Hộp đựng pin tùy chỉnh với thiết kế gọn nhẹ

Tổng quan

Đây là một phiên bản remix và mở rộng của hộp pin của Duncan.

Tôi đã gặp rất nhiều rắc rối khi nói đến việc pin bị rò rỉ. Không thể tránh khỏi, một khi một pin bắt đầu rò rỉ, sự ăn mòn sẽ kích hoạt những pin khác rò rỉ. Do đó, yêu cầu chính của tôi đối với việc lưu trữ pin là không có pin nào được chạm vào pin khác. Thiết kế của anh ấy đạt được điều này trong khi vẫn khá gọn gàng.

Mục tiêu của phiên bản remix này là hợp nhất càng nhiều càng tốt vào một thiết kế tham số duy nhất trong khi thêm khả năng sử dụng các cắt hình trụ và các cắt pin đồng xu hình bán nguyệt tiêu chuẩn cũng như nắp được giữ bằng nam châm. Mở "Bảng cấu hình" và kích hoạt loại pin mong muốn. Các tham số không có trong bảng cấu hình có sẵn thông qua lệnh "Sửa đổi, Thay đổi tham số".

Một mục tiêu là thiết kế nên có thể tái tạo chính xác các hình dạng mà thiết kế của Duncan đã tạo ra. Một sự khớp hoàn hảo có lẽ không đơn giản do thực tế rằng độ lỏng được bao gồm trong thiết kế của Duncan thay đổi theo loại pin. Tuy nhiên, tất cả các khía cạnh thiết kế khác nên giống hệt nhau, khi sử dụng các tham số được cung cấp (trừ khi tôi nghĩ rằng tôi sử dụng độ dày vách ngăn lớn hơn là 1.2 thay vì 0.8). Các phần nhô ra và độ lệch mặt được sao chép trực tiếp từ thiết kế của anh ấy cho các tab, chóp và những thứ tương tự.

Chọn các tùy chọn cấu hình của loại cắt là hình chữ nhật, bộ đệm ngoài là không, và giữ chốt là tab sẽ tạo ra một hộp theo kiểu Duncan. Cập nhật: Cấu hình tay cầm nên là "không" trừ khi loại giữ chốt là nam châm. Đó là thể tích thân thêm mà chứa nam châm được sử dụng cho rãnh tay cầm. Nếu không, cắt có thể không để lại đủ vật liệu để ngăn chặn việc in ấn bị tách ra.

Các loại pin được bao gồm là:

• AAA
• AA
• C
• D
• N
• A23 (hoặc 23A)
• PP3 (pin hình chữ nhật 9 volt)
• CR123A
• L18650 (L cho Lithium-ion chỉ vì một số chương trình CAD gặp vấn đề với các cấu hình không bắt đầu bằng một chữ cái)
• CR2016
• CR2025
• CR2032

Thiết kế

Tôi đã theo các kỹ thuật mà Duncan sử dụng trong thiết kế ban đầu của anh ấy cùng với việc trích xuất bất kỳ giá trị không tham số nào vào cấu hình và tham số người dùng. Tôi đã hợp nhất tất cả các loại pin như là các cấu hình trong một tệp thiết kế Fusion360 duy nhất.

Một sự khác biệt khác là đối với các tế bào lưu trữ pin, tôi đã phác thảo và tạo một đường cắt duy nhất, sau đó tạo một mẫu tuyến tính 2D cho tính năng cắt thay vì sử dụng mẫu tuyến tính trong công cụ phác thảo.

Tôi cũng đã gặp phải sự cố với Fusion360 khi nó lộn ngược hướng của các kích thước khi các tham số điều khiển thay đổi. Điều này là do thực tế rằng Fusion360 không lưu trữ hướng của kích thước, chỉ lưu trữ giá trị. Do đó, nếu một đường phác thảo được đặt ở một khoảng cách cụ thể từ một đường khác, đường phác thảo đó có thể đột nhiên bị di chuyển sang phía bên kia của đường tham chiếu. Có nhiều báo cáo về việc này xảy ra với nhiều người dùng trong nhiều điều kiện khác nhau. Tôi gặp phải tình huống này thường xuyên nhất khi một tùy chọn cấu hình có thể được đặt thành giá trị bằng không cho một biến thể cụ thể. Sau đó, khi giá trị được thay đổi trở lại thành giá trị khác không bằng không, hướng không được bảo tồn.

Giải pháp là sử dụng độ lệch đường thay vì kích thước tuyến tính. Sử dụng lệnh "Modify, Offset" trên đường tham chiếu. Lệnh này thực sự lưu trữ hướng đã chọn vào dòng thời gian. (Trạng thái của nút "Flip" trong hộp thoại lệnh.) Một đường mới sẽ được tạo ra ở độ lệch và hướng đã chỉ định. Bạn có thể sau đó sử dụng các ràng buộc "coincident" và "colinear" để xác định vị trí của các mục phác thảo của bạn. Hãy nhớ đặt đường lệch mới thành hình học xây dựng để nó không ảnh hưởng đến các thao tác sau này như đùn, v.v.

