机器人凸轮操纵车辆 3D打印
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五十多年前，我在圣诞节收到了一辆玩具车，它有一个电动机，由两节 D 型电池供电。电动...驱动后轮推动汽车前进，同时汽车还配备了一个独特的转向系统，使用齿轮驱动的旋转“凸轮”以几何路径操纵汽车。汽车配有各种凸轮，通过更换凸轮，汽车将行驶不同的路径。
这辆车早已不见踪影，我找不到另一辆，所以在当今微控制器和伺服/步进电机驱动车辆的世界里，我想以 3D 打印形式重新制作我几十年前的电动机驱动/凸轮操纵玩具车，名为“机器人凸轮操纵车辆”，供孩子、孙子，当然还有我自己使用！
像往常一样，我可能忘记了一两个文件，或者谁知道还有什么，所以如果您有任何问题，请随时提问，因为我确实犯了很多错误。
使用 Autodesk Fusion 360 设计，使用 Cura 4.4.0 切片，并在 Ultimaker 3 Extended 和 Ultimaker S5 上以 PLA 打印。
最后说明一下，我不会以任何形式获得此模型中使用的设计、设备、零件和/或材料的报酬。
我为该型号购买了以下零件：
• 一块 3.7vdc 100ma 锂电池（https://www.adafruit.com/product/1570）。
• 一根 JST PH ...2 针电缆（https://www.adafruit.com/product/3814）。
• 一个 N20 6VDC 150RPM 齿轮马达。
• 一个微动开关（Uxcell a12013100ux0116 高旋钮 3P 2 位置 1P2T SPDT 垂直滑动开关，0.5 安培，50V DC，50 件，3 毫米）。
• 一个拉伸弹簧（6.35 OD，22.2 长度，.5mm 截面，当地五金店）。
• 四个 O 形圈（30mm ID，3.5mm 截面，当地五金店）。
您还需要一个合适的电池充电器。
我为该模型 3D 打印了以下部件：
• 一个“Axle, Cam.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Axle, Gear, Worm.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Bellcrank, Left.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Bellcrank, Right.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Body, SUV.stl”，层高 .15mm，填充 20%，PLA 支撑（这是长打印）。
• 一个“Bolt, 3mm Shoulder, Long.stl”，层高 .15mm，填充 50%，无支撑。
• 七个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”，层高 .15mm，50% 填充，无支撑。
• 四个“Bolt, Wheels.stl”，层高 .15mm，50% 填充，无支撑。
• 两个“Bolt.stl”，层高 .15mm，50% 填充，无支撑。
• 一个“Bumper, Front.stl”，层高 .15mm，20% 填充，无支撑。
• 一个“Bumper, Rear.stl”，层高 .15mm，20% 填充，无支撑。
• 一个“Cam, Figure Eights.stl”，层高 .15mm，20% 填充，无支撑。
• 一个“Cam, Ovals.stl”，层高 .15mm，20% 填充，无支撑。
• 一个“Cam, S Curves.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Cam, Squares.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Cam, Triangles.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Chassis.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Gear, Cam.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Gear, Motor.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Gear, Worm, Drive.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Gear, Worm.stl”，层高 .06mm，填充 20%，PVA 支撑。
