机器人头部结构与装配迭代
怎样在有限的头部空间里组织传感器、显示屏、计算板与线束,并兼顾制作和装配?
- 我的职责
- 负责主要零件建模、装配设计、打印件调整和主要接线工作;调试参考 AI。
- 当前成果
- 完成多轮结构建模、3D 打印、实物装配与接线,围绕器件使用和装配反馈继续迭代。
张瀚亓 · 机械设计 · 机器人结构 · 系统整合
我关注机械结构、复杂装配和模块之间的连接,喜欢通过建模、3D 打印与原型制作,把想法逐步变成可以观察、操作和改进的作品。
共识号是我的个人工程档案。十二个舱室分别连接项目、工作方法、制作记录与个人兴趣。你可以跟随电梯参观,也可以直接打开项目,查看问题背景、我的职责、设计过程和现有结果。
直接查看项目 ↓怎样在有限的头部空间里组织传感器、显示屏、计算板与线束,并兼顾制作和装配?
怎样让送料、视觉识别、翻斗分拣和分类收集在一台原型中连续工作?
怎样把浇水、补光与交互设备组织成可以扩展的植物养护原型?
如何把一艘复杂的概念飞船,组织成可以理解、编辑、交接和浏览的作品?
如何让飞船交互、机构动作和项目内容共同工作,同时让访客快速找到证据?
把机械系统的组织方式变成认识一个人的方式。舱室、接口与交通线路,串起作品、制作过程和个人兴趣。
用模块、接口、装配、运输和维护组织网站。从自己的专业中寻找表达语言,让形式帮助解释内容。
舱室对应主题,电梯连接浏览过程,目录支持直达。给复杂内容建立稳定、容易记住的位置关系。
模块交换解释模块化设计,档案取出解释版本追溯。让动画解释一个过程,并为内容提供入口。
分别说明本人、团队和 AI 承担的工作,用具体职责和产出建立可信度。
保留方案比较、问题发现、修改和检查记录,让别人看懂一个决定是怎样形成的。
共识号的设计、建模、交接和网页整合形成完整记录,将跨领域制作过程整理成可复用的方法。
我是张瀚亓,喜欢机械结构,也喜欢把想法亲手做出来。这个网站收录了我的设计项目、制作经历,以及工程之外的兴趣。你可以把共识号当作一份可以走进去的作品集。
我把不同的内容放进十二个舱室:有真实产品的结构设计,有从模型到实物的修改过程,也有 AI 协作、旅行和个人创作。沿着船走下去,就能逐渐看到这些事情怎样联系在一起。
如果你想先看作品,可以从 C04 的项目目录开始,找到机器人头部、垃圾分类机器人和植物养护系统。C05 至 C09 则把视线放近,讲设计、制作、测量和协作中的具体经历。
如果想了解作品背后的我,C02 介绍我的实践方向,C10 留下旅行中的片刻,C11 讲这艘船的由来。你不必按顺序读,选一个感兴趣的入口就好。
在这里了解:先认识我,再选择想深入了解的作品。
进入地图空间(按原有权限访问) ↗查看全部项目与方法 ↗我最感兴趣的,是一个想法怎样变成可以拿在手里、装配起来和实际使用的东西。结构设计给它形状,制作和装配则不断给我新的反馈。
SolidWorks 零件建模、复杂装配、3D 打印和动手制作,是我目前最熟悉的工作。我习惯先把整机关系想清楚,再逐步处理支架、接口、固定方式和拆装顺序。
机器人头部、垃圾分类机器人和植物养护系统,让我接触到不同尺度的产品原型:从紧凑的器件布局,到整机框架、外壳与管路。每个项目都要求把模型放回真实使用场景中考虑。
我也在通过项目学习编程、电控、嵌入式通信和仿真。遇到不熟悉的问题时,我会结合资料、AI 和同事的建议尝试解决,再回到实物上检查结果。
在这里了解:从结构出发,把设计带到实物中。
怎样在有限的头部空间里组织传感器、显示屏、计算板与线束,并兼顾制作和装配?
怎样让送料、视觉识别、翻斗分拣和分类收集在一台原型中连续工作?
怎样把浇水、补光与交互设备组织成可以扩展的植物养护原型?
