Joystick Mikromanipulator aus dem 3D Drucker

[Michael K.]

Hallo zusammen,


Werner:
Wenn ich das richtig verstanden habe, soll ein Röhrchen über den Joystickhebel, der eine Blattfeder
bewegt und diese wiederum die Halterung für die Gerätschaften an der Z-Achse. Das heisst in der Blattfeder muss ein Langloch drin sein damit die Joystickbewegungen mitgemacht werden können.
Das ist schon ein guter Ansatz.
Ich habe mir ehrlich gesagt noch keine Gedanken dazu gemacht.


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Was das Gehäuse angeht, werde ich fertige kaufen in etwa der selben Grösse, Gehäuse drucke ich
nicht gerne. Warum Gehäuse drucken, wenn es die fertig gibt...

Auf den Halteblock mit den 5 Löchern kommt die Halteeinrichtiung für die Werkzeuge wie Legeborsten, Nadeln oder Pipetten.  Diese werden auch in allen 3 Raumachsen einstellbar sein. Ledeglich die
Z-Achse soll im kleinem Maße beweglich sein.


LG
Michael

[Werner]

Hallo Michael!

Eine Blattfeder kann sich nur in Biegerichtung bewegen, wenn sie seitlich befestigt wird. Bei der kleinen Bewegung der Legeborste ist auch keine Parallelführung nötig.
Mein Gedanke ist, die gesamte Mimik für die seitliche Verstellung auf eine Blattfeder zum Absenken zu montieren (mit Anschlagschrauben für den Biegebereich).
Das "Röhrchen" mit aufgeklebter Kugel über den Verstellhebel überträgt die Kraft über die Mimik auf die Feder, der Verstellhebel kann trotzdem seitlich bewegt werden (Einhand-Bedienung)

(Eine ähnliche seitliche Verstellung mit größerem Bereich gibt es seit Langem bei der Spaltlampe des Augenarztes, um zwischen den Augen zu wechseln)

Eine billige Quelle für Blattfedern ist ein Satz Japanspachteln. Die bestehen aus kalt blankgewalztem Stahl und sind leicht zu bearbeiten. Wenn sie sich beim Schneiden mit der Blechschere verformen, kann man auf Proxxon-Trennscheiben ausweichen (Dremel taugt nichts, zu schlechte Lager und Qualität). Das Bohren klappt zwischen einem Blechpaket aus Eisen- oder Alu-Blech mit scharfen Bohrern. Löcher in gehärtete Federn bekommt man durch Schleifen mit mit kleinen Kugel- oder Spitzschleifern.
Durch Stapeln gleicher Blattfedern kann man die Federstärke vergrößern. Gegen Rosten hilft leichtes Einfetten (Vaseline o.ä.)

Vorsicht mit Diamant-Werkzeugen! Die sind für Stahllegierungen ungeeignet, sie werden stumpf, weil sich der Kohlenstoff schnell mit dem Eisen legiert (!). Also keine hohen Drehzahlen bzw Schnittgeschwindigkeiten!
Eine gute Quelle für Diamantwerkzeuge sind gebrauchte Zahnarzt-Bohrer, auf Anfrage habe ich immer eine Hand voll bekommen. Die sind gut für solche Zwecke und zum Nacharbeiten. Der Zahnarzt braucht immer neue und scharfe Bohrer.

Gruß - Werner

[Michael K.]

Hallo,


Sehe ich das jetzt richtig? Das Kästchen mit der Mechanik kommt auf eine grössere Blattfeder. Der Federbereich wird durch Anschlagschrauben begrenzt.
Die Kugel verschliesst das Röhrchen welches über den Verstellhebel gestülpt ist. Beim herunter ziehen
wird das Kästchen mit vorne angebrachtem Werkzeug herunter gedrückt.
Dann muss die Blattfeder aber genauso ausgerichtet sein wie der Objekträger o.ä. Wenn die Blattfeder
schräg steht und man mit dem Verstellhebel z.B. eine Bewegung nach vorne macht, wird sich die Nadel oder Legeborste nach oben bewegen also weg vom Objektträger.
Ich muss das mal provisorisch testen. 