• 一个“Mount, Spring.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 两个“Rollbar, Support.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Rollbar, Upright.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Tie Rod.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Wheel, Gear.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 三个“Wheel.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Windshield.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
这是高精度打印和组装，有时使用非常小的精密 3D 打印部件，空间非常狭小。组装前，对所有部件进行试装和修整、锉平、打磨等，以确保移动表面平稳移动，非移动表面紧密贴合。根据您的打印机、打印机设置和您选择的颜色，可能需要或多或少地进行修整、锉平和/或打磨。仔细锉平与构建板接触的所有边缘，以确保所有构建板“渗出物”都被清除，并且所有边缘都光滑。我使用小型珠宝锉刀和足够的耐心来执行此步骤。
该模型还使用螺纹组装，因此我使用丝锥和板牙套装（6mm x 1）进行螺纹清洁。
接线和安装电机、开关和 JST 连接器。
为了接线和安装电机、开关和 JST 连接器，我执行了以下步骤：
• 将 JST 红线焊接到电机“+”端子。
将 JST 黑线焊接到开关中心端子。
• 将一根黑线从一个开关外部端子焊接到电机“-”端子。
• 将 JST 连接器和开关穿过电机支架，然后穿过“Chassis.stl”上凸轮支撑环的后孔外部，然后将电机压入电机支架，使电机轴从电机支架外部延伸 5 毫米。
• 将开关压入左后轮支架附近的底盘开关孔中，使开关面与底盘底面齐平，然后用一小点厚氰基丙烯酸酯胶将开关固定到位。
安装齿轮。
要安装齿轮，我执行了以下步骤：
• 将“Gear, Motor.stl”按到电机轴上，直到齿轮与电机轴齐平。
• 将“Gear, Worm.stl”放置在底盘组件上的蜗轮塔之间，并用“Gear, Worm, Drive.stl”（在电机齿轮侧）和“Axle, Gear, Worm.stl”固定到位。
此时，我使用双面胶带将电池固定到底盘组件上，将电池插入 JST 连接器，然后打开开关检查齿轮是否平稳运行以及电流消耗是否约为 18MA。然后我关闭开关并断开电池与 JST 连接器的连接。
安装转向。
为了安装转向，我执行了以下步骤：
• 使用一个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”将“Bellcrank, Right.stl”固定到底盘组件上的右摇臂塔上。
• 使用一个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”将“Bellcrank, Left.stl”固定到底盘组件上的左摇臂塔上。
• 使用“Bolt, 3mm Shoulder, Long.stl”将“Tie Rod.stl”的一端固定到右摇臂上。
• 使用一个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”将拉杆的另一端固定到左摇臂上。
• 将拉伸弹簧的一端滑到一个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”上。
• 将螺栓拧入“Mount, Spring.stl”中。
• 使用一个“Bolt.stl”将弹簧支架组件固定到底盘组件上。
• 将拉伸弹簧的自由端滑到 3 毫米长肩螺栓上。
• 沿槽口调整弹簧安装组件，使弹簧上有少量预紧力，刚好足以将转向组件保持在左侧位置。
安装轮胎和车轮。
要安装轮胎和车轮，我执行了以下步骤：
• 将一个 O 形环滑到四个车轮上。
• 使用一个“Bolt, Wheels.stl”将一个“Wheel.stl”固定到右摇臂上。
• 使用一个“Bolt, Wheels.stl”将一个“Wheel.stl”固定到左摇臂上。
• 使用一个“Bolt, Wheels.stl”将一个“Wheel.stl”固定到底盘组件上的右后轮支架上。
• 使用一个“Bolt, Wheels.stl”将“Wheel, Gear.stl”固定到底盘组件上的左后轮支架上。
安装凸轮齿轮和凸轮。
要安装凸轮齿轮和凸轮，我执行了以下步骤：
• 将“Cam, Ovals.stl”上的六角插头放入“Gear, Cam.stl”中的六角插座中。
• 将凸轮组件放置到底盘组件凸轮支撑环上，位于凸轮安装塔螺纹的中心。
• 使用一个“Axle, Cam.stl”将凸轮组件固定到位。
此时，底盘已完成并准备运行！
这就是我 3D 打印和组装“机器人凸轮转向车辆”的方式。
希望你喜欢它！
哦，但还有更多...
