Pan-tilt кріплення камери для двох сервоприводів SG90

Невелика pan-tilt головка в стилі робототехнічного набору для ESP32-CAM. Основа тримає один SG90 гвинтами за вушка; качалка цього сервоприводу сидить у гнізді з ключем під помаранчевою вилкою й повертає її до 90 градусів у кожен бік. Вилка несе другий SG90, чия качалка повертає люльку камери. З іншого боку люлька сидить на надрукованій осі-штирі, тож вона тримається з обох боків і не зісковзне, щойно сервопривід прикручено. Плата вставляється вздовж пазів по краях, а зверху прикручується маленька кришка. Дріт сервоприводу нахилу защіпається в паз навколо вилки, переходить до основи вільною петлею й защіпається в паз уздовж задньої стінки, тож він іде за поворотом, не чіпляючись. Збірка перевіряє, що обидва сервоприводи мають достатньо моменту для люльки й плати (значно менше чверті моменту зупинки SG90), що ніщо ні в що не впирається на всьому ході повороту й нахилу, що дріт має достатній запас для повного повороту на 90 градусів у кожен бік, що кожна деталь заходить реальним шляхом і що кріплення стоїть стійко без гвинтів. Надруковані посадки, люфт сервоприводів і довговічність ще потребують тестового друку.

Поворотне кріплення камери на сервоприводах: модель для 3D-друку, 74 × 74 × 89 mm
Building the model
Loading the 3D view
No adjustable sizes

Ask for the sizes you want to tweak, e.g. “make the width adjustable”.

Характеристики за стандартного розміру

Виміряно на справжній збірці на Bambu Lab A1 з PLA. Кожне число оновлюється наживо, коли ви посуваєте повзунок вище.

Габарити
74 × 74 × 89 mm
Деталі
4
Філамент
59 g
Час друку
1 h 45 min
Столи
1
Підтримки
Не потрібні

Інженерні перевірки

Назви перевірок і параметрів надходять напряму з CAD-рушія й показані англійською.

  • Tilt servo has the torque8.44 N.mm worst case (24.8 g cradle + cap + 10 g board, CG 1.1 mm off the axis at up to 60 deg = 0.26, plus starting a full-speed move with all mass at the 28 mm sweep radius = 8.18) vs SG90 stall 177 N.mm: under a quarter
  • Pan servo has the torque15.43 N.mm to start a full-speed pan (66 g turning, I = 368 g.cm2) vs 177 N.mm stall
  • Yoke stays on the pan horn1.3 N pull on a horn screw (turning group CG 3.8 mm off the pan axis, bumped x2, levered over 8 mm) vs ~40 N for an M2 self-tapper 2.5 mm into PLA, derated; the horn is also keyed into its recess for torque
  • Pivot stub carries a knock0.10 MPa bending at the 6 mm stub root (half the cradle at a 5 g knock, sharp-root factor 2.3) vs 16.7 along the layers; bearing 0.03 MPa vs ~5 MPa for PLA sliding
  • Arms take a 5 N knock at the top2.3 MPa at the 4.3 x 28 mm arm root (39 mm tall, bending across the layers) vs 5.0
  • Tilt SG90 seats in the arm windowcase 0.2 mm clear in the window, tabs flat on the arm, two M2 tab screws; horn keyed 2.0 mm into the cradle recess; overlap 0.00 mm3
  • Pan SG90 hangs on its tabs in the basetabs on the pocket ledge with two M2 screws, horn keyed into the yoke floor; overlap 0.00 mm3
  • Cradle is trapped between stub and horncradle can float 0.6 mm toward the stub: the stub stays 3.1 mm in its bore and the horn stays 3.0 mm on the spline; no glue
  • Board slides in and is heldPCB edges 0.7 mm deep in 1.9 mm grooves with 45 deg lead-ins, 0.3 mm side play, lifts at most 0.3 mm under the cap; header pins reach through two back windows; overlap 0.00 mm3
  • Tilt sweep is clearcradle, cap and board sampled every 10 deg: clear to +/-180 deg (no contact at all; the SG90's own +/-90 deg is the limit); set range +/-60
  • Pan sweep is clearyoke, tilt servo and cradle sampled at +/-45 and +/-90 deg against the base: overlap 0.00 mm3; 0.8 mm seam under the yoke
  • Leads route clear, exit low at the backpan lead in the drop-in slot under the base; tilt lead snaps into a groove round the yoke rim, crosses in a service loop and snaps into a groove down the back of the base; both leave at the back within 6 mm of the desk; tightest bend 7.0 mm (>= 6 mm, 5x the 1.2 mm ribbon it bends across); overlap 0.00 mm3
  • Tilt lead has slack for the whole pan96 mm free loop vs 91 mm needed at 90 deg (worst of +/-90): wrapped round the base at 36 mm radius, plus the drop and 15 mm spare
  • Tilt lead is long enough240 mm from the servo to 25 mm past the back exit (12 mm behind the base) vs the 250 mm SG90 lead
  • Stands steady without screws or tapetips only past 53 deg (203 g, CG 27 mm up, 1.3 mm off centre, 74 mm foot)
  • pan SG90 + horn goes in23 poses along its path clear of every part.
  • tilt SG90 + horn goes in16 poses along its path clear of every part.
  • ESP32-CAM board goes in26 poses along its path clear of every part.
  • OV2640 camera + lens goes in26 poses along its path clear of every part.
  • driver: tilt tab screws goes in20 poses along its path clear of every part.
  • driver: cap screws goes in20 poses along its path clear of every part.

