Furtail拉线电动尾巴
userHead 解超 2020-09-09 18:19:44
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结合欠驱动连续体机构与拉线传动机构的可动尾巴。适用于cosplay带尾巴角色使用。


鉴于目前在扮演具有尾巴的角色时,无法灵活控制尾巴形状的现状,设计了这款基于拉线驱动的电动尾巴。用户可以使用手机通过蓝牙控制尾巴的姿势,以便在扮演角色时更好地融入其中,享受Cosplay的乐趣。 


为了保证尾巴能够在完成动作的同时,由具有一定的柔性,以避免使用途中因意外而导致的结构损坏,采用了连续体结构作为主体的机构形式。同时为了减少驱动装置的体积以及复杂度,使用了拉线传动的方式将驱动部件集成于控制盒中,尾巴上只保留穿线用的扣环以及球铰,没有其他的零部件。  


尾巴的运动方式是将N个相同尺寸的球铰链组成N*3自由度的连续体结构,通过中心的一根韧带以及尾巴周围两两一组的拉线的约束,最后获得一个欠驱动的整体机构。此时若没有外部的干扰作用,可以近似的将其认为是一个具有2自由度的尾巴机构。通过控制两组拉线的长度,即可牵引尾巴朝向不同的进行运动。当然由于本质上是欠驱动的机构,当有外部干扰作用于尾巴时,会使得近似的2自由度收到影响,但在实际情况下可以认为是一种柔性的保护作用。 


尾巴的结构设计在Fusion 360中完成,通过CURA生成3D打印文件,以3D打印的方式完成零件的制作。电路硬件选择了集成电源升压,充电模块以及MPU6050的Arduino定制板。利用板载的I/O口驱动两路MG996舵机,带动绞盘卷动两组拉线以驱动尾巴运动。在接入额外的蓝牙通信模块后,即可通过手机发送不同的动作指令遥控尾巴。板载的MPU6050使得日后可以添加体感控制的方式遥控尾巴。  


目前的结构可以作为实际设计cosplay尾巴道具的骨架模组,通过添加不同的填充物(PP棉、海绵)以及表面织物,即可获得所需求的样式,便于扮演者发挥创意设计不同的作品。

硬件清单
1x
Arduino定制板
1x
MG996舵机
1x
2000mAh锂电池
1x
HC-05蓝牙模块

灵感来源: 一方面喜欢毛茸茸的大尾巴,但市面上的COS道具都无法动起来,觉得是个遗憾。另一方面欧美公司的现有产品(COSTAIL)价格实在不太亲民,目测没什么难度,所使用的技术也已经是学术界常见的,就决定自己也搞一个。 

软件清单:Fusion 360;arduino IDE;Cura

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