Mal eine Frage an die Interessenten.
Ich hatte ursprünglich vor zur Werkzeug Aufnahme, 2 kleine Verstellbköcke zu machen, damit man es
vor einstellen kann.
Jetzt habe ich aber den Gedanken einen Kugelkopf zu nutzen worauf nur ein Verstellblock, der die
Nadel etc. aufnimmt. So kann man die Höhe in der die Nadel etc. über dem Objektträger sein soll, voreinstellen. Erst bei betätigen der Z-Achse senkt die sich ganz ab. 

Gibt es Meinungen dazu?



Gruss
Michael

[Bob]

Hallo Michael,

das ist wirklich eine interessante Konstruktion.
Was ich noch anregen möchte ist, vielleicht ein Bisschen an die Ergonomie zu denken, gibt es Kanten, mit denen man in Kontakt kommt und die man auch abrunden könnte? Und dann zu gucken wie die Konstruktion auf Überlastung reagiert, vielleicht kannst Du sie so optimieren dass es nicht so schnell passiert, dass etwas abbricht, Anschläge und angepasste Querschnitte, z.B. beim Bedienhebel.

Viele Grüße,

Bob

[Michael K.]

Hallo,

Was die Ergonomie angeht, kann ich nur soviel dazu sagen das ich nun fertige Gehäuse nehme
(56x75x24) Die Mechanik mus nur ein kleinwenig abgeändert werden. Als Drehpunkt nutze ich nun Mikrokugelköpfe
mit einer 2,9mm Kugel somit ergibt sich eine noch kleinere Bewegung.
Was die Konstruktion angeht habe ich mich an ein 4mm Mass gehalten. Ich denke das ist von der Stabilität her
stabil genug. Augenblicklich bin ich dabei eine Anzeige zu fertigen die die Verkleinerung der Handbewegung
anzeigt. Ich glaube nicht das jemand umdrehungen des drehknopfes zählen möchte.  Ich hatte erst vor kleine
Zählwerke wie die früher in Kassettenrekordern verbaut wurden zu nutzen.  Es sind 15 Umdrehungen einer M3
Schraube die angezeigt werden müssen. So Klickerwerke kann ich nicht nutzen.
Andere Möglichkeit sind Messuhren aber die sind zu gross. Aber das Funktionsprinzip werde ich anwenden.
Oder falls jemand eine Quelle hat wo man kleine Messuhren mit ca 20mm Rundgehäuse herbekommt, würde es mich
freuen. So ein Puppitaster habe ich aber da ist der Messweg zu kurz. Der Verfahrweg wären 6,5mm die mit
so einer Uhr angezeigt werden müssten.


Update: Ich werde ein kleines 3 stelliges Zählwerk anbringen. Die Komponenten lassen sich auch 3D drucken.


Gruss
Michael

[Michael K.]

Hallo zusammen,


Das mit dem Zählwerk, ist verworfen. Ich habe da eine bessere Lösung gefunden. Eine Zeigereinrichtung
ist da die bessere Alternative.
Ich brauche da mal Eure Hilfe und zwar weis ich nicht wie ich das beschriften soll.
Der Manipulator hat je nach Einstellung einen Weg von 1,2mm bzw 2,5mm ab Hebelmitte. Das entspricht eine
Verkleinerung von 1:15 bzw 1:7,2.  Die Werte sind nur rechnerisch richtig wenn man die Hebelhöhe von aktuell 40 mm annimmt.  Wenn da nun ein längerer Hebel dran ist sind die Wege oben am Hebel natürlich länger, damit ändert sich auch der Zahlenwert der Verkleinerung. Der Verfahrweg bleibt gleich.

