用3D打印机和Arduino设计制作的洗鞋机
用3D打印机和Arduino设计制作的洗鞋机（转）由于本人学历浅薄，做这个项目之前，我是个对Arduino一窍不通也从来没有编过代码的小白（当然现在还是个小白），但是为了顺利地进行下去，不得不硬着头皮去学习，在这里不得不感叹Arduino的易用性，花了一个星期的时间，经过各种研究例程序、实验，最终照猫画虎般把问题解决了。这里也感谢坛友“i7456”给我提供“变量计数”的指点，谢谢！
在这个洗鞋机里，为数众多的功能件和结构件都是采用3D打印机打印而成。总共做了两个工程机，自动版本的机器上使用了75个3D打印零件，其中PLA材料580g，ABS材料141g，总打印时长97小时；基础版本有55个3D打印零件，使用PLA材料350g，ABS材料63g，总共打印时长54小时。
洗鞋机工作原理：在洗鞋机机箱上盖两侧有导轨，减速电机推动滑台在导轨上前后移动，滑台内部有主电机，主电机带动刷轮旋转；使用洗鞋机时把鞋固定在夹具上，减速电机和夹具连接，带动夹具和鞋摆动；控制电路内的程序通过传感器的反馈信息，同时控制刷轮的旋转方向、滑台移动方向、夹具的摆动方向从而完成洗鞋过程。这个洗鞋机体积小、效率高，省水省电（最大功率30W），最重要的是不损伤鞋子，刷轮采用细软且富有高弹性的PA612牙刷毛制成，同时也可以刷洗鞋垫。 洗鞋机的部分零件3D模型 http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/164201jxgxi3xmvb51x5tb.jpg
打印零件http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/164322h75de535z5v7jneo.jpg
http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/164510ukv1d16b7qnp7eyy.jpg 图片上的这个零件实际打印时长13.8小时，由于零件较高、支撑复杂，清除墙和支撑材料容易开裂变形，整个过程需要随时看护，并用热熔胶修补支撑和清除墙。
废弃的零件http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/164833ojzl26o2l6ztdfwz.jpg
要做一个东西，并不是直接设计好图纸，用3D打印机打印出来就算完事儿的，每个零件都需要经过很多次设计、打印、验证的过程， 一个零件的形状和尺寸可能需要变更很多次。比如图片上左下角的零件，需要打印两个小时，打印完成后还需要花半小时时间去拆除支撑和打磨零件，光是这一个零件就打印失败了38次。这个项目实际总共消耗4kgPLA和3kgABS，总共打印时长超过850小时，而用在模型设计、测试验的时间就更多了，整个项目历时两年。
在打印完零件后，通常还需要一些手工处理，比如去除支撑、打磨、钻孔、攻丝等，还有一个最重要的技巧是用有机溶剂抛光，目前来说只有ABS材料的零件才能使用这个方法。抛光后的零件外表非常光滑漂亮，几乎可以和批量生产的产品媲美。另外，如果需要打印同步带轮来用强烈建议做抛光处理，抛光后的同步带轮齿面光滑，可以避免磨损同步带。http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/165138ly6t3v7vk69x9yjk.jpg
http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/172206tjkq28zegrjqv52k.jpg
这是我自己做的一个简易的3D零件抛光装置，材料是可乐瓶、一个加热管、一枚硬币、一块板子。可乐瓶可以根据零件大小选用，瓶子越小抛光速度越快并节省溶剂，一个零件十几秒钟就可以抛光，速度非常快。有兴趣的朋友可以到我的视频里观看具体的操作。3D打印零件抛光视频地址：
http://v.youku.com/v_show/id_XMTI1MzU5ODgzNg==.html
http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/165555zj8jij447wtvit4q.jpg
这是用3D打印机制作的电火花穿孔装置，洗鞋机上的304不锈钢零件就是用这个东西钻的孔，有了这个东西，自己在家也能钻出尺寸精度高的孔来。
手工给刷轮植毛http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/170043rh74hjk28ethrh6h.jpg
刷轮上的刷毛是用鱼线扎的，扎一个需要5小时左右，为了试出最佳的排布方式和刷毛材质做的刷轮不下20个。
中间还有很多这样的细节，此处省略一万个字……
最终做好的工程样机：
自动版本的工程机（白色、黄色部分为3D打印零件，外壳是压克力板粘合而成）http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/170950eh52z96k65ok9tto.jpg
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http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/161219adt73rt1c8mgu8ee.jpg 由Arduino mini pro、L9110双H桥电机驱动模块、光耦隔离两路继电器模块、降压模块、蜂鸣器组成的洗鞋机控制电路。 和专业的Arduino玩家不一样的是，我不太喜欢用面包板，这样可以让结构更紧凑点。
http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/171745sccy99q6qnw93w3c.png
编写控制程序并刷入Arduino单片机之后，控制电路就能够“指挥”各个执行元件工作了。
基础版本的样机（白色、绿色、部分黑色零件用3D打印机制作，外壳是压克力板粘合而成）http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/172009ojkup8q4oek4kv4e.jpg
http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/172016c6z2ouo4rxm1vco9.jpg