Налаштовувані розміри

ПараметрТиповоДіапазон
Camera board width27 mm24–32 mm
Camera board height40.5 mm36–48 mm
Tilt range (each way)60 deg20–90 deg
Pan range (each way)90 deg30–90 deg
Base mountingscrews—

Список деталей

ДетальК-стьРозмір (мм)ФіламентЧас
base174 × 74 × 3135 g52 min
yoke166 × 65 × 4615 g28 min
cradle135 × 32 × 449 g19 min
top-cap135 × 11 × 31 g6 min

Як зробити

  1. Задайте ширину й висоту плати камери, якщо у вас не стандартна ESP32-CAM 27 x 40,5 мм, а потім виберіть, наскільки вона має повертатися й нахилятися.
  2. Виберіть гвинти або двосторонній скотч для основи й надрукуйте чотири деталі з PLA без підтримок.
  3. Вставте сервопривід повороту в основу й прикрутіть його вушка, потім прикрутіть його качалку в гніздо вилки й натисніть вилку на сервопривід.
  4. Прикрутіть качалку нахилу до люльки, насуньте люльку на вісь-штир, вставте сервопривід нахилу ззовні, втисніть його дріт у пази обідка й основи, а потім вставте плату й прикрутіть кришку.

Поради щодо друку

  • Кожна деталь друкується так, як стоїть, на пласкій грані без підтримок: близько 60 г і менше 2 годин із 2 стінками й 15% заповнення.
  • Для вилки й люльки використайте 3 стінки, щоб маленьким саморізам M2 було в що вгризтися.
  • Якщо люлька туго ходить на осі-штирі, злегка пошліфуйте штир або капніть сухого PTFE-мастила.

Поширені запитання

Чи підійде маленька USB-вебкамера замість ESP32-CAM?

Так, якщо плата вебкамери входить у пази. Задайте повзунки ширини й висоти під свою плату й перевірте, що її товщина близька до 1,6 мм.

Чи може камера нахилятися більше ніж на 90 градусів?

Сама люлька обертається по колу без перешкод, тож обмеження — SG90, який повертається приблизно на 90 градусів у кожен бік. Повзунок нахилу доходить до цього значення.

Куди йдуть дроти сервоприводів?

Дріт повороту лежить у пазу під основою. Дріт нахилу втискається в паз навколо обідка вилки, звисає короткою петлею ззаду й втискається в паз уздовж задньої стінки основи, тож обидва виходять разом ззаду. Петля має достатній запас для повного повороту.

Потрібна форма, якої немає в каталозі? Опишіть її своїми словами за допомогою «текст у CAD»

Comments

Схожі генератори

Automatic chicken feeder, one prompt

Електроніка

Корпус для Raspberry Pi 5

Електроніка

Корпус для електроніки

Електроніка

Планетарний зубчастий підшипник

Механіка