Schorschi Teil 2 - Das 3D Skelett und die erste Elektronik
Nachdem wir im ersten Teil die Idee hinter Schorschi besprochen haben, geht es jetzt ans Eingemachte! In diesem Beitrag erstellen wir das 3D-Skelett von Schorschi und rüsten es mit den passenden Servo-Motoren aus. Nach diesen Schritten ist unser Skelett bereit für die Steuerung – aber dazu kommen wir später.
Material-Check – Bereit für den Zusammenbau?
Für die kommenden Schritte benötigst du einige Bauteile, die ich dir hier zusammengestellt habe. Natürlich kannst du sie auch woanders kaufen, aber diese Liste bietet dir eine praktische Orientierungshilfe:
Einkaufsliste
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2 x Miuzei Digital Servo 25kgAmazon
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1 x Miuzei MF90 Mini ServoAmazon
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1 x 9imod BLS-HV35MG 35KGAmazon
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11 x ruthex M3x5,7 GewindeeinsatzAmazon
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2 x ruthex M2x4 GewindeeinsatzAmazon
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8 x 608 ZZ KugellagerAmazon
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12 x M3x8 Edelstahl SchraubeAmazon
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1 x M3x12 Edelstahl SchraubeAmazon
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2 x M3x16 Edelstahl SchraubeAmazon
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2 x M2x8 Edelstahl SchraubeAmazon
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15 x M3 UnterlegscheibeAmazon
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2 x M2 UnterlegscheibeAmazon
Schorschi nimmt Gestalt an – Der 3D-Druck beginnt
Alle Teile von Schorschi habe ich selbst designt und auf Printables veröffentlicht. So kannst du sie dir einfach herunterladen, drucken und direkt loslegen!
Hier geht's zu den Bauteilen: Printables - Schorschi Animatronic
Zum Druck habe ich meinen Prusa Mk4S verwendet und die Teile effizient auf zwei Druckplatten verteilt:
Ich habe alle Bauteile mit folgenden Einstellungen gedruckt:
Düsengröße: 0,4 mm
Schichthöhe: 0,2 mm
Material: PLA
Als Material habe ich im ersten Schritt aufgrund der einfachen Verarbeitung PLA verwendet (in meinem Fall konkret das Prusament Galaxy Black). Später macht es aber bestimmt Sinn, mehrere Teile durch ein besseres Material zu ersetzen, da hier mechanische Kräfte durch die Servo-Motoren und die Hülle später wirken.
Meine aktuelle Version der Teile ist noch nicht komplett für einen druck ohne Stützstrukturen optimiert. Ich empfehle dir, die organischen Stützstrukturen von Prusa zu nutzen, mit denen ich sehr gute Ergebnisse erzielen konnte.
Die Ausrichtung der Bauteile ist auf dem Druckbett so gewählt, dass alle Bauteilflächen, welche flach aufeinander liegen, auf dem Druckbett nach unten gedruckt werden, damit diese Flächen glatt und ohne Unebenheiten gedruckt sind. Das obere Bild gibt dir einen Eindruck aus dem Slicer, wie ich die 3D-Druck-Teile ausgerichtet habe und wie die Stützstruktur aussieht. Achte bitte auch bei der Platzierung darauf, dass die Stützstrukturen nicht direkt an andere Teile angrenzen, damit du möglichst wenig Nacharbeit hast.
Nach dem Drucken sollten deine Teile in etwa so aussehen:
Hier siehst du alle Teile, welche für den ersten Schritt benötigt werden. Überprüfe, ob du alle folgenden Teile besitzt:
Basis von Schorschi
Rotationsplattform für den Körper
Aufsatz für den Rumpf
Konterplatte für den Rumpf
Der Rumpf an sich
Servo-Hebel für den Rumpf
Verstärkung für den Rumpf
Unterkiefer
Oberkiefer
Nase
Perfekte Verbindung – So setzt du die Gewindeeinsätze ein
Jetzt müssen wir in die Teile 1, 2, 3, 4, 5 und 9 noch unsere Gewindeeinsätze einschmelzen, damit später die Schrauben auch gut halten. Ich habe euch hier alle Teile mit einer kurzen Erklärung aufgeführt.
