2013年12月7日 星期六

Tear Down豪邁125: (四) 儀表板上的轉速計

相關文章:
Tear Down豪邁125: (一) Overview
Tear Down豪邁125: (二) 引擎(GY6 拆解) 與汽缸
Tear Down豪邁125: (三) 傳動+齒輪箱
拆完摩托車的引擎與傳動等核心的部分,其它還是有不少小東西值得一看。
例如儀表板裡的轉速計、里程計、與機油歸零器等東西。

打開儀表板之後,有兩大組東西,左邊是轉速計相關的東中,右邊是油表。
油表就不詳細講了,它是用油箱裡的浮筒帶動可變電阻,
再把電位傳到油量計上的線圈轉動。

拆下轉速計,後方是里程表,右邊則是機油歸零器。

先看轉速計,這種是渦電流感應的轉速計,打開裡面一看有一個可旋轉的磁鐵圈,外面罩著一個鋁製的外蓋。當摩托車的前輪轉動的時,會用一根鋼索帶動中間的圓形磁鐵塊旋轉,然後鋁製外蓋會有渦電流的產生,再被磁鐵帶動。但同時,鋁製外蓋也被一個扭力彈簧拉著。

換句話說,轉速越快的時候,感應渦電流越大,產生抵抗彈簧的力量就越大,儀表板上的指針就指向高速的位置。

2013年12月6日 星期五

Tear Down豪邁125: (三) 傳動+齒輪箱

前面兩篇:
Tear Down豪邁125: (一) Overview
Tear Down豪邁125: (二) 引擎(GY6 拆解) 與汽缸
今天要看的是傳動部分與齒輪箱的部分。因為我沒有CAD檔,又沒時間自己重新畫一個示意圖(這太耗時了),所以只能單純靠圖片來說明。重點在於了解「自動無段變速」「自動離合器」怎麼做到的。

首先來看就是傳動的外觀,其中它的後輪與引擎的部分已經被我拿掉了。


打開外殼之後,看到內部:
左邊是驅動盤,是屬於無段自動變速 (CVT);
中間是啟動軸,用來腳踏發動用的;
最右邊是離合器,是屬於自動離心式離合器 (離合器的蓋子已經拿掉了)。

這是最初還沒清理時的照片,看起來真的很黑。

2013年12月1日 星期日

Tear Down豪邁125: (二) 引擎(GY6 拆解) 與汽缸

之前一篇 Tear Down豪邁125: (一) Overview 是把摩托車的外殼拆開來,然後我就去找了一本叫「機車原理與實習」來看怎麼拆摩托車。題外話,這本書真的不錯,是市面上看到的書之中,圖比較清晰的入門書。當然還有聽取資憲的建議去找維修手冊來看。但維修手冊聽說是要錢的,網路上都找不到。最後只有在痞客邦看到影像很差的維修手冊擷圖。不過anyway,反正我最後還是拆完了,也感謝自家老闆提供場地跟工具,讓我佔據廠內一角好好拆它。

下圖是引擎與傳動的總成,整個從車架上卸下來。

然後最主要的是要先自己製作一個逼軸器把傳動主軸上齒輪拔下來。 
去買一根M5的螺牙棒,鎖在齒輪上,然後做一個M10的螺孔配合螺帽來抵著主軸。
當我們轉M10的螺絲往下抵住主軸,這時M5的螺絲柱就往上把齒輪拉起來。

當這個齒輪拔下來之後,就可以分開傳動部分與引擎曲軸箱。
下面這張就是引擎+曲柄軸的照片。

再來打開曲軸箱另一側的蓋子 (右側曲軸箱)。

然後在上一張圖的右下方蓋子裡發現一個東西,

2013年11月29日 星期五

Tear down: 台熱牌烘衣機 (by邵彥翔)

文:邵彥翔

這是一台只比我小幾歲的台熱牌萬里晴烘衣機,記得小時候要穿的制服還沒乾的時候就靠它,雖然它應該有二十歲了,但該有的功能都還沒壞,不像現在很多的設計,很容易壞,壞了也不讓你拆;不讓你修,送去修也只是叫你換一個新的比較划算,也許這就是為什麼後來台熱牌被賣給其他公司吧!

