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自娱自乐,看我如何DIY 2轴无刷云台

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材料:

工具:

  • 三轴数控机床
  • Dremel电磨机
  • 3.2mm bit

设计

在2013年高中科学项目中,高二的我有了DIY相机稳定器的想法。然后我开始泡遥控社区(RC community),在这很长的一段时间里只能用伺服控制平台控制相机稳定器。但是后来情况突然有了变化,大概是2013年的年中,Alexmos横空出世,为业余爱好者提供了第一台无刷控制器。这个控制器摒弃了原有的伺服电机,创新采用无刷电机,让相机平滑的调整摄像角度的效果达到了一个新的高度。即使用伺服减速电机的效果有没办法和无刷电机的效果媲美,因为使用伺服电机时摇摄和全景拍摄的位置会受到限制。于是我预订了Alexmos控制板,到手一直使用,直到后来定制电机也变的十分简单。

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随着这项新技术的日益成熟,我决定进入设计阶段。现学现用,我使用的是Soildworks三维CAD软件进行设计。不过我不懂如何将零件组装到一起,所以没有成品无刷云台设计图纸,这点比较遗憾。

制作

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▲完成CAD图纸后,用SheetCam将其转换成G代码,导入数控机床以便后面加工切割板材。我用的是2.5mm厚的碳纤板,当你切割时,一定要戴上面具!因为数控机床的主轴纤细,所以3遍后才将碳纤板切割开,这也导致板材边缘粗糙。后来我用数控机床进行了边缘打磨抛光去毛刺。

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▲所有的板材每个孔都是3.2mm,每个孔都需要钻几次才能达到这样的精度,然后清理掉边缘的毛刺。

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▲将六角按压锁紧螺母固定在已加工好的板材上。在比较大的板材上钻1/3厚度的孔,方便安装螺母。因为没有杠杆式压力机,所有我用虎钳将螺母按压到板材孔中。

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▲将碳纤管切割成段,一共8段,尺寸分别是5.5英寸(2个)、4英寸、5英寸、6.5英寸、8.5英寸、9.5英寸和18英寸。切割工具为Dremel电磨机和砂轮。

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▲对于无刷电机云台的仰俯轴部分,需要制作一个销来连接仰俯轴的另一段。销的直径和无刷电机轴的直径一样,不过我在销的外面套了一层管,主要目的是为了支撑主轴。

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▲现在需要将无刷电机的主轴换成长轴。拧松电机侧面的螺栓,用锤子将电机原有的主轴凿出,拿掉E型挡圈就可以拆开电机了。按照上面制作销的步骤,再制作另一个长主轴,将其装在电机上,并重新组装电机。至此,所有的制作工作已经完成。

组装

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▲首先组装2个手柄。手柄用的是5.5英寸的碳纤管和U型板材。

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▲接着是组装相机固定架。固定架上有个标准孔,可以固定大部分显示器,可以轻松固定大部分大于7英寸的显示器。

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▲现在组装中心板材,它连接着云台和手柄。连接的碳纤管尺寸是18英寸和6.5英寸。

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▲连接4英寸、9.5英寸和5英寸的碳纤管。

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▲这是俯仰轴的第2个半轴,使用的是我们上面制作的销(主轴),其与5英寸的碳纤管连接。

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▲这是俯仰轴的另一半,由无刷电机和长轴构成,连接4英寸碳纤管。

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▲这组部件装在8.5英寸碳纤管的中间,用来固定相机。希望我能尽快用快装板替代它。

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▲最后的一部分,主要用来固定横滚无刷电机,与9.5英寸的横滚碳纤管连接,这部分也是这个云台最复杂的部分。现在横滚角是120度,希望我能尽快用横滚安装座替代它,这样横滚角就没有限制了。

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▲这个是Alexmos 2轴控制板。右边那个小的电路板连接相机和陀螺仪。

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