如何製作包含非標準樂高零件的搭建手冊(以GeekServo的9G電機為例)

2021-03-01 鯨魚叔叔機器人

  常用的樂高搭建手冊通常用樂高的LDD(LEGO Digital Designer)配合Bricklink的Studio來進行製作,Studio製作出來的搭建手冊是這樣嬸的:

帶有零件表的分步驟積木搭建手冊

  但是很多時候,機器人創作使用的零件不一定是樂高的標準零件,例如被廣泛使用的GeekServo紅色電機:

  電機可以兼容樂高,可是手冊怎麼做呢?這個問題困惑了鯨魚叔叔很久,直到有一天,我看到了這個:

恩孚的wukong小車的搭建手冊頁

  趕緊請教恩孚的老師們,恩孚大神 真の被遺忘者(聽名字就很低調)給了我一串密鑰:Part Designer

  Part Designer是Bricklink提供的專門製作非樂高標準零件的工具,功能十分強大。不過,大神給的工具豈能拿來就用?首先,下載一個Part Designer的安裝包,直接在Bricklink網站下載就可以了,地址是

https://www.bricklink.com/v3/studio/partdesigner.page

  不過下載速度巨慢,慢到幾乎下載不下來的程度,所以最後還是大神傳給我一個可執行版本。

  接下來運行Part Designer,提示

  折騰了好久,終於在百度的「萬格積木吧」找到了解決方法的貼子(說明萬格還是有自己的原創的),貼子地址:

https://tieba.baidu.com/p/6802467261

  終於運行起來Part Designer,可以導入模型啦!

  什麼?需要obj格式的3D文件?這個難不倒我,直接上淘寶,找到GeekServo的店小二(嚴重懷疑是老闆),求到了電機的建模文件,老闆熱情地給了我這個:

  這個怎麼轉成obj文件呢?我的電腦裡只有AutoCAD和Sketchup(安裝Sketchup軟體是因為用它建模3D列印非常方便,至於AutoCAD...鯨魚叔叔是做GIS的啊),於是經歷了一些複雜的操作,先把stp文件轉成dwg文件,再用Sketchup導入dwg文件並導出obj文件,OK!終於成功啦!

  注意,在導出obj文件的時候,導出選項一定要勾選「全部平面分為三角形」

  有了obj文件,就可以用Part Designer導入啦!  

  上圖界面Dimension那行要設置零件的長寬高,單位是stud(樂高標準長度單位),只要把第一個長度Length改為5,後面的寬和高會自動調整。

  導入成功後,就可以在Part Designer的界面裡看到電機模型了:

  看到右上角的「Export to Studio」沒?直接導出到Studio!是不是馬上就成功啦?

  同學,鯨魚叔叔不得不告訴你,大神的工具哪能這麼容易就讓你完成!從這一步導出的模型在studio裡是不能捕捉的,意思是Studio不知道哪裡是孔,哪裡是軸,所以在Studio裡根本對不齊!因此,必須在Part Designer裡手工指定孔、軸等的位置,這才是Part Designer的真正作用!

  我們先把Part Designer切換到「Connectivity」連接模式:

Connectivity模式下的電機顯示效果

  Part Designer左側的工具條變成下面的樣子:

  其中StudBottom指的是樂高小顆粒裡的凸點和凹槽,我們在Part Designer裡加入一個樂高小顆粒積木就可以看得很清楚(上面紅色的是Stud,下面淺藍色的是Bottom):

    Acc.Hole是指連接件和孔。我們要製作的紅電機主要靠四個樂高孔來固定,一個十字軸輸出動力,所以我們只需要定義孔和十字軸就可以了。

  首先定義孔,我們選擇「Hole」,出現選擇孔類型的子工具條:

  這裡我們選擇第二個選項,代表圓孔,可以和摩擦銷對應;第一個是十字孔,也比較常用,不過我們這裡用不到。選擇圓孔後,滑鼠就變成了黃色的圓孔形狀:

  可以按鍵盤的「上下左右」鍵旋轉或翻轉黃色圓柱來調整孔的方向,這個操作和Studio一樣。

  接下來,把孔調整到電機模型中孔的位置。這步是最難的,因為要對的很準確不太容易,可以在「Select」工具下移動箭頭調整位置(按住Alt加滑鼠移動箭頭可以進行微調):

  調整好的孔效果是這樣的:

  注意,右上角的「Start capped」和「End capped」需要勾選成合適的選項,避免插銷從不可能的方向插進去。

  接下來我們定義十字軸的位置,有了孔的經驗,十字軸就比較簡單了。選擇「Acc.」選項,在子工具條中選擇十字軸:

  然後按照類似的操作把十字軸放在電機合適位置就可以了,最終完成的效果:

  這時候的模型才可以導出到Studio了!導出的時候給它個好記的名字:

  導出成功後,在Studio裡的零件類型下拉框裡選擇「Custom Parts」自定義零件,就可以找到剛才製作的電機零件啦!

  結語:經過這麼一番折騰,還是很有感觸的。美帝連一個製作玩具零件的軟體都做得功能很完善,而我們這麼多年連matlab這麼基礎的軟體都沒有鯨魚叔叔能做的只是把自己的一點經驗分享給同學們,希望我們的祖國越來越強大!

*參考文獻:本文大量參考了樂高科技吧裡的Part Designer教程,地址是

https://tieba.baidu.com/p/6440716668

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