体三维显示器-机械部分

体三维显示器的机械工程：
https://github.com/dtysky/3D_Displayer_Machine

体三维显示器为真三维显示的一种，即可以在真是的空间内显示一个三维的图像，图像占据一个真实的三维空间，不需要借助任何辅助视觉器件，我采用的方案是二维LED点阵的旋转，LED点阵为自行设计，这里记录了如何设计一个机械结构让LED阵列旋转起来。

1.设计

机械部分分为底座、联轴器、电刷以及PCB支架四个部分，同时还涉及电机的选型。
1.电机:
电机主要要考虑的是负载问题，本装置轴向负载大约为2KG，大约10cm的旋转半径，考虑到成本和够用就行的理念，最终选择了一个120W的直流电机作为驱动源。

2.底座：
底座，也就是放置电机的机械结构，考虑到一般的钢板物理属性（5mm厚度)，如果将电机的底部触地，直接放在底座之上，肯定会导致不稳妥的情况出现，所以这里选择了使用拱形吊桥结构，也就是将电机吊在底座上面，以此稳底座的下盘。后来出于需求，又在底座下面加了一个大钢板，进一步稳定。

3.支架：
支架的作用是稳固LED阵列，给其提供支撑，基本设计是一个L型的折弯，由于面积比较大，如果直接上的话会有相当的重量，导致负载过大，所以对其实行了挖空工艺，将主要版面的中间部分挖空来减轻重量。
支架的主要部分是为了配合LED的螺丝孔固定阵列，下面的部分则是为了和联轴器进行连接。

4.联轴器：
顾名思义，连接电机的轴和PCB支架，这个的设计主要考虑到电机轴的构造。联轴器分为两部分，上面是和支架连接，下面则是和电机的轴连接，和支架连接的部分只需要根据支架底部的孔钻孔即可，和轴连接的部分也需要打几个孔，不过是为了和轴做紧固连接，这个轴属于一侧削平靠摩擦力禁锢的那种，所以可以用逻辑拧紧进行固定。
联轴器上下两个部分的连接可以使用螺丝进行，没什么特别的。

5.电刷：
为了解决旋转供电问题，解决这个问题一般有电刷和无限供电两种方式，考虑到风险和电流问题，最终选择了电刷的方案。在联轴器上面放一个集电环，然后通过自己设计的电刷与集电环的连接来供电，集电环是铜质材料，电刷是石墨，实测效果良好。

2.生产

大学好的一点就是工培中心，以下皆在工培中心和学校工厂加工。


1.电机:
购买所得：


2.底座：
注意各个部分的尺寸都必须到位！



3.支架：
挖空由于并不要求十分精确，所以采用了很一般的工艺，没有必要上线切割：



4.联轴器：
分成两个部分！CAD图纸和最后成品有区别：



5.电刷：
可调节式设计：

3.合体

机械部分总共花费约800，整体良好，整体如下：