Comment assembler et équilibrer le gimbal pour une caméra

Dans l'assemblage d'un gimbal, chaque étape doit être exécutée avec soin afin de garantir une bonne fonctionnalité et une utilisation optimale du dispositif. L'assemblage du Tilt Body et du Roll Body est l'une des étapes cruciales de cette construction.

L'insertion des vis doit se faire avec précision, en veillant à ce qu'elles soient affleurantes, comme indiqué sur la Figure 3-5, afin d'éviter tout contact avec la caméra qui pourrait l'endommager. Une fois cette étape terminée, le Tilt Body peut être monté en place et utilisé pour les étapes suivantes de l'assemblage.

Une fois les vis correctement insérées, il est important de placer le roulement 624zz dans la partie droite du Tilt Body (Figure 3-6). Assurez-vous que le roulement est bien enfoncé et affleurant avec la surface. Cela permet d'assurer un fonctionnement fluide de l'assemblage, puisque l'élément doit être stable pour éviter toute friction ou déviation qui pourrait nuire au mouvement. Le Tilt Body est alors assemblé (Figure 3-7) et prêt pour l'intégration avec le Roll Body.

Le Roll Body, quant à lui, permet à la caméra de compenser les mouvements sur l'axe des Y, ou gauche et droite depuis la perspective de la caméra. L'intégration du Tilt Body avec le Roll Body est primordiale. Commencez par insérer les fils du moteur dans la cavité du Roll Body (Figure 3-9). Faites attention à ne pas trop tirer sur les fils pour éviter de les endommager. Une fois l'assemblage effectué, le moteur doit être invisible du Tilt Body, comme le montre la Figure 3-10. Cette étape est essentielle pour que l'assemblage du gimbal soit propre et sans obstruction, garantissant ainsi son bon fonctionnement.

L'alignement des vis et du moteur avec les trous correspondants dans le Roll Body doit être effectué avec soin. Les vis doivent être insérées de manière à ce que les têtes soient affleurantes avec la surface plastique, comme indiqué sur la Figure 3-11. Ce détail est crucial, car des vis trop longues ou mal positionnées peuvent interférer avec l'assemblage et nuire à la fonctionnalité du gimbal. Une fois cette étape complétée, vous pourrez fixer l'ensemble avec une vis M4 x 12mm qui assurera la stabilité de l'assemblage (Figures 3-12 et 3-13).

Le montage du Roll Motor Mount sur la base constitue l'une des étapes finales de l'assemblage. Cette pièce est la base du gimbal, offrant un point de rotation pour le système. Le moteur brushless, qui doit être inséré dans le Motor Mount, est fixé avec des vis M2 x 6mm. Lorsque vous insérez le moteur dans le montage, veillez à ce que les fils soient orientés vers le bas pour éviter tout dommage à la structure (Figures 3-16 et 3-17). Le moteur doit être fermement attaché pour éviter tout mouvement non désiré.

L'assemblage de la base et du Roll Motor Mount garantit la stabilité du gimbal. L'alignement des vis M3 x 6mm est essentiel pour fixer correctement le Roll Motor Mount à la base. À ce stade, l'ensemble devrait être stable et prêt à être monté sur le Roll Body.

Enfin, l'étape la plus délicate, mais aussi la plus cruciale, reste l'équilibrage du gimbal. Ce processus doit être effectué avec précision pour garantir que le Roll Body reste en place une fois déplacé manuellement. Si le Roll Body continue de se déplacer après avoir enlevé votre doigt, cela signifie que l'équilibrage n'est pas correctement effectué. Ce problème doit être corrigé en ajustant la position du Roll Body sur les vis jusqu'à ce qu'il reste en place (Figure 3-23). Une fois que l'équilibrage est réussi, vous pouvez serrer les vis avec précaution pour éviter de déstabiliser le gimbal.

Lors de l'assemblage final, il est également important d'intégrer correctement la GoPro ou tout autre appareil que vous utiliserez. Ce poids supplémentaire permet de tester la stabilité du gimbal sous une charge réelle. Si le système reste stable après ces ajustements, cela signifie que le gimbal est bien équilibré et prêt à fonctionner correctement.

L'un des éléments à ne pas négliger est l'étalonnage électronique du gimbal. Une fois l'assemblage mécanique terminé, vous devrez connecter la carte de contrôle et les composants électroniques. La soudure des en-têtes sur la carte de contrôle est une étape importante, comme illustré sur la Figure 3-24. Ce processus garantit que le gimbal sera compatible avec les moteurs brushless utilisés dans ce projet. Une fois les en-têtes soudés, vous devrez connecter la carte de contrôle à l'IMU (unité de mesure inertielle) pour assurer une gestion correcte des mouvements du gimbal.