Teil 1: Für den Servo gibt es hier 4 Löcher für M3 Gewindeeinsätze. Ich verwende hier nur 2 Stück diagonal gegenüberliegend. In meinem Fall hat das ausgereicht. Falls ihr mehr Stabilität haben wollt, nehmt alle 4 Löcher. | ||||
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Teil 2: Hier kommen zwei M3 Gewindeeinsätze gegenüberliegend rein. Achtet bitte darauf, dass ihr den ersten Gewindeeinsatz auf den Steg einlasst, auf dem zwei Löcher vorhanden sind. Nehmt hier das äußerste Loch. Der andere Einsatz kommt genau gegenüber auf den Steg. | ||||
Teil 3: Hier haben wir wieder 4 Löcher für den Servo, in denen M3 Gewindeeinsätze kommen. Ich verwende hier wieder nur zwei diagonal angeordnet. Zusätzlich kommt ein M3 Gewindeeinsatz auf die Seite der Rumpfhalterung. | ||||
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Teil 4: Hier kommt ein M3 Gewindeeinsatz auf die Seite der Rumpfhalterung. | ||||
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Teil 5: Hier gibt es wieder vier Löcher für M3 Gewindeeinsätze für den Servo. Gleiches Spiel: Ich nehme wieder zwei diagonale Löcher. Zusätzlich kommen zwei M3 Gewindeeinsätze oben für die Befestigung des Oberkiefers. Einer von vorne und einer von oben. | ||||
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Teil 9: Hier gibt es zwei M2 Gewindeeinsätze für den kleinen Servo der Nase. |
Das waren alle Gewindeeinsätze, die wir benötigen.
Sanfte Bewegungen dank Kugellager
Bevor wir jedoch mit dem Zusammenbauen anfangen können, müssen noch die Kugellager an die entsprechenden Stellen eingesetzt werden. Auch hier habe ich für euch die Positionen mit einer kleinen Beschreibung dokumentiert.
Teil 2: Je ein Kugellager wird auf die runden Enden jedes Beinchens gepresst. Diese Kugellager ermöglichen es Schorschi, sich reibungsarm um die eigene Achse zu drehen und minimieren den Widerstand für den Servo. | ||
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Teil 3: Ein Kugellager wird oben in das runde Loch gepresst. Falls das Loch nicht perfekt gedruckt wurde, feile es vorsichtig aus, bis das Kugellager straff, aber nicht zu locker sitzt. Dieses Kugellager, zusammen mit dem nächsten, hält Schorschis Rumpf sicher in Position. | ||
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Teil 4: Hier wird ein weiteres Kugellager, analog zum vorherigen, eingesetzt. | ||
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Teil 5: Ein Kugellager wird in die Aussparung der Rolle eingesetzt. Es hält die Verbindungsstange für die Neigung des Rumpfes. Ein weiteres Kugellager kommt unten auf den kleinen Zylinder für den Unterkiefer von Schorschis Mund. |
Zusammenfügen, Schrauben, Justieren – So montierst du Schorschi
Jetzt geht es an den Zusammenbau! In den folgenden Schritten setzen wir die gedruckten Bauteile zusammen und montieren die Servos, um Schorschi seine erste mechanische Struktur zu geben. Achte darauf, dass alle Teile korrekt ausgerichtet sind, damit später alles reibungslos funktioniert.