我使用各种凸轮操作底盘几天来招待家人和朋友，虽然我喜欢“原样”的模型（我喜欢观看机制的运行），但其他人建议我需要添加一个车身。因此，如果您有兴趣添加车身，请继续执行最后一步。
准备和连接车身。
车身是可选的，需要支撑才能进行 3D 打印。在我使用的打印机设置下，“Body, SUV.stl”的打印时间约为 18 小时，需要 98 克（12.45 米）的灯丝。在 3D 打印车身组件后，我执行了以下组装步骤来准备和连接车身：
• 使用小点氰基丙烯酸酯胶将“Bumper, Front.stl”（平面朝下）粘合到“Body, SUV.stl”的前面。
• 使用小点氰基丙烯酸酯胶将“Bumper, Rear.stl”（平面朝下）粘合到车身组件的后面。
• 将“Rollbar, Upright.stl”压入组件货物区域的前两个孔中。
• 将一个“Rollbar, Support.stl”压入组件货物区域后部的一个孔中，将其靠在防滚架立柱上，然后使用小点氰基丙烯酸酯胶将支架粘在立柱上。
• 将剩余的“Rollbar, Support.stl”压入组件货物区域剩余的后部孔中，将其靠在防滚架立柱上，然后使用小点氰基丙烯酸酯胶将支架粘在立柱上。
• 使用小点氰基丙烯酸酯胶将防滚架组件固定到车身组件上。
• 将“Windshield.stl”压入车身组件引擎盖上的孔中，并使用小点氰基丙烯酸酯胶固定到位。
• 将底盘组件放入车身组件中，然后将一个“Bolt.stl”穿过底盘组件上的后车身安装喇叭并拧入后车身安装塔。
• 将一个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”穿过车身组件中的左前车身安装喇叭，然后插入底盘上的左车身喇叭（拆下前轮可使此操作更容易）。
• 将剩余的“Bolt, 3mm Shoulder.stl”穿过车身组件中的右前车身安装喇叭，然后插入底盘上的右车身喇叭（拆下前轮可使此操作更容易）。
这就是我如何 3D 打印和组装带有车身的“机器人凸轮转向车辆”。
希望您喜欢它！
设计师
Greg Zumwalt3D 模型描述
我对旧玩具的再造。五十多年前，我在圣诞节收到了一辆玩具车，它有一个电动机，由两节 D 型电池供电。电动...驱动后轮推动汽车前进，同时汽车还配备了一个独特的转向系统，使用齿轮驱动的旋转“凸轮”以几何路径操纵汽车。汽车配有各种凸轮，通过更换凸轮，汽车将行驶不同的路径。
这辆车早已不见踪影，我找不到另一辆，所以在当今微控制器和伺服/步进电机驱动车辆的世界里，我想以 3D 打印形式重新制作我几十年前的电动机驱动/凸轮操纵玩具车，名为“机器人凸轮操纵车辆”，供孩子、孙子，当然还有我自己使用！
像往常一样，我可能忘记了一两个文件，或者谁知道还有什么，所以如果您有任何问题，请随时提问，因为我确实犯了很多错误。
使用 Autodesk Fusion 360 设计，使用 Cura 4.4.0 切片，并在 Ultimaker 3 Extended 和 Ultimaker S5 上以 PLA 打印。
最后说明一下，我不会以任何形式获得此模型中使用的设计、设备、零件和/或材料的报酬。
3D模型打印参数
零件。我为该型号购买了以下零件：
• 一块 3.7vdc 100ma 锂电池（https://www.adafruit.com/product/1570）。
• 一根 JST PH ...2 针电缆（https://www.adafruit.com/product/3814）。
• 一个 N20 6VDC 150RPM 齿轮马达。
• 一个微动开关（Uxcell a12013100ux0116 高旋钮 3P 2 位置 1P2T SPDT 垂直滑动开关，0.5 安培，50V DC，50 件，3 毫米）。
• 一个拉伸弹簧（6.35 OD，22.2 长度，.5mm 截面，当地五金店）。
• 四个 O 形圈（30mm ID，3.5mm 截面，当地五金店）。
您还需要一个合适的电池充电器。
我为该模型 3D 打印了以下部件：
• 一个“Axle, Cam.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Axle, Gear, Worm.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Bellcrank, Left.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Bellcrank, Right.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Body, SUV.stl”，层高 .15mm，填充 20%，PLA 支撑（这是长打印）。