Il est également nécessaire de maintenir la carte de contrôle en place à l'aide de bande double face pour éviter qu'elle ne se déplace pendant l'utilisation, comme indiqué sur la Figure 3-26. Cette dernière étape prépare le gimbal à la configuration électronique et à l'ajustement final de ses performances.

L'assemblage et l'équilibrage d'un gimbal ne sont pas des tâches à prendre à la légère. Chaque étape doit être réalisée avec minutie pour assurer un fonctionnement optimal du système. Un mauvais équilibrage ou une mauvaise fixation peut entraîner des dysfonctionnements, et le système risque de ne pas offrir la stabilité et la performance attendues.

Comment assembler un mécanisme oculaire articulé pour la robotique et l'impression 3D ?

La construction d’un mécanisme oculaire articulé, tel que décrit dans ce texte, repose sur une approche minutieuse et méthodique qui combine l’usage de composants électroniques, mécaniques et d’impression 3D. L’alimentation électrique, souvent assurée par un adaptateur régulé de 9V DC, alimente les servomoteurs responsables des mouvements précis des yeux. Les fils de liaison, principalement des fils de musique et des connecteurs Micro E/Z, jouent un rôle crucial en transmettant les forces entre les moteurs et les composants mécaniques.

Le processus commence par la fabrication de pièces imprimées en 3D réparties en plusieurs fichiers, permettant d’imprimer chaque composant dans la couleur souhaitée. Cette modularité dans la production garantit la cohérence des pièces tout en facilitant leur assemblage. Les pièces telles que les pupilles, iris, globes oculaires, paupières, ainsi que les systèmes mécaniques et supports sont conçues pour s’intégrer parfaitement. Une attention particulière est portée au calibrage de l’imprimante afin de garantir la précision nécessaire, en particulier pour les pièces minuscules et mobiles. La conception des paupières inclut des supports intégrés, nécessitant un nettoyage soigneux post-impression pour éviter toute interférence avec les mouvements.

Les fils de liaison, façonnés à partir de fil de musique, sont courbés en formes spécifiques ("L" de 42mm et 58mm) et utilisés avec les micro connecteurs afin de relier mécaniquement les servomoteurs aux axes de rotation. Cette structure permet d’obtenir des mouvements dans les deux axes, vertical et horizontal, reproduisant fidèlement les mouvements naturels de l’œil. La découpe précise et le collage des petites boules sphériques sur les extrémités droites des fils assurent un pivotement fluide dans les paupières.

L’assemblage des parties mécaniques du gimbal oculaire exige une attention rigoureuse aux détails, notamment dans la différenciation entre les pièces pour œil droit et œil gauche, repérées par de petites indentations. La fixation des fils de liaison aux barres de commande se fait à l’aide de petites vis à tête cylindrique, soigneusement serrées pour éviter tout jeu excessif tout en permettant une rotation libre et sans résistance. Le réglage de ces fixations est essentiel pour garantir une mobilité fluide sans compromettre la stabilité.

L’intégration des anneaux extérieurs du gimbal complète la structure mécanique, assurant la solidité et la liberté de mouvement autour des axes définis. Ces points de pivot, tous fixés par de petites vis, doivent être ajustés avec précision pour éviter tout frottement ou jeu. La réussite de cette étape marque l’obtention d’un mécanisme biplan capable de mouvements complexes et naturels à l’intérieur de l’œil mécanique.

Enfin, l’assemblage des éléments visuels s’effectue par l’insertion et la fixation de la pupille au centre de l’iris, puis l’insertion de l’iris dans le globe oculaire. Une étape délicate consiste à aligner les trous dans l’iris et le globe oculaire, en observant à la lumière, afin de positionner correctement l’iris pour le montage final. Cette précision d’alignement assure que les mouvements de l’œil conservent un réalisme visuel maximal.

Au-delà de la simple construction mécanique, ce projet illustre l’importance de la synergie entre conception assistée par ordinateur, impression 3D, mécanique fine et électronique. La réussite dépend non seulement d’un assemblage méticuleux mais aussi de la compréhension profonde des interactions entre les composants, ainsi que du contrôle des mouvements obtenus via les servomoteurs.

Pour approfondir la maîtrise de ce type de mécanisme, il est important de comprendre les principes physiques sous-jacents, notamment la cinématique des articulations, la gestion des forces et des couples exercés par les moteurs, ainsi que l’importance des tolérances mécaniques dans l’assemblage des pièces imprimées. Le choix des matériaux, comme le PLA pour l’impression, influe également sur la durabilité et la précision du mécanisme. Enfin, la programmation et le contrôle des servomoteurs, qui ne sont pas détaillés ici, constituent une étape cruciale pour coordonner les mouvements et atteindre un réalisme encore plus poussé.