Projektpräsentation - Miniatur-Katapult

Im Rahmen dieses Robotikprojekts haben wir ein funktionierendes Miniatur-Katapult entworfen und gebaut, während wir uns an eine bestimmte Reihe von Anforderungen hielten, die von Anfang an definiert waren. Das Ziel war, einen vollständigen Designprozess umzusetzen: Mechanismusplanung, CAD-Modellierung, digitale Fertigung und Endmontage.

Spezifikationen und Einschränkungen

Die Basis der Katapult besteht aus einem 5 mm dicken Holzbrett, das auf die Maße 170 × 170 mm lasergeschnitten wurde. Ein fester Rand von 1 cm um die Kanten musste beibehalten werden, um die Kompatibilität mit dem Montagesystem auf der Spieleplattform zu gewährleisten.

Zusätzlich musste die Katapult beim Beladen vollständig in einen 200 × 200 × 200 mm großen Würfel passen. Diese Einschränkungen beeinflussten das Design stark, insbesondere die Höhe der Struktur und die Länge des Katapultarms.

Design und Modellierung

Das Design wurde in CAD durchgeführt, auf der Suche nach einer Lösung, die einfach, robust und kompatibel mit den verfügbaren Fertigungsmethoden ist. Die Hauptstruktur wurde so konzipiert, dass sie direkt auf der Holzbasis montiert werden kann und den Rotationsmechanismus des Arms unterstützt.

Der Rotationsmechanismus beruht auf einem Drehpunkt, der mit 3-mm-Schrauben hergestellt wird, kombiniert mit Bolzen, die unter der Holzbasis platziert sind. Diese Wahl gewährleistet eine starre, präzise Rotationsachse, die bei Bedarf leicht für Anpassungen demontiert werden kann.

Herstellung

Die verschiedenen Komponenten wurden mit 3D-Druck hergestellt, was es uns ermöglichte, mehrere Versionen schnell zu testen und bestimmte Abmessungen nach Bedarf anzupassen. Die Basis hingegen wurde mit einem Laser geschnitten, um eine hohe Präzision und eine perfekte Kompatibilität mit den 3D-gedruckten Teilen zu gewährleisten.

Montage und technische Lösungen

Während der Montage wird die Struktur mit einer 4-mm-Schraube am Drehpunkt befestigt, was eine solide Unterstützung bietet und gleichzeitig die Rotationsfreiheit des Arms aufrechterhält.

Der Katapultarm wird von zwei Schrauben - einer auf jeder Seite - in Position gehalten, kombiniert mit zwei Sicherungsmuttern, um ein Lockerwerden aufgrund von Vibrationen und Erschütterungen während des Abschusses zu verhindern.

Diese Befestigungsoptionen führen zu einer soliden, zuverlässigen und leicht demontierbaren Montage, die besonders nützlich für ein Projekt ist, das innerhalb eines begrenzten Zeitrahmens durchgeführt wird.

Auslösemechanismus

Das Katapult ist mit einem Auslöser ausgestattet, der es ermöglicht, die gespeicherte Energie im Gummiband kontrolliert freizusetzen. Der Auslöser besteht aus einem kleinen 3D-gedruckten Teil, der so konzipiert ist, dass er manuell mit einer Schnur betrieben werden kann.

Das Prinzip ist einfach: Wenn die Katapult geladen ist, wird das Gummiband durch den Abzug in Spannung gehalten. Das Ziehen der Schnur bewegt den Abzug, löst sofort das Gummiband und bewirkt, dass sich der Katapultarm dreht und das Projektil abschießt.

Dieses System bietet mehrere Vorteile:

• Es respektiert die Anforderung einer manuellen Kabelaktivierung.

• Es ermöglicht reproduzierbares Feuern.

• Es verhindert jeglichen direkten Kontakt mit dem Mechanismus während des Schusses.

Operation und endgültiges Ergebnis

Nach der Montage ist die Katapult stabil und voll funktionsfähig. Der Arm dreht sich korrekt um seine Achse ohne übermäßiges Spiel, und die gesamte Anordnung bleibt sicher an der Holzbasis befestigt. Das Design erfüllt alle dimensionalen Anforderungen und entspricht den Anforderungen der ursprünglichen Spezifikationen.