• 一个“Bolt, 3mm Shoulder, Long.stl”，层高 .15mm，填充 50%，无支撑。
• 七个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”，层高 .15mm，50% 填充，无支撑。
• 四个“Bolt, Wheels.stl”，层高 .15mm，50% 填充，无支撑。
• 两个“Bolt.stl”，层高 .15mm，50% 填充，无支撑。
• 一个“Bumper, Front.stl”，层高 .15mm，20% 填充，无支撑。
• 一个“Bumper, Rear.stl”，层高 .15mm，20% 填充，无支撑。
• 一个“Cam, Figure Eights.stl”，层高 .15mm，20% 填充，无支撑。
• 一个“Cam, Ovals.stl”，层高 .15mm，20% 填充，无支撑。
• 一个“Cam, S Curves.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Cam, Squares.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Cam, Triangles.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Chassis.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Gear, Cam.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Gear, Motor.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Gear, Worm, Drive.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Gear, Worm.stl”，层高 .06mm，填充 20%，PVA 支撑。
• 一个“Mount, Spring.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 两个“Rollbar, Support.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Rollbar, Upright.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Tie Rod.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Wheel, Gear.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 三个“Wheel.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
• 一个“Windshield.stl”，层高 .15mm，填充 20%，无支撑。
这是高精度打印和组装，有时使用非常小的精密 3D 打印部件，空间非常狭小。组装前，对所有部件进行试装和修整、锉平、打磨等，以确保移动表面平稳移动，非移动表面紧密贴合。根据您的打印机、打印机设置和您选择的颜色，可能需要或多或少地进行修整、锉平和/或打磨。仔细锉平与构建板接触的所有边缘，以确保所有构建板“渗出物”都被清除，并且所有边缘都光滑。我使用小型珠宝锉刀和足够的耐心来执行此步骤。
该模型还使用螺纹组装，因此我使用丝锥和板牙套装（6mm x 1）进行螺纹清洁。
接线和安装电机、开关和 JST 连接器。
为了接线和安装电机、开关和 JST 连接器，我执行了以下步骤：
• 将 JST 红线焊接到电机“+”端子。
将 JST 黑线焊接到开关中心端子。
• 将一根黑线从一个开关外部端子焊接到电机“-”端子。
• 将 JST 连接器和开关穿过电机支架，然后穿过“Chassis.stl”上凸轮支撑环的后孔外部，然后将电机压入电机支架，使电机轴从电机支架外部延伸 5 毫米。
• 将开关压入左后轮支架附近的底盘开关孔中，使开关面与底盘底面齐平，然后用一小点厚氰基丙烯酸酯胶将开关固定到位。
安装齿轮。
要安装齿轮，我执行了以下步骤：
• 将“Gear, Motor.stl”按到电机轴上，直到齿轮与电机轴齐平。
• 将“Gear, Worm.stl”放置在底盘组件上的蜗轮塔之间，并用“Gear, Worm, Drive.stl”（在电机齿轮侧）和“Axle, Gear, Worm.stl”固定到位。