首先開始拆機器背後的螺絲,將最外層「進氣熱管的保護殼」拆掉,拆掉後可以看到進氣的氣管,將外面空氣吸入,經過加熱後送入滾桶內烘衣。

再來可以看到安裝滾桶中心軸的軸承座,但軸承座固定在外板的壞處就是拆卸時需要小心,一不小心,滾桶會失去一側的支撐掉下來。另一個concern的點是不容易對心,造成另一邊支撐的負擔,久了可能同心度會偏掉。

拆下加熱器後,再來拆下最後一層大背板,螺絲的數量有點出乎我意料之外的超多(果然是以前舊式的設計啊~),好不容易拆下大背板與滾桶後,就可看到內部的配置。
 

2013年11月25日 星期一

3D printer: Shower Frame

今天要做的是修理浴室的蓮蓬頭架!

在強調消費的時代,很多東西壞了就不修了,但我一直覺得這樣很可惜。
因為可能只是壞了其中一部分,卻要整組丟掉,頗為浪費。
不過以前維修時最大的麻煩是沒有零件可以替換,只能買新的。
但現在有了3D印表機之後幫忙我們解決了一部分的問題,至少有些塑膠件是可以自己做的。

這星期發現用了快7年的蓮蓬頭架裂開了,蓮蓬頭就沒有辦法架在上面了。

不過這個東西不是什麼高科技產品,應該可以自己來修理。
所以秉持著「動手做」的精神,我決定自己印零件來替換。
首先就拆下外蓋,把裡面的螺絲卸下。

把壞掉裂開來的部分,自己重新畫一個CAD檔
雖然畫CAD不是件難事,但還是有一些小細節要注意。

2013年11月21日 星期四

AC伺服馬達 vs 步進馬達

2014.01.14更新

馬達的學問既深又廣,很多時候只知有人這麼用,但卻為什麼要這麼用,不知其所然。有天我隨口說出了:「機械手臂很少用步進馬達做的。」立刻被人質疑,而我也不知道真正原因。為此我認真地重新了解一次,也順道做筆記在這。

先有一個基本的概念是步進馬達因為原理的關係 (詳見步進馬達的介紹),所以通常不會加迴授的encoder來偵測位置與轉速,此又稱為Open Loop。相反地,其它馬達因為不是"極對極"的準確定位,所以通常會加encoder來迴授控制,以達精確的定位。打個比喻,步進馬達是扶著欄桿走的瞎子,伺服馬達是裝了眼睛的行人。

回到討論的命題:機械手臂很少用步進馬達做的。
所以我整理了各項比較的項目如下表,很明顯地伺服相較於步進馬達,性能的確比較好。不管是響應、扭矩、速度範圍、重量、震動、溫升等等。但最重要的是,如果把機構手臂真的裝上步進馬達,靜止的時候也許東西還拿得住,但若移動的過程中,扭矩是會下降的。速度越快,扭矩越小,會造手臂整個失步下垂的危險。我想這才是其中最主要的考量。

此外步進馬達就算不動時,也是要耗能的。所以有些需要stand by的設備,不適合使用步進馬達。

但回過頭來說,步進在緩慢移動,固定負載的情況下,因為沒有Overshot的問題,就十分適合在靜止時不能有抖動的地方。

其它更多應用上的考量,可以依下列特性進行思考。


2013年11月13日 星期三

利用LabVIEW做人機介面,再透過Arduino來控制機器手臂

相關閱讀

(1) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (1)

(2) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (2)

(3) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (3) 最終回的測試

(4) 利用LabVIEW做人機介面,再透過Arduino來控制機器手臂

(5) 利用Matlab做逆向運動學以控制6軸Robotic Arm

-----------------------------------------------------------------------------------

7月的時候,曾經用3D印表機印出一隻塑膠的機器手臂,
那時是單純用Arduino+可變電阻來控制。

但這種方法不甚方便,有時想要從PC端控制,想要做演算,想要與其它裝置結合等等。
所以我一直想要用LabVIEW來控制機器手臂,這樣未來在LabVIEW上想做什麼就做什麼。