制作共识号时,我让 AI 帮助完成脚本建模和网页实现,自己负责设计方向、审阅结果和提出修改。最需要我判断的,是一个构件为什么存在,以及它怎样与其他构件共同工作。
C04 装填机构曾出现一个明显问题:运送炮弹的架子与装填托盘相互阻挡。单独看,两部分都有机械细节;放在同一个动作中,它们却走不到一起。
我把反馈拆成具体关系:运送架改到上方,先交接到托盘,再说明炮弹进入炮塔的方向。这样,修改有了明确的位置和动作顺序。
这也是我使用 AI 的方式:先观察结果,再指出问题发生在哪里,把想要的变化讲清楚,继续查看下一版。
在这里了解:让生成工具服务于明确的设计判断。
如何把一艘复杂的概念飞船,组织成可以理解、编辑、交接和浏览的作品?
这里是我的作品入口。前三个项目围绕真实器件与实物原型展开:机器人头部、垃圾分类机器人和植物养护系统。
后面的共识号与交互网站,来自我对飞船、复杂机械和空间表达的兴趣。选择一件作品,就可以继续看它要解决的问题和制作过程。
在这里了解:选择一件作品,沿着问题看它怎样成形。
怎样在有限的头部空间里组织传感器、显示屏、计算板与线束,并兼顾制作和装配?
怎样让送料、视觉识别、翻斗分拣和分类收集在一台原型中连续工作?
怎样把浇水、补光与交互设备组织成可以扩展的植物养护原型?
如何把一艘复杂的概念飞船,组织成可以理解、编辑、交接和浏览的作品?
如何让飞船交互、机构动作和项目内容共同工作,同时让访客快速找到证据?
机器人头部需要在有限空间内放下相机、显示屏、麦克风、计算板、电源板和线束。我从器件尺寸与安装关系出发,把支架、内部框架和头壳组织成能够分别修改的部分。
设计时,我不仅看器件能否放入,还会考虑紧固件从哪里安装、工具怎样伸入、哪一部分需要先拆。主板、两侧电源板和扩展板的位置,也影响着线束路径与内部可用空间。
根据音频同事的测试反馈,我将麦克风阵列从头顶移到主体下方,加入减震,并让四周留空。器件的位置因此不只服从外形,也回应它的工作要求。
供电方案调整后,颈部进入头部的线路由约五到六根整理为一根网线和两根电源线;更小的扩展板也腾出了内部空间。我结合这些变化继续调整支架与装配关系。
在这里了解:让器件布局、固定方式与拆装顺序共同决定结构。
怎样在有限的头部空间里组织传感器、显示屏、计算板与线束,并兼顾制作和装配?
垃圾分类机器人需要先看清物体,才能继续分拣。团队尝试 YOLOv10 和 YOLOv11 时发现,光线变化对识别表现有明显影响,外部阳光会改变相机看到的环境。
我为识别区域加上黑色亚克力罩,遮挡外部光线,让内部灯具负责照明。这样,光照也成为可以通过结构设计安排的条件。
料斗原本计划用白色,但不少垃圾的颜色与白色接近,目标容易和背景混在一起。我将料斗涂成紫色,让相机看到差异更明显的背景。
这两项修改都来自实际调试。外壳和表面颜色不只决定产品看起来怎样,也会影响相邻系统怎样工作。
在这里了解:把识别中遇到的问题,转化为外壳与表面处理的调整。
怎样让送料、视觉识别、翻斗分拣和分类收集在一台原型中连续工作?
完成结构装配后,还要让器件连接起来并共同运行。机器人头部的接线主要由我完成,调试时会参考 AI 提供的思路,再结合现场现象逐项检查。
一次供电检查中,我把电流表串入回路,用万用表测量电压。当时头部电机正在运动,各路传感器也同时工作。
这次测量让我把模型里的器件清单,联系到它们实际运行时的供电需求。两路电流的观察值记在下面,对应的是当时电机与传感器共同运行的状态。
从接线到观察读数,是我接触整机调试的一部分。我更习惯带着具体问题去查资料:当前哪条线路在工作,哪个连接需要检查,以及下一步应该观察什么。
在这里了解:亲手接线,再通过运行与测量认识整机。
怎样在有限的头部空间里组织传感器、显示屏、计算板与线束,并兼顾制作和装配?
