pesado, así que mellor será usar unha folla de cálculo ou un script que nos axude. No caso da Oshwdem utilizaron este script para buscar o módulo e dentes para os diámetros que querían.

Por exemplo, poderían valernos os seguintes valores:

Módulo 3,647058824 3,444444444 2,695652174
diámetros dentes dentes dentes
eng1 62 17 18 23
eng2 124 34 36 46
eng3 113,3625 31,08 = 31 32,91 =33 42,05 =42

 

E aquí tendes unha aplicación de scratch para facer os cálculos, e que mostra os conxuntos de valores válidos atopados:

 

Como queremos que as rodas xiren libremente sobre os eixos de 8mm, facemos no centro de cada engrenaxe un burato de 9mm. Evitaremos que se escapen do eixo engadindo unha arandela e unha xunta tórica.

Unha vez calculadas as engrenaxes que necesitamos introducimos os parámetros no noso xerador de engrenaxes favorito seleccionando un ángulo de presión de 20º, debuxamos o interior e imprimimos.

Xa sabemos como se fai, así que podemos adaptar este chulo reto da OSHWDem a calquera parede e co panel perforado que teñamos máis a man. Penso que nos talleres de tecnoloxía non debería faltar unha. Podemos, ademais, conectar un motor e facer cálculos das relacións de transmisión e velocidades angulares, todo iso sobre unha montaxe real.

Actualización:

Estas son as pezas que levamos á OSHWDem2018

E neste enlace podedes ver un vídeo coa montaxe en movemento: https://www.instagram.com/tv/BqE8nCbHV5J/


A imprimir engrenaxes!

Esta edición da OSHWDem 2018, o 10 de novembro, ten un novo reto de impresión. Trátase de imprimir engrenaxes para colocar na parede perforada da sala maker da Domus. Coas achegas da comunidade conseguirase encher a parede? Chegará cun motor para mover todas as rodas dentadas?

Imprimide nas cores que queirades e co deseño interior que queirades, pero respectando as dimensións necesarias para que as engrenaxes encaixen ben.

No repositorio de Bricolabs tendes os parámetros das engrenaxes e modelos en DXF, FreeCad e OpenScad que podes descargar para facer os deseños do interior.

Algunhas levaremos do IES Primeiro de Marzo. A ver o que lle vai saíndo este mes ao alumnado de Fabricación Dixital de 1º de Bacharelato. Velaquí uns modelos:


mClon

Bernardo, Miguel e unha servidora, co apoio de A Industriosa, vimos de presentar mClon, un robotiño de baixo custo que podedes montar, tunear e programar a gusto. Tendes toda a información na web do proxecto. Esperamos que vos sexa de utilidade e lle saquedes proveito.

Se queredes velo funcionando, estaremos na OSHWDem o 10 de novembro, na Coruña. Tamén faremos algúns obradoiros para montalo na Coruña e en Vigo. Xa informaremos.

E, como non podería se doutro xeito, montaremos uns cantos no IES este curso. mClon contra mBot, cal funcionará mellor?