以下是我在LabVIEW裡拉的線,以及人機介面的部分:

2013年11月8日 星期五

3D Printer:名片座 (半客製化的概念)

想說在公司裡的名片都被在紙盒裡面,要拿的時候還要四處找放在那裡。
所以就想幫同事印個名片座,這樣就可以放在明顯的地方,以方便拿名片。

不過那天有人跟我提起半客製化的概念,剛好這個主題有關。
因為名片座的功能都是一樣的,只是需要多個名字來區別這是誰的名片座。
所以我把這個產品分成兩個部分,一是「座」的部分,另一個是「名牌」的部分。
而「座」的部分十分適合開模量產,名牌的部分就用3D印表機來製作,最後再組裝起來。


事實上,這不是什麼特別的概念,所有人都想得到。
甚至目前客製化機器也都是如此的概念,用量產出來的套件組裝成客製化的機械。
但是,目前量產的產品並沒有真的用「世界唯一」的零件來組裝。
一來是成本的考量,二來是大家還沒有想像得到到底什麼量產的產品適合做。

不過,我想一定有一些產品適合的,就例如這個名片座一樣。 
大家來想想吧!

 


2013年11月4日 星期一

Tear Down豪邁125: (一) Overview

原本Teardown的主角一向都只有桌子般的大小,
這次換一個比較大的系統,就是摩托車--豪邁125。

這是我大學買的第一台摩托車,用自己家教的$$買下來的二手車。
到現在也十年過去了,加上原本的年紀,大概也十五、六年了。
車上還貼著NTU93年度的停車證,好懷念。

為了紀念這一台摩托車,我決定以好好地拆解它,留下引擎留念。
在拆解之前先畫一個大的function diagram,也讓大家對摩托車有一個概念。
     P.S. 因為我並非專業玩車的人士,若有人有業界的專業經驗再請不吝指教。

目前我自己拆開來的心得主要分成三大部分:

第一是動力系統:從最源頭的引擎,把動力傳到傳動皮帶上,經過自動的調整張力機構,再經由齒輪箱變速之後,傳到後輪驅動。當然油箱也算在這裡。

2013年11月3日 星期日

3D printer:行星斜齒輪

之前有介紹過行星齒輪的東西(Teardown: 手動電鑽 & 行星齒輪組)
這次嘗試要印的東西就是行星斜齒輪,本次設計是來自大學好友李聚儒。細部的設計圖就不多寫了,就只交待齒數比,如下圖,可獲得5.45倍的減速比。


下面是印完之後的轉動的影片

其中太陽輪的細部照片,列印時設定的精度為每層0.15mm。
不過目前我覺得這個模數(1.5)印出來的效果還不錯。

下圖是行星輪

對行星輪近拍表面的狀況(未打磨之前)

2013年10月13日 星期日

用3D印表機印卡扣 (Print snap by 3D printer)


這次要印的是溫度顯示計的固定卡扣,此物是要安裝在機台面板上的,而上面白色的東西就是要用來抵住面板一側的卡扣環。很不幸地,這個東西也是經常失連的朋友。

不過沒關係,這次要嘗試的,就是用3D印表機來印這個卡扣,來看這麼微小的東西,印表機的表現如何。 下面是所建的CAD圖,做出有彈性臂的卡勾。

接下來就是印出實體


2013年10月12日 星期六

用3D印表機印螺帽 (Print Nut)

在網路有看過有人用3D pinter印螺帽,但我一直懷疑其列印出來的可用性,包括其精度與強度。不知是否可符合使用者的目標。但這次因為工作上的需要,手上有一個氣壓調壓閥的固定螺帽不見了!

就在想要不要請加工廠車一個M17 pitch 1mm 的螺帽,不如就先用3D printer來試試看,剛好是驗證的好時機。這就不是3D Printer的真諦嗎!Maker的精神嗎!所以就自己量了一下,畫一個螺母,要注意不要旋錯方向喔!
 