此时，我使用双面胶带将电池固定到底盘组件上，将电池插入 JST 连接器，然后打开开关检查齿轮是否平稳运行以及电流消耗是否约为 18MA。然后我关闭开关并断开电池与 JST 连接器的连接。
安装转向。
为了安装转向，我执行了以下步骤：
• 使用一个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”将“Bellcrank, Right.stl”固定到底盘组件上的右摇臂塔上。
• 使用一个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”将“Bellcrank, Left.stl”固定到底盘组件上的左摇臂塔上。
• 使用“Bolt, 3mm Shoulder, Long.stl”将“Tie Rod.stl”的一端固定到右摇臂上。
• 使用一个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”将拉杆的另一端固定到左摇臂上。
• 将拉伸弹簧的一端滑到一个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”上。
• 将螺栓拧入“Mount, Spring.stl”中。
• 使用一个“Bolt.stl”将弹簧支架组件固定到底盘组件上。
• 将拉伸弹簧的自由端滑到 3 毫米长肩螺栓上。
• 沿槽口调整弹簧安装组件，使弹簧上有少量预紧力，刚好足以将转向组件保持在左侧位置。
安装轮胎和车轮。
要安装轮胎和车轮，我执行了以下步骤：
• 将一个 O 形环滑到四个车轮上。
• 使用一个“Bolt, Wheels.stl”将一个“Wheel.stl”固定到右摇臂上。
• 使用一个“Bolt, Wheels.stl”将一个“Wheel.stl”固定到左摇臂上。
• 使用一个“Bolt, Wheels.stl”将一个“Wheel.stl”固定到底盘组件上的右后轮支架上。
• 使用一个“Bolt, Wheels.stl”将“Wheel, Gear.stl”固定到底盘组件上的左后轮支架上。
安装凸轮齿轮和凸轮。
要安装凸轮齿轮和凸轮，我执行了以下步骤：
• 将“Cam, Ovals.stl”上的六角插头放入“Gear, Cam.stl”中的六角插座中。
• 将凸轮组件放置到底盘组件凸轮支撑环上，位于凸轮安装塔螺纹的中心。
• 使用一个“Axle, Cam.stl”将凸轮组件固定到位。
此时，底盘已完成并准备运行！
这就是我 3D 打印和组装“机器人凸轮转向车辆”的方式。
希望你喜欢它！
哦，但还有更多...
我使用各种凸轮操作底盘几天来招待家人和朋友，虽然我喜欢“原样”的模型（我喜欢观看机制的运行），但其他人建议我需要添加一个车身。因此，如果您有兴趣添加车身，请继续执行最后一步。
准备和连接车身。
车身是可选的，需要支撑才能进行 3D 打印。在我使用的打印机设置下，“Body, SUV.stl”的打印时间约为 18 小时，需要 98 克（12.45 米）的灯丝。在 3D 打印车身组件后，我执行了以下组装步骤来准备和连接车身：
• 使用小点氰基丙烯酸酯胶将“Bumper, Front.stl”（平面朝下）粘合到“Body, SUV.stl”的前面。
• 使用小点氰基丙烯酸酯胶将“Bumper, Rear.stl”（平面朝下）粘合到车身组件的后面。
• 将“Rollbar, Upright.stl”压入组件货物区域的前两个孔中。
• 将一个“Rollbar, Support.stl”压入组件货物区域后部的一个孔中，将其靠在防滚架立柱上，然后使用小点氰基丙烯酸酯胶将支架粘在立柱上。
• 将剩余的“Rollbar, Support.stl”压入组件货物区域剩余的后部孔中，将其靠在防滚架立柱上，然后使用小点氰基丙烯酸酯胶将支架粘在立柱上。
• 使用小点氰基丙烯酸酯胶将防滚架组件固定到车身组件上。
• 将“Windshield.stl”压入车身组件引擎盖上的孔中，并使用小点氰基丙烯酸酯胶固定到位。
• 将底盘组件放入车身组件中，然后将一个“Bolt.stl”穿过底盘组件上的后车身安装喇叭并拧入后车身安装塔。
• 将一个“Bolt, 3mm Shoulder.stl”穿过车身组件中的左前车身安装喇叭，然后插入底盘上的左车身喇叭（拆下前轮可使此操作更容易）。
• 将剩余的“Bolt, 3mm Shoulder.stl”穿过车身组件中的右前车身安装喇叭，然后插入底盘上的右车身喇叭（拆下前轮可使此操作更容易）。
这就是我如何 3D 打印和组装带有车身的“机器人凸轮转向车辆”。
希望您喜欢它！
