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NodeMCU开发板伺服安装固定支撑座

项目分类:通讯工具类 发布时间:2022-07-14 ID:679458
  • NodeMCU开发板伺服安装固定支撑座

  做嵌入式开发做久了就会发现,很多开源硬件的外设安装一直是个容易被忽略的痛点,尤其是NodeMCU这类常用的WiFi开发板,搭配小型舵机做物联网云台、智能开关、小型传动装置的时候,经常会遇到板件和舵机之间没有可靠固定位的问题——要么用热熔胶临时粘接,后期调整拆卸麻烦,要么用扎带捆绑,长时间使用容易出现位移,影响舵机输出轴和传动结构的同轴度,甚至会因为固定松动导致舵机堵转烧板。这个支撑结构就是针对这类实际开发场景设计的,专门解决NodeMCU开发板与微型伺服舵机之间的刚性连接问题,不需要额外做转接件,也不用在开发板上额外打孔破坏原有PCB结构。

  从结构设计来看,整个支撑件采用一体化成型思路,底部是适配NodeMCU板型轮廓的弧形承托面,边缘做了1.2mm的翻边限位,刚好能卡住开发板的PCB侧边,安装时不需要额外紧固件,靠结构限位就能把开发板牢牢嵌在承托位上,避免使用过程中板件横向滑移。承托面的厚度设置为2mm,兼顾结构强度和轻量化需求,采用PLA或者ABS材质3D打印时不会出现翘曲变形,承托面的平面度控制在0.1mm以内,保证开发板安装后不会出现倾斜,避免板载USB接口、排针出现受力歪斜的情况。

  上部的舵机安装位采用双凸台卡位设计,两个凸台的间距刚好匹配常用9g微型舵机的两侧安装耳间距,凸台上预留了和舵机安装孔同轴的定位孔,不需要额外测量对位,把舵机顺着凸台卡槽滑入就能对准安装孔,用M2自攻螺丝就能完成舵机的固定。凸台和底部承托面之间做了三角加强筋连接,筋位厚度1.5mm,从舵机安装位根部一直延伸到底部承托面的中后段,能有效抵消舵机转动时产生的扭转力矩,避免舵机带负载转动时支撑座出现形变,保证舵机输出轴的转动精度。

  安装边界方面,整个支撑件的最大外轮廓尺寸控制在长65mm、宽35mm、总高22mm的范围内,不会超出NodeMCU开发板的外接排针外沿,安装后不会干涉开发板上的Micro USB接口、复位按键以及两侧排针的接线操作,舵机安装位的中心高度距离承托面15mm,刚好让舵机输出轴的中心和NodeMCU板载天线的位置错开,避免舵机转动时的金属齿轮干扰WiFi信号。承托面的底部做了0.5mm的网格状减重槽,既减少了打印材料的消耗,也能让支撑件放在桌面或者设备壳体内时增加摩擦力,不会轻易滑动。

  实际应用场景里,这个支撑件可以用在各类基于NodeMCU的小型物联网控制装置上,比如做小型智能摄像头云台时,舵机直接固定在支撑座上,摄像头模块装在舵机摇臂上,开发板嵌在承托位,整个结构不需要额外的机架就能独立工作;做桌面小型机械臂的底座时,这个支撑件可以直接作为第一关节的固定座,把舵机和控制板集成在一起,减少整体结构的零件数量;还有做智能门锁的传动结构、自动窗帘的小型驱动模块时,这个支撑件都能快速完成控制板和舵机的集成,不用再单独设计转接结构,能大幅缩短原型开发的周期。

  设计的时候特意规避了常见的3D打印件容易出现的问题,所有棱角位置都做了R0.8的圆角处理,既避免打印时出现应力集中导致的开裂,也不会在安装时划手或者刮伤PCB板的阻焊层。舵机安装位的卡槽尺寸留了0.2mm的安装公差,哪怕是不同厂商生产的9g舵机存在细微的尺寸误差,也能顺利装入,不会出现卡滞或者装不进去的情况。承托面的翻边高度设置为1.8mm,刚好卡在PCB板的厚度方向,不会挡住板载的LED指示灯,调试时可以直接观察板载灯的状态,不用把开发板从支撑座上拆下来。

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