2016年3月11日 星期五

用 3D 印表機重做一個翹翹板針壓計

上一篇以遙控飛機用的螺旋槳平衡器來做翹翹板針壓計,雖然理論沒問題,但是因為拿手邊現有的以手工捏出來的東西精密度卻是大有問題。
這個手工捏出來的東西精密度有什麼問題呢?

1. 螺旋槳平衡器的軸心如下圖兩端是以磁鐵吸住,號稱磁浮平衡器(其實無法真的"浮"總有一邊被吸鐵吸住而靠著)。沒錯這樣的摩擦力最小,在螺旋槳兩端重量差極小的情況下磁浮是好的設計,但是用在翹翹板針壓計卻發現量測時數值仍然不穩定,每次量的結果不一樣。查了半天終於發現是"磁浮"的問題。它除了摩擦力最小外,許多狀況並不完美,其最大問題就是"穩定性"。軸心在磁鐵的面積範圍內跑來跑去,也就是翹翹板的支點不固定,這樣當然會影響到測量結果了。





2. 重錘到支點的距離要完全等於針尖到支點的距離,粗製濫造的結果就是這兩段距離是否真的相等有很大問號。

以上兩項問題,現在因有了 3D 印表機這個 DIY 終極武器而迎刃而解。直接在 CAD 上畫出我想要的東西,尺寸距離一定準,然後畫完就 --- 印吧!





在 SketchUp 上畫了上圖兩個東西,左邊是支架已經捨棄磁浮而用傳統支撐方式;邊是翹翹板,針尖放下的地方有一凹點,這樣針就不會放偏了,重錘也有做個圓圈不會放偏,最重要的是圓圈反面有做一個凸點(如右圖),這凸點用來壓在數位秤的承盤上,數位秤得到的重量全來自這點,而這凸點到軸心的距離等於針尖凹點到軸心的距離,是在 CAD 上畫出來的,完全準確!而實物是3D 印表印出來的,不是拿尺量以手工捏出來的,終於擺脫 DIY 準確度不足的問題了!

接下來當然就是 3D 印表機上場了,一陣機械聲終於產生實體零件:



接下來就很簡單了:組合上唱盤。



一樣,重錘壓翹翹板後,數位秤歸零,唱針對準凹洞放下,得到負數公克值,取絕對值就是針壓了!現在數值已經非常穩定,有誤差也都在小數點第二位跳動。