Was ist die vernünftige Angabe auf dem Zeigerhintergrund? "Vefahrweg"  1,2... 1.5... 1.8.. bis 2.5mm
oder ist es besser die Verkleinerung ab Griffhöhe anzugeben? "Untersetzung" 1:15... 1:10... bis 1:7,2 ?

Ich habe mal eine Skizze zur Veranschaulichung erstellt:




LG
Michael

[K. B.]

Hallo Michael,

ich würde sagen der Verfahrweg in mm wäre die intuitivere angabe.

Viele Grüße
Kay

[Michael K.]

Hallo,


Ja, mittlerweilen bin ich auch dazu übergegangen, manchmal denkt man sich ein Knoten ins Hirn...

Hier ist mal eine Ansicht, so wie ich mir das gedacht habe. Das ist nun auch das fertige Gehäuse, das
gefällt mir auch besser als das, welches ich schon hatte. Der Hebel bleibt natürlich nicht so, da kommt einer aus Alu rein, ca. 4-5 cm lang, ich denke das ist gross genug.
Bei der Anzeige habe ich mich an 90 Grad Messgeräten in der Elektrotechnik orientiert.  Der Zeiger
fährt einen 90 Grad Winkel ab vom kleinsten zum grössten Verfahrweg. Deswegen bot sich das an. Das Display wird natürlich richtig gedruckt (Folie oder etc.)


LG
Michael

[K. B.]

Hallo Michael,

wow, das Teil sieht ja schonmal richtig schick aus!
Richtig professionell entworfen, ich bin schon gespannt auf das Endergebnis.

Viele Grüße
Kay

[Michael K.]

Hallo zusammen,

Der Joystick Mikromanipulator ist nun fertig gestellt. Das heben und senken habe ich, vom Prinzip her, einer Blattfeder nach empfunden. Die Federkraft kann durch auswechseln der Feder angepasst werden. Der MMP besteht aus 2 Teilen, einmal der Manipulator selbst und der Unterbau der auf eine stabile Platte (Metall, Holz oder Stein) montiert werden kann. Der MMP wird darauf gesetzt. Das Gehäuse hat einen
Erweiterungsrahmen, diesen kann ich auch farblich anfertigen.
Die Aufnahme ist ein Kugelkopf der mittels einer Führung in der Höhe eingestellt werden kann.
Der maximale Verstellweg ist 2,5 bzw 4,4 mm bei maximaler Auslenkung des Joysticks.
Das Absenken geschieht über den Joystickknauf. Dieser wird heruntergezogen und diese Kraft wird über das Gehäuse auf den in der Z-Achse beweglichen Unterbau übertragen. Somit auch auf die Nadel oder anderes Werkzeug. Die Aufnahme ist schwimmend gelagert, ist ja in vorherigen Bildern ersichtlich.
Aus diesem Grund sollte man bei der Montage des Werkzeugs oder anderer Komponenen feinfühlig sein.

Hier zunächst eine Bilder Zusammenstellung:




Und hier ein Video in Funktion:

Wer noch Fragen hat oder noch Interesse daran hat, kann ich gerne melden.


LG
Michael

[Peter_le]

Tag Michael,

In mieser Videoqualität weil ich unterwegs bin sieht das schon sehr vielversprechend aus und gute Idee deine Hand einzublenden.

Grüße
Peter

[Thomas Böder]

Cool!

[wejo]

Hallo Michael,
das hast du toll gelöst und prima technisch umgesetzt! Hut ab!!
Gruß, Werner

[Spectrum]

Hallo Michael,
Tolle Idee, astreine Umsetzung, und dass du das alles hier mit uns teilst, ist wirklich spitze!
Dankeschön!
Holger

[Jürgen Boschert]

Hallo Michael,

den Vorschreibern kann ich mich nur unumwunden anschließen. Tolles Projekt professionell umgesetzt, alle Achtung!

Bleibt nur noch die Frage: Gehst Du in (begrenzte) Serie?