植物养护系统里,我想让浇水方向能够调整,而不是只让水流落在一个固定的位置。我用两个可转动环件调整方向,再通过建模与 3D 打印制作活动件、底座和连接件。
这套可转向结构能够覆盖约 60° 的区域。零件既要固定水管,也要为机构转动保留空间,再通过打印和装配把模型变成可以操作的实物。
水与电子设备的关系也需要放进结构里考虑。鱼缸和花盆可以连接,我把花盆的电子系统隔离在底部独立仓室,让上部种植、水路与下部电子设备分开布置。
从水管固定到电子仓,都是围绕真实使用方式设计的细节。制作原型时,我会把这些要求逐一落实到零件、安装位置与装配顺序。
在这里了解:把使用方式,落实到可以打印和装配的零件。
怎样把浇水、补光与交互设备组织成可以扩展的植物养护原型?
一个花盆做好之后,我还希望它能够与更多模块连接。植物养护系统因此不只需要内部装配,也需要清楚的外接接口。
我设计了 XT30 外接接口,让多个花盆模块可以并联连接。连接位置在设计时留出,后续扩展就不必每次重新打开电子仓处理内部接线。
接口把独立模块组织到一起。花盆本体、底部电子仓和外接连接各有自己的位置,新增模块时也能沿用相同的连接方式。
这类设计让我更关注产品如何组成系统:单个模块要能使用,模块之间也要容易理解、连接与维护。
在这里了解:为扩展留出接口,让独立模块组成系统。
怎样把浇水、补光与交互设备组织成可以扩展的植物养护原型?
和同学在西藏自驾了大约二十天。看过让人震撼的风景,也记住了一些偶然遇见的小事。
越野半天后,我们来到几乎无人的宗措湖。旁边就是山口。沿湖溜达时,我发现了一处心形水坑。其余的片刻,留在照片里。
在这里了解:通过一组有真实背景的旅行照片,认识我的经历和观察。
查看全部项目与方法 ↗我一直喜欢宇宙飞船和星际航行,也玩了很多年的 EVE。共识号最初的想法很简单:我想造一艘属于自己的飞船。
这种兴趣从小学就开始了。那时我做过火箭模型,获得过全国一等奖。后来,多年的 EVE 经历让宇宙飞船与星际航行一直留在我的兴趣里。
最初,我只是想按照自己的偏好设计一艘飞船。做着做着,我想到:它属于我,外形、结构和取舍都带着我的风格,那么它也可以代表我的一部分。作品集的想法由此产生。
于是,我把项目、经历和兴趣放进不同舱室。共识号逐渐成为一艘可以走进去的个人作品:通过它,别人既能看到我做过什么,也能看到我喜欢什么、怎样作出设计选择。
总体方向、内容映射和设计取舍由我主导,脚本建模、网页实现与部分检查有 AI 辅助。这艘船也在随着我的想法持续生长。
在这里了解:理解共识号怎样从个人兴趣出发,成为表达我的一部分的作品。
如何把一艘复杂的概念飞船,组织成可以理解、编辑、交接和浏览的作品?
如何让飞船交互、机构动作和项目内容共同工作,同时让访客快速找到证据?
接下来,我希望把自己的设计想法讲得更清楚,也希望完成一件属于自己的模型或机械,在毕业设计中呈现。
机械结构、主要零件建模、3D 打印和装配,是我继续发展产品设计与原型制作的基础。我希望继续把这些经验用到更完整的产品中。
我目前尤其想提升沟通能力:让别人听明白我想解决什么问题、为什么这样设计,以及希望得到怎样的反馈。这会成为后续项目中持续练习的一部分。
我还想以自己的想法为起点,完成一件个人原创模型或机械作品,并在毕业设计中展示从构想到制作、测试和修改的过程。技术学习也将围绕作品的实际需要展开。
在这里了解:看见我希望通过更清楚的表达和一件原创作品,继续发展产品设计与原型制作能力。
怎样在有限的头部空间里组织传感器、显示屏、计算板与线束,并兼顾制作和装配?