大理石钟DIY图解

第1步：大理石时钟的简史

这个教学是基于Harley Mayenschein发明的名为“滚球钟”的设计。 20世纪70年代。他为自己的发明申请了专利，并于20世纪80年代创立了一家公司，开始用实心硬木制造这些钟表。［1］

原来的滚球钟有3个主轨，2分钟，1小时。通过添加两个轨道，可以得到总分钟。通过这种方式显示了时间。［1］

这些钟表有很多种类。..。..例如，动力学锁具有10分钟而不是4分钟，或者是用阳极氧化铝制造的Chronomeans时钟。

其他滚球钟品种：

摆锤球钟

壁挂式球钟

庆祝滚球钟

关于时间球时间

第2步：理念

我一直是球钟的粉丝。我小时候在新奇商店看过一个。而我只是站在那里无休止地看着它。随着时间的推移球的运动对我来说是神奇的。听说Instructables的时钟比赛后。它给了我一个尝试从头开始设计和制造球钟的想法。所以我开始在纸上画画。

我想要做的是设计一种不同的升降机构，而不是传统的旋转铲式设计。那么它打击了我。我打算使用旋转直线运动机构，这样当机构通过电机旋转时，球就会在一条线上，上下移动。创造一点幻觉。

导轨主要受到其他球钟的启发，但我有一个想法是创建一个铃声机制，所以每经过一个小时就有一个声音。不幸的是，我无法将其构建到项目中。

第3步：工具和零件

注意：这些是我可用的工具和零件。您可以根据自己的需要使用任何其他部件。

工具：

3D打印机 - 最小25 * 25 * 15cm区域

exacto knife（用于切割锋利边缘）

钻头/dremel，带3mm尖端

Tack-it（或任何其他可重复使用和可移除的粘合剂）

零件：

9 x 40mm M3螺栓和螺母

7 x 30mm M3螺栓和螺母

2 x 20mm M3螺栓和螺母

4 x 15mm M3螺栓和螺母

8 x 10mm M3螺栓和螺母

16 x 6mm M3螺栓和螺母

7 x（3mm * 6mm * 2.5mm）滚珠轴承

1 x（F6-14M 6mm x 14mm x 5mm）推力轴承

1 x 28byj-48 stepper

1 x Arduino uno（或用于驱动步进电机的任何其他微控制器）

100 x 11mm钢球（您只需要30个）但它们很容易丢失）

290x130x3mm木板

3D打印部件：

全部部分在步骤5我建议您在打印前阅读步骤5。

第4步：设计过程

如果您只想打印项目，可以跳过此步骤。此步骤适用于想要设计自己的球钟或想要为此项目添加新功能的人。它提供了如何在 Fusion 360中设计球轨的见解。

详细信息在图像上注明了设计过程。

基础结构和导轨

基础结构基本上是6个导轨，可容纳4个杆。杆（8mmx8mm）设计坚固。它们通过螺栓固定在木板上。导轨的灵感来自原始的滚动球钟。但由于不同的球尺寸和重量分布，尺寸不同。

电梯

电梯设计的灵感来自于这种机制。用户mgg942使用了这种设计，并在Thingiverse上创建了一个旋转到线性驱动器。我调整并重新设计了这个以创建升降机构。

步骤5：3D打印

有您可以下载两个单独的.zip文件。

3d parts.zip 文件夹分别包含时钟的所有部分。

3d_parts_sets.zip 包含5套。每套设计用于25x25cm的打印区域。

如果你有一个大的打印区域，你可以打印这些，就像我将它们安排在一起。或者您可以单独打印它们。

我建议你在装配任何部件之前完成打印。如果你把它们放在一张桌子上，就会容易得多。像乐高集一样。

每个部分都有一个数字和一个字母。这些在按照构建说明的下一步操作时非常有用。

步骤6：基础组件

您可以使用pdf模板在木头上钻孔。

此步骤中使用的部件：

［3d打印］ 1a-3f （28个部分）

5 x 40mm M3螺栓和螺母

6 x 30mm M3螺栓和螺母

3 x 15mm M3螺栓和螺母

6 x 10mm M3螺栓和螺母

10 x 6mm M3螺栓和螺母

4 x（3mm * 6mm * 2.5mm）滚珠轴承

使用的工具：

Tack-it

philips head screwdriver

钳子

预计时间：

15-20分钟

注意：图像上注明了装配说明。

第7步：重心

这是最这个项目的重要部分。我没有设计连接到接头的导轨件。这样每个人都可以根据自己的需要进行调整。导轨及其下方的连接器未连接。当你确定时，你必须弄清楚重心并粘上它。让我们开始吧，