實際印出來了,看起來還不錯。

2013年10月10日 星期四

Print Eiffel Tower


想要印艾菲爾鐵塔很久了,從一開始買3D印表機之後就想印了。第一次是從Thingiverse那下載圖檔來印的,不過發生幾個問題,就是中間的互相交叉的truss在被skeinforge切片之下,無法印出帶有結構強度的truss,都只是變成"牽絲"的細線,看起來就很醜。

後來那時候我用CAD再重新畫一個艾菲爾鐵鐵,把中間的truss加粗,並且拿掉太細的細節裝飾,反正也印不出來。然後就拿下去切片生G-Code出來了,但印出來的效果還是不甚滿意,因為我的3D 印表機目前最高也只能印120mm,換算高寬比(23:10),底座也只才52mm^2,再換算到中間相交的Truss寬度還不到 1 mm,這無法是一個有效的結構 (1 mm的壁厚也許還可能有用,但1mm的Truss效果真的不好)。
 
後來我就把一座切成四個部分,如下圖,邊長等比例放大0.8倍 ( 邊長乘1.8 )。印出來的效果

2013年10月8日 星期二

Arduino與PC的通訊 (Serial.begin)

上一篇「在LabVIEW之中連結Arduino (二) by VISA」中用到Arduino的Serial語法。
所以我就找了一下Arduino序列通訊的語法整理在這一篇之中。

最主要的有四個指令:

Serial.begin ( ) - 開啟 Serial Port 並設定通訊速率 (baud rate)

Serial.print ( ) - 傳送資料到外部電腦
Serial.read ( ) - 接收來自外部電腦的資料
Serial.available ( ) - 取得 Serial Port 可讀取的資料位元組數目 (number of bytes),如果 Serial port 有資料進來,Serial.available ( ) 會回傳大於 0 的數值。

而我們主要的目標就是希望可以從Arduino傳資料到PC去,也可以從PC傳資料到Arduino來。
以下有三個範例來試試。

1. 將Arduino的值傳到 PC (Arduino >> PC)
如下圖接一個可變電阻來進行測試,
然後在Serial Moniter (紅色箭頭指的地方)查看在量測到的數值。
更進一步就可以參考「在LabVIEW之中連結Arduino (二) by VISA」
把這個資料傳到LabVIEW去處理。



Code
       void setup ( ) {
         Serial.begin(9600);
       }
       void loop() {
         int val = analogRead( 3 );      // 把Pin 2讀到的值寫入val的參數裡
         Serial.println(val);                  // 把參數 val 的值傳出去
       }


2013年10月6日 星期日

在LabVIEW之中連結Arduino (二) by VISA

有了第一篇「在LabVIEW之中連結Arduino」,我就更進一步想了解LabVIEW底下的程式怎麼寫的。一看原來是把Arduino當作VISA來撰寫程式,所以我就上網找看別人如何更直接用LabVIEW裡的VISA功能連結Arduino。參考的影片如下:
https://www.youtube.com/watch?v=giubFyJeZ-8

說明一下他的觀念:
(1) Arduino本來的運作就是出現在裝置管理員裡的 COM 通訊埠,用這通訊埠跟PC做溝通。
(2) 所以可以在語法裡靠著 Serial.begin 系列來達成與PC溝通的工作。
(3) 然後LabVIEW就是把這溝通的內容抓進來,用VISA的子功能來執行。
(4) VISA Read得到的就是字串的內容,再到LabVIEW裡自行轉換。

做法如下:
(1) 連結上Arduino,先接一個按鈕來測試。

Arduino範例18:用Arduino測試紅外線模組

上一篇「IR Sensor Module:用Arduino測試紅外線模組 (一)」是用半成品的TSOP-1738來接收紅外線。這一篇更懶惰,要直接買整個包裝好的模組,方便到一個不行。其中的比較器是LM393,整個性能更穩定。這個售價約100 NTD的模組,號稱可用中間電阻調整檢測距離 2~60cm,檢測角度為35°。


接線就更簡單了,也不用特別要求輸出38k Hz的光波,
固定供與5V~3.5V的電源就可以直接從Vout收到訊號。