Schritt 1: Servo in die Basis einsetzen Wir nehmen die Basis und setzen einen Miuzei Digital Servo 25kg ein und schrauben diesen mit zwei M3x8 Schrauben und den passenden Unterlegscheiben fest. Die 25kg Variante wurde gewählt, da der Servo später mit der Stoffpuppe einiges an Gewicht bewegen muss. Ein Brushless-Servo wie der 9imod BLS-HV35MG 35KG wäre zwar leiser und schneller gewesen, jedoch zeigten verschiedene Modelle in Tests ein leichtes „Zucken“ im Betrieb. Daher fiel die Wahl auf einen Standard-Servo. | ||
Schritt 2: Rotationsplattform montieren Die Rotationsplattform für den Körper wird mit einer M3x8 Schraube und einer passenden Unterlegscheibe auf der Basis befestigt. Achte darauf, dass die Aussparung für den Servoarm an der Unterseite korrekt ausgerichtet ist. | ||
Schritt 3: Rumpfaufsatz befestigen Nun wird der Aufsatz für den Rumpf mit einer M3x8 Schraube und einer Unterlegscheibe auf die Basis montiert. Zunächst wird nur das Loch an der Seite mit dem eingelassenen Kugellager verwendet. Stelle sicher, dass die bereits befestigte Basis eine passende Aussparung für die vorhandene Schraube hat. | ||
Schritt 4: Zweiten Servo einsetzen Der zweite Miuzei Digital Servo 25kg wird nun eingebaut und mit zwei M3x8 Schrauben und passenden Unterlegscheiben befestigt. Achte darauf, dass die Seite mit dem Kugellager rechts liegt und der Servoarm nach vorne zeigt. Die Schrauben werden durch die Löcher an der Seite montiert. Die weiteren Schritte folgen im nächsten Abschnitt! | ||
Schritt 5: Rumpf einsetzen Der Rumpf wird in das Kugellager eingesetzt, sodass die glatte Seite nach hinten und der Arm mit dem Kugellager nach vorne zeigt. Falls ein Bauteil nicht perfekt passt, schleife es vorsichtig ab, bis es sauber in das Kugellager gleitet. Alle Verbindungen müssen fest und stramm sitzen. | ||
Schritt 6: Verstärkung für den Rumpf befestigen Setze die Verstärkung für den Rumpf auf den Servo auf der linken Seite. Der Rumpf wird ebenfalls in das Kugellager der Verstärkung gesteckt. Befestige die Verstärkung mit einer M3x16 Schraube und einer Unterlegscheibe an der Basis. | ||
Schritt 7: Servo-Hebel für den Rumpf montieren Stecke den Servo-Hebel für den Rumpf in den Arm mit dem Kugellager, wobei der Hebel nach unten zeigen sollte. Anschließend wird der Arm mit einer M3x16 Schraube und dem passenden Kugellager am Servo befestigt. Die Schraube wird von links nach rechts in den Servoarm geschraubt. | ||
Schritt 8: Oberer Servo am Rumpf befestigen Befestige den 9imod BLS-HV35MG 35KG Servo oben am Rumpf mit zwei M3x8 Schrauben und Unterlegscheiben, sodass der Servo-Arm an der oberen Seite des Rumpfs positioniert ist. Es gibt eine Aussparung für das Servokabel, damit es nach oben geführt werden kann. | ||
Schritt 9: Unterkiefer montieren Der Unterkiefer wird mit einer M3x8 Schraube und einer Unterlegscheibe am Servo befestigt. Achte dabei auf die Aussparung für den Servo-Arm. Die gegenüberliegende Seite des Unterkiefers wird auf das Kugellager gesteckt. Wichtig: Wende hier nicht zu viel Kraft an! Falls das Kugellager nicht passt, feile das Loch am Unterkiefer vorsichtig aus, bis es sauber hineinpasst. | ||
Schritt 10: Oberkiefer befestigen Der Oberkiefer wird von oben mit einer M3x8 Schraube + Unterlegscheibe und von vorne mit einer M3x12 Schraube + Unterlegscheibe befestigt. Falls der Oberkiefer schief aufliegt, einfach die aufliegenden Flächen vorsichtig abschleifen, bis die Teile gut ineinander passen. | ||
Schritt 11: Mini-Servo für die Nase montieren Auf dem Oberkiefer wird der Miuzei MF90 Mini Servo mit zwei M2x6 Schrauben + Unterlegscheiben so befestigt, dass der Arm nach vorne zeigt. | ||
Schritt 12: Nase befestigen Die Nase wird mit der dem Servo beigelegten Schraube am Servo-Arm befestigt, sodass das Ende der Nase nach oben zeigt. | ||
Schritt 13: Rumpf verstärken Zur zusätzlichen Stabilisierung des Rumpfes wird eine Strebe vorne mit zwei M3x8 Schrauben + Unterlegscheiben auf den Rumpf geschraubt. |
Damit ist der mechanische Aufbau von Schorschi abgeschlossen! 🎉 Unser Skelett steht nun stabil, alle Bauteile sind montiert, und die Servos sind an Ort und Stelle.
Im nächsten Beitrag geht es an die spannende Elektronik! Wir schauen uns die Verkabelung an, schließen die Servos an ein passendes Steuerboard an und testen die ersten Bewegungen. Außerdem bekommt Schorschi eine Stoffhülle, um ihm den letzten Feinschliff zu verpassen.
Bleib dran, es wird spannend! 🔧🤖