http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/172018oni5jq3xw60iqwpg.jpg
洗鞋机演示视频http://v.youku.com/v_show/id_XMTI1NTE1MTA0OA==.html
看不了视频或者没有耐心看完视频的同学可以看下面的动态的图片（演示视频更精彩）
首先把鞋放到夹具上，夹具能够固定住鞋，并且带动鞋旋转。http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/22/213303zye6eicci6488et4.gif
正在洗鞋……http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/22/213352l8blmgs88z9ili0l.gif
还可以洗鞋垫，夹具固定住鞋垫可以防止鞋垫变形。http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/22/213354wbg29jdgz7dl6zx3.gif
正在洗运动鞋外表面……http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/22/213357w47ccgjlruz3lcle.gif
清洗鞋的内部和鞋舌http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/22/213359m4uqqmqmhzp4zpu1.gif
清洗鞋垫（为了展示清楚没加入足够的水）http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/22/213401qt8nf8fy8yy83jy1.gif
洗完的鞋可以直接用水冲掉泡沫和洗涤剂然后晾晒干就可以了，当然也可以选用同样是用3D打印机打印出来的脱水器，放进洗衣机里漂洗脱水，这样会鞋干的更快。这个装置除了4个不锈钢铆钉以外，15个零件全部使用3D打印零件，共使用了334gABS材料，打印时长为42小时。http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/172850w6xj7a4attgsff45.jpghttp://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/172910m3gf6iyvyy3dom8g.jpg
http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/172912jkoex22n3kunlug8.jpg
漂洗脱水具体操作视频：http://v.youku.com/v_show/id_XMTI2NTMwODMzMg==.html
我使用的3D打印机是国内某厂商复制Makerbot 的产品 。为了打印一些较大的零件，我重新改造了这台3D打印机的加热平台并修改了Makerware软件，把打印面积从225x145x150mm提升到295x155x155mm。新的加热平台材质更好，加热后不会变形，最重要的是没有那些讨厌的螺丝孔，在加热平台背面我还增加了一层陶瓷纤维保温层，减少热量散失。http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/174040byuuy30d9hcc0hf3.jpg
http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/174040cvbwgibyvyksw3wy.jpg
http://www.arduino.cn/data/attachment/forum/201506/18/174041o50cgqipii0lls5u.jpg
作为“创客”，我在最开始设计这个洗鞋机的时候并没有接触过3D打印机。开始的时候曾经一度陷入困境，云南没有能制作样品的工厂，如果依靠外地的工厂制作样品，订单需要排队，物流运输，并且零件需要很多次的验证和变更，不光是费用会高得吓人，时间上的花费也将变得无法控制。后来3D打印的概念在新闻上成为热门，我就买了一台3D打印机，机器用起来很简单，很快就能熟练操作了。 有了3D打印机，在设计上就可以有更多尝试，最坏的结果也只是浪费一些材料而已， 这也大大减轻了我的心理负担， 比起在工厂定制零件所花费的金钱和时间，3D打印的成本简直可以忽略。为了完成这个设计，我用3D打印机打印了大量的零件，这其中有75%的零件最后都变成了废品，但是正是因为这些废品让我找到了最佳的设计方案。 对于一个创客来说，3D打印机是非常棒的工具，有了它就像魔法师得到了魔杖，如果再加上1%的灵感和99%的勤奋，相信一定会创造出奇迹的。
很不错的创意 hnyzcj 发表于 2015-7-19 21:26
很不错的创意
你也做一个 这个不错 大神级哦。。。。。。前来膜拜。。。。 大神你能发布下你的3d抛光机教程吗?
还有你的穿孔机的教程。。。。
让我们也学习学习。。。。 本帖最后由 Rockets 于 2015-7-20 18:03 编辑
可惜是转的，很不错的作品，可以请楼主找到原作者，我推荐参加我们的3D打印比赛。https://mc.dfrobot.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=12096&extra=page%3D1
大连林海 发表于 2015-7-20 08:09
你也做一个 这个不错
有着想法，看时间是否够。 Rockets 发表于 2015-7-20 17:50
可惜是转的，很不错的作品，可以请楼主找到原作者，我推荐参加我们的3D打印比赛。http://www.dfrobot.com.c ...
夏经理现身了，哈哈 原来大连林海老师是如此的。。。。啊！创客嘉年华不知道有没有机会带你的宝贝们来啊~~~~我们的3D打印的一群小伙伴们也会一起来聚会的~~~~估计今年的创客嘉年华会很好玩的~~~额呵呵~~~好期待啊~~~ 洗鞋机感觉挺好的，不知道鞋里面怎样洗 free 发表于 2015-7-23 16:20
洗鞋机感觉挺好的，不知道鞋里面怎样洗
视频里有展示 这个真的超实用，改天自己做一个。
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