Tùy Chọn Cấu Hình

Các chi tiết cho các tùy chọn khác nhau là:

• Loại cắt (tất cả các bản vẽ được xác định trên bề mặt của hộp)
  • Hình chữ nhật - Các hình chữ nhật có battery_width và battery_depth được đệm với số lượng slack_rect và được đùn ra như các vết cắt cho một khoảng cách bằng một nửa tổng của battery_height và slack_height
  • Hình trụ - Các hình tròn có đường kính battery_width + slack_dia cũng được đùn ra như các vết cắt cho một nửa tổng của battery_height và slack_height. Giá trị của battery_depth bị bỏ qua.
  • Đồng xu - Một hình chữ nhật có chiều rộng bằng một nửa battery_width và chiều sâu bằng battery_height cộng với slack_coin_height được quay hoàn toàn như một vết cắt sử dụng cạnh bên phải của hình chữ nhật làm trục.
• Bộ đệm bên ngoài
  • Không - Thiết kế khớp với thiết kế của Duncan.
  • Có - Độ dày tường bổ sung xung quanh thể tích khoang pin có nghĩa là các tế bào lưu trữ pin ở hàng trên và hàng dưới cùng với cột trái và phải sẽ không nằm ngay bên cạnh mép nhô lên/khớp. Điều này có thể giúp việc tiếp cận các tế bào đồng xu dễ dàng hơn.
• Khóa
  • Tab - Cơ chế khóa được sao chép trực tiếp từ thiết kế của Duncan. Một tab được tạo ra trong phần chồng chéo cùng với một pip và một khe liên quan trong nắp.
  • Nam châm - Các đặc điểm của tab bị ức chế, và tường bên ngoài được mở rộng để chứa các lỗ dán nam châm. Kích thước nam châm nên là những gì thước kẹp báo cáo. Có các tham số riêng biệt để chỉ định độ trễ cho cả đường kính và chiều cao nam châm. Cũng có một tham số buffer_thick_mag chỉ định khoảng cách nên được bao gồm xung quanh nam châm để nó không chạm vào cạnh của bộ phận. **Cập nhật 7-Tháng 10-2023: Bộ đệm này chỉ được thêm vào các bên của nam châm ở mép ngoài bây giờ. Viền trên phần chồng chéo cung cấp khoảng trống đủ.

Điều này nên tiết kiệm không gian, thời gian, vật liệu ít nhất ở một mức độ nào đó.**

• Cắt Grip (thêm vào 7-Tháng 10-2023)
  • Không - Sản xuất hộp mà không có khu vực tay cầm lõm
  • Có - Cắt một rãnh ở mỗi bên của hộp (nửa dưới) để hỗ trợ việc cầm nắm. Điều này tạo ra một hình dạng xúc xích/capsule (hình trụ được đậy kín ở mỗi đầu bằng một nửa hình cầu) cắt mà cắt vào bên hông của hộp. Hình dạng cắt được căn giữa trên trục z tại mặt phẳng giữa của hộp. Có ba tham số định nghĩa hình dạng cắt.
    • Tham số grip_cutter_axis_offset định nghĩa khoảng cách từ cạnh của hộp đến đường giữa của hình dạng cắt.
    • Tham số grip_cutter_axis_start_offset định nghĩa khoảng cách từ tường trước và tường sau mà các đầu cắt của hình dạng cắt nên kết thúc.
    • Tham số grip_cutter_radius định nghĩa bán kính tổng thể của hình trụ cắt và các nửa hình cầu. Giá trị này nên lớn hơn tham số đầu tiên (khoảng cách trục) hoặc hình dạng cắt sẽ hoàn toàn bỏ lỡ hộp.

Ý định thiết kế/Công việc tương lai

Có một số tùy chọn bổ sung ảnh hưởng đến phần này nhưng có lẽ không quá hữu ích vào thời điểm này. Các tham số cấu hình chỉ định chiều rộng, chiều sâu và chiều cao tối thiểu được bao gồm trong các phép tính tạo ra phần.

Ý định ban đầu của tôi là bao gồm khả năng định nghĩa nhiều phần. Mỗi phần sẽ là một lưới các ô cho một loại pin cụ thể. Đây sẽ là một phương pháp tổng quát để tạo ra các hộp kết hợp AA/AAA phổ biến cũng như một hộp có thể chứa nhiều loại pin đồng kiểu khác nhau.

Khi kết hợp nhiều lưới lưu trữ có kích thước khác nhau, cần có một cách để căn chỉnh chúng thành một thể tích hình chữ nhật duy nhất. Ý tưởng là việc thiết lập các kích thước tối thiểu sẽ là một cách dễ dàng để căn chỉnh mọi thứ. Thật không may, tôi đã phát hiện ra rằng cả Fusion360 và OnShape đều gặp vấn đề trong việc tạo ra các mảng cấu hình của các phần mà số lượng cũng như loại của các phần con có thể thay đổi.

Các tính năng chiều rộng và chiều sâu tối thiểu đang hoạt động, nhưng chỉ có hiệu lực khi các kích thước tối thiểu được chỉ định lớn hơn thiết kế gọn nhất có thể. Kích thước thiết kế gọn nhất (tức là tốt nhất) là kích thước của các cắt trong kích thước đó nhân với số lượng cắt kết hợp với số lượng tường trong kích thước đó nhân với độ dày tường tối thiểu mong muốn. Tham số chiều cao tối thiểu được sử dụng để tính toán khoảng cách giữa các tấm trên và dưới, nhưng các cắt dựa trên chiều cao và độ lỏng của pin. Nếu tham số chiều rộng hoặc chiều sâu tối thiểu chỉ định một kích thước lớn hơn, độ dày tường trong kích thước đó sẽ được mở rộng sao cho các cắt được phân phối đều trên kích thước đó.

Một tính năng khác mà tôi đã cân nhắc thêm là một rãnh dọc theo bên của hộp cao khoảng 5 mm và sâu 2 mm, điều này sẽ cung cấp một sự cầm nắm ổn định hơn cho những người có ngón tay yếu hơn. (Cập nhật 7-Tháng 10-2023: Điều này đã được thêm vào, nhưng như đã mô tả trong văn bản cập nhật ở trên.)