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Presepe meccanico – Puntata 9: il fornaio

Posted in Uncategorized by jumpjack on 18 gennaio 2020

L’ispirazione per questo automa è venuta da questa strana volpe fornaia intenta a preparare la piazza…

https://grabcad.com/library/baker-fox-wooden-toy-1

Anche se ovviamente non adatto così com’è a essere inserito in un presepe, l’automa offre un’idea interessante, e sembra anche facile da realizzare…. ma come al solito SEMBRA soltanto!

Vediamo che ha due soli gradi di libertà: busto/gambe e busto/spalla. E poi c’è “solo una camma”.

Purtroppo però la camma nasconde una “fregatura meccanica”, ma è difficile vederla anche in questo spaccato:

Una camma è un semplice eccentrico, cioè un cerchio o un ellissoide che ruota intorno a un punto che non è il suo centro.

Ma qui non abbiamo una camma semplice: la camma, il cerchio scuro attaccata alla manovella, in realtà ruota all’interno di una cornice ottagonale (più chiara) a cui è attaccato un fil di ferro che muove l’automa.

Purtroppo, un meccanismo del genere causerebbe un enorme attrito lungo tutto il bordo esterno della camma, per non parlare della difficoltà di mantenere il cerchio dentro la grossa asola ottagonale. Meglio quindi sostituire la coppia camma+esagono con una manovella standard, come già usata nell’automa dei polli. Però poi resta il problema del fil di ferro: sto cercando di fare automi riproducibili da chiunque, senza postproduzione eccessiva dopo la stampa, e tagliare e piegare il fil di ferro esattamente nella misura giusta non è lavoro per tutti. Potrei mettere una “chiave inglese” come fatto per i polli, ma sarebbe grossa e brutta, come anche il perno che uscirebbe dal posteriore del fornaio per agganciarsi alla biella a chiave inglese!

Così, ho deciso di rivoluzionare completamente il meccanismo. Ma ho dovuto prima progettarlo a tavolino, e trattandosi di un movimento su un piano, quindi in 2d, ho pensato di usare Algodoo, un programma che sembra uno strano giochino, ma che in realtà permette di realizzare simulazioni di fisica piuttosto complesse, anche se solo in 2d. Un tempo a pagamento mentre la sua contoparte Phun era gratis, è ora diventato anch’esso gratuito, mentre l’engine a pagamento, per usi professionali, si è “trasferito” su Algoryx Momentum, che realizza anche simulazioni 3d.

In Meshmixer, che ho usato per realizzare il “pupazzo animabile universale”, ho preso uno screenshot laterale della bozza di automa in costruzione, dopodichè l’ho importato in Algodoo (bisogna creare un rettangolo delle esatte dimensioni delle immagini, anche se sono espresse in metri invece che in pixel poi cliccare col destro, scegliere APPEARANCE e FIND TEXTURE per caricare l’immagine), e poi ho disegnato i vari pezzi di automa, sovrapponendoli all’immagine:

Ho poi aggiunto i vari  giunti,  mobili o fissi a seconda se devono fungere da perni o da chiodi, poi ho assegnato un “layer di collisione” diverso ai pezzi che NON devono interagire, e uguale a quelli che devono invece manifestare uan reazione vincolare, poi ho avviato l’animazione e…

Ho dovuto ovviamente giocare un po’ con lunghezza della biella, dimensioni degli ingranaggi, posizioni dei perni (motivo per cui ho usato questo simulatore invece di stampare decine di pezzi a caso), finchè ho ottenuto un risultato abbastanza accettabile.

Anche se l’automa è attivato a manovella, gli ingranaggi sono necessari per un’eventuale futura motorizzazione.

Notare come la biella non è incernierata in modo fisso sul perno di rotazione centrale, perchè il mattarello deve muoversi orizzontalmente mentre la biella, ruotando, descrive un arco: se fosse incernierata sul perno centrale, il mattarello si alzerebbe, mentre invece così il peso (seppur poco) del mattarello e dell’automa ad esso appoggiato lo tengono attaccato al tavolo, mentre è la biella ad “assorbire” il movimento longitudinale, scorrendo lungo il perno oltre a ruotare intorno ad esso.

A rendere possibile la roto-traslazione della biella è il perno della ruota, che trasforma il suo movimento circolare in “lineare rispetto alla biella” grazie al binario scavato nella biella stessa; per “seguire” il perno della ruota, la biella è costretta a ruotare intorno al proprio perno.

Il gruppo braccio-polso-mano deve essere un blocco unico, cioè non devono esserci le articolazioni, altrimenti l’automa collassa sul tavolo.

Per realizzare asola e binario nella biella ho usato il “cursore cancellante” di Algodoo, quell con questa strana icona:

Funziona analogamente al “cursore disegnante”, il pulsante alla sua sinistra, ed entrambi causano lo stesso problema di “bloccare” il pezzo, che non risulta non piuù animabile: bisogna sbloccarlo manualmente dal menu “geometry actions”, voce “loosen”.

La versione attuale dell’automa funziona, però l’escursione del mattarello è piuttosto limitata, appena un centimetro, meno di mezzo tavolo, quindi dovrò lavorare ancora un po’ su distanza e lunghezze per avere un movimento più ampio; fare una serie di buchi, anzichè uno solo, sia sulla ruota dentata che sulla parete laterale del tavolo, proprio in prevision di questo problema, non è stato sufficiente: il mezzo-braccio di biella attivato dalla ruota è più corto del mezzo-braccio attaccato al mattarello, quindi l’ampiezza del movimento del perno della ruota viene attenuato, mentre invece dovrei farlo uguale (lunghezze uguali) o amplificarlo (allungando il mezzo-braccio attaccato al mattarello, e/o accorciando l’altro).  Il problema è che, essendo il perno della ruota in movimento lineare dentro alla biella, non riesco a capire bene QUANTO risulta effettivamente lungo questo mezzo-braccio. Inoltre, il lato del tavolo non ha abbastanza spazio, ergo dovrò alzare anche la superficie del tavolo, senza però darla in faccia al povero fornaio… Ci vorranno ancora un po’ di simulazioni e di stampe…

Per adesso, questo è il risultato finale (oltre al video a inizio articolo):

 

 

 

Una Risposta

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  1. selidori said, on 18 gennaio 2020 at 17:22

    non riesco a non rimanere stupito delle tue creazioni…
    veramente complimenti


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