DIY机械手臂（Part 3）：设计支架

本项目是机器手臂教学的第三部份。在第一部份中我们学到如何设计手臂，而第二部份是如何设计底座。第四部分将会探讨如何以Arduino进行操控。

我们制作机器手臂到现在已经设计并打印了底座和手臂模块。在设计了机器人的基础之后，我们已经准备好来设计并打印最后一个部份了。然而，这个部位很特别，它是我们把东西固定在手臂上的关键。

在这里我要装上的是一个喇叭，但你可以自己选择要装什么。要记得的是，用我们目前讨论过的3D模型化技巧和工具可以帮助你在CAD软件中设计任何东西。你可以在机器手臂装上喇叭、小型计算机屏幕，或雷射笔。设计得好的话，甚至可以装上一只小手。

我选择打印并安装喇叭是因为我想要让机器人根据人们的位置对他们说话。我们在完成主要结构的设计和打印之后便会进入这个层级的操控。和设计机器人其他零件时类似，我们会逐步讨论如何制做可以和我们的步进马达和其他已经制做的零件接合的支架手臂。

我们这里要设计的机器人和能做到的复杂度比起来相对单纯，但要记得的是，只有在对基本面有充分掌握之后才能进行扩充。机器人，尤其是以3D列印制做者，可以让我们尽情发挥想象力。然而，了解越多基本工具和提升熟练度可以让我们更顺利地把我们的想法精确地转换成实际可运作的机器人。最后我们将能够把这组机器人改造成任何我们想要的模样。

第一步：复制并放大组件

·利用我们在制做先前的机器人组件时留下的档案来复制模块手臂和马达。

·完成后，我们把马达在每个轴都放大大约.005″。

第二步：放置马达并考虑线路

·接着我们把马达放置到手臂中，让马达的旋转组件大致位于手臂区段侧面的中心。确保它与底面切合，就像完全嵌入手臂侧面。

·现在我们在马达背面加入一个将用来从手臂减去的方块来预留线路空间。

第三步：使用布尔差异指令

不同的CAD软件在这个动作可能会有一些差异，但使用布尔指令把一个形状从另一个形状减去就能完成这个步骤。

第四步：设计切割手臂的平面

·现在我们要制做一个平面来从中心把手臂断面，方法是画一条线，然后对它进行挤出。

·接着我们用这个平面来切割手臂的几何图。这么做是为了移除会造成多余重量的非必要材料。

第五步：加入喇叭的几何图

·如同在开头所说的，我们可以透过在这个步骤的设计来轻易变换安装到手臂上的对象。我想装的是喇叭，所以我们会用它来做例子。首先用卡尺来测量喇叭底部的圆柱磁铁，并且将之模型化。

·接着使用布尔指令来从支架结构移除喇叭的底部。

第六步：汇出并打印

最后我们把支架部位输出并加载切片软件进行打印。我仍然是使用Dremel Idea Builder来打印。

第七步：组装

打印完成后，我们就把所有的自制零件组合起来，成为完整的3D打印机器手臂！

结论

现在，我们已经完成自制3D打印机器手臂的设计了，接下来就可以探讨怎么操作手臂。在自制机器人的最后一个部份中，我们会研究如何以Arduino来操控机器手臂。在这个专题，以及前面两个专题中讨论的主要是你的工具，这些工具可以用来设计几乎所有的物体并为他们建模，最后制作成可实际使用的零件。

作者：Adam Lukasik