Cơ chế bánh răng biến hình lập phương/bát diện

Đây là một cơ chế bánh răng có khả năng thay đổi hình dạng. Mười hai cạnh của mô hình được liên kết bằng bánh răng sao cho chúng đồng thời xoay 90 độ, giúp chuyển đổi từ hình lập phương sang hình bát diện và ngược lại. Các cạnh này sẽ tự động kéo dài ra khi chuyển từ dạng lập phương sang dạng bát diện.

Để thực hiện dự án này, bạn cần chuẩn bị:

• 1 phần cube_oct_tsfm_core
• 6 phần cube_oct_orthogonal_axle
• 6 phần cube_oct_orthogonal_axle_inset
• 6 phần cube_oct_orthogonal_gear
• 12 phần cube_oct_diagonal_long_axle
• 12 phần cube_oct_edge_base
• 24 phần cube_oct_rack
• 6 ốc M3, dài 20mm (hoặc hơn)
• 12 ốc M3, dài 35mm (hoặc hơn)
• 18 đai ốc M3

Các chi tiết 3D nên được in với độ phân giải lớp in (layer height) là 0.2mm.

Có hai loại bánh răng côn lớn: sáu bánh răng "orthogonal" và 12 bánh răng trên các phần đế cạnh (edge base).

Một phần orthogonal_axle và một phần orthogonal_axle_inset sẽ được gắn vào nhau qua lỗ của bánh răng orthogonal để tạo thành trục. (Điểm khác biệt duy nhất là phần inset có thêm một hốc hình nón để dùng cho ốc vít đầu chìm. Nếu bạn không có ốc đầu chìm, bạn có thể dùng hai phần axle không có inset).

Bạn có thể cần làm sạch các chi tiết bánh răng in ra để chúng xoay trơn tru trên trục. Sau khi lắp các bánh răng orthogonal với trục, có thể bạn sẽ muốn gắn ngay chúng vào lõi, nhưng mình thấy dễ hơn nếu cứ "đi vòng quanh" lõi, thêm các bánh răng lân cận dần dần. Vì vậy, hãy chờ cho đến khi bạn đã lắp xong các bánh răng cạnh.

Lắp hai bản sao của phần rack vào mỗi phần edge_base. Đẩy các thanh rack vào hết mức có thể. Sau đó chèn phần diagonal_long_axle qua lỗ trên phần cạnh sao cho bánh răng trên trục khớp với hai thanh rack. Điều quan trọng là bánh răng này phải đúng hướng - có hai vết lõm nhỏ trên mặt bánh răng để chỉ hướng - chúng nên được đặt vuông góc với chiều dài của phần cạnh (xem ảnh thiết kế ở dạng lập phương). Khi mô hình ở dạng bát diện, hai vết lõm sẽ chỉ theo chiều của cạnh.

Giờ bạn đã sẵn sàng lắp ráp toàn bộ thiết kế. Có 18 khe trên lõi để nhét đai ốc M3. Hãy đảm bảo mỗi đai ốc được đặt chính giữa khe - nếu không, bạn cần làm sạch lại khe đó. Bây giờ, vặn các bu lông 35mm qua các phần cạnh và bu lông 20mm qua các phần cạnh orthogonal vào lõi để cố định. Có một khớp nối hình "zigzag" ở cuối phần diagonal_long_axle, khớp với phần zigzag tương ứng trên lõi. Điều này đảm bảo các bánh răng trên diagonal_long_axle được cố định cứng vào lõi và không thể xoay.

Việc lắp tất cả các bánh răng côn vào lõi có thể hơi tỉ mỉ. Bạn có thể cần nới lỏng các bu lông giữ một số bánh răng đã lắp trước đó để có không gian thêm bánh răng mới.

Cơ chế này có thể cần thêm một chút dầu mỡ bôi trơn để chạy mượt mà hơn. Ma sát thường lớn nhất ở các rãnh trượt của thanh rack trong phần edge_base, nhưng cũng nên bôi một ít mỡ vào những nơi bánh răng xoay trên trục.

Cảm ơn FabLab tại Đại học Sorbonne nơi mình đã tạo ra nguyên mẫu này.