5分钟的轨道：

慢慢地将4个球放在分钟轨道上。并相应地定位连接器件，使其不会翻倒。当第5球到来时它应该翻倒。这需要一些时间来调整。当你满意的时候去15分钟的铁路。

15分钟的铁路：

慢慢地将11个球放在铁轨上。当它上面有11个球时，它不应该翻倒。当第12球到达时，它应该翻倒。

小时轨道：

这与15分钟的轨道相同。无论你把连接器粘在15分钟的导轨上，你都可以把它粘在小时导轨上的同一个地方。

最后，要一次测试它们，每小时放11个球，15分钟导轨和4个球5分钟的铁路。然后将一个球放到5分钟的铁轨上。它们都应该顺利进行并离开轨道

步骤8：电梯组件

此步骤中使用的部件：

［3d打印］ 4a-5d （9个零件）

1 x 25byj-48步进器

4 x（3mm * 6mm * 2.5mm）滚珠轴承

1 x（F6-14M 6mm x 14mm x 5mm）推力轴承

2 x 10mm M3螺栓和螺母

2 x 25mm M3螺栓和螺母

2 x 6mm M3螺栓和螺母

4 x 40mm M3螺栓和螺母

使用的工具：

Tack-it

飞利浦头螺丝刀

钳子

预计时间：

5-10分钟

注意：图像上注明了装配说明。

步骤9：驱动电机＆计时

如何驱动电机

为了以恒定速度驱动28byj-48步进电机，我使用了Ard uino Uno与AccelStepper库。你可以在这里下载图书馆。如果您没有使用Arduino的经验或者不知道如何安装库，您可以查看此站点。

将步进电机上的引脚连接到Arduino，如下所示：

Stepper --- Arduino

IN1 ----》 2

IN2 ----》 3

IN3 ----》 4

IN4 ----》 5

上传代码后你就可以了！

时机

关于时钟最重要的是精确度。我们希望这个时钟与任何其他挂钟/手表一样精确，因此它可以毫无错误地工作。要做到这一点，我们必须改变电机的速度，以便电梯精确地在60秒内完成1次旋转。

现在拿到秒表并运行电机。当电梯齿轮穿过指定点时启动秒表。当它再次越过这一点时停下你的手表。当时记下来。现在让我们计算一下所需的速度

T =你的秒表上的时间

t = 60s（你希望它完成1次旋转的时间）

M =旧电机速度（代码中为“stepper.setSpeed（）”）

m =新电机速度（代码中为“stepper.setSpeed（）”）

new电机速度（m）=（T * M）/t

将其插入代码并再次检查秒表，重复此操作直到您对结果满意为止

第10步：第一次测试

现在你已经完成了构建时间来测试这个时钟了！

检查你的手表并根据时间放球。准备好后启动电机。用这个时钟观看时间真的很有趣。去给自己喝点茶，享受点击球的声音。现在这样做你应该检查一些事情，以确保这个时钟可以连续7/24运行。

要寻找的东西：

电梯每分钟可以带球而不会掉落吗？

2-3小时后球是否没有卡在铁轨上？

几个小时后的时间是否正常？

如果您的答案中至少有一个问题的答案是否定的，您可以查看故障排除步骤！

如果你的答案是肯定的，那么恭喜你已经建立了一个精确的球钟！

第11步：排除故障

- 球在导轨上不易移动

有时长丝残留物阻挡球。使用砂纸打磨碎片。

- 电机在几小时后停止。

尝试将外部电源连接到电机。

- 即使我将它们设置为不下降，球也在下降

时钟打开的表面会影响此尝试更改时钟的位置

- 时钟未准时

尽可能多地重复计时步骤，直到您满意为止

第12步：接下来是什么

这个时钟有很多东西可以改进。以下是我的一些想法。

添加am-pm轨道。

添加铃声，使其每小时发出声音。

创造一个更时尚的球下降系统。

使用不同类型的球制作更大的版本