저는 납땜 작업을 많이 하는데, 수년 동안 기본형 헬핑 핸즈를 사용하다 보니 그 단점에 점점 불만을 느끼게 되었습니다(이미지 참조). 이러한 제품의 기본적인 문제는 두 가지입니다. 첫째, 악어 클립이 전선과 같은 물체를 잡을 때 자주 어긋나 얇은 물체를 고정하는 데 쓸모가 없어집니다. 둘째, 금속 그립 플레이트와 맞물리는 금속 볼 조인트가 정밀하고 부드럽지 않아서, 원하는 위치로 조정하려면 윙 너트를 풀어야 하는 경우가 많습니다. 게다가 현재 방향에서는 윙 너트에 접근하기도 어렵고 인체공학적으로도 매우 불편합니다.
이 모든 문제 때문에 더 나은 헬핑 핸즈, 또는 Amazon에서 부르는 명칭으로는 "Third Hand" 유형의 공구를 찾아보기 시작했습니다. PCB를 고정하는 용도로는 훨씬 나은 해결책이 많이 있지만, 가격이 비쌉니다($60 이상). 이런 제품은 기판 납땜에는 잘 작동하지만, PCB가 아닌 물체를 고정하는 데에는 다용도로 사용하기 어렵습니다.
결국 제 요구 사항을 충족하는 제품은 없다는 결론을 내렸고, 제품 디자이너인 저는 직접 설계하고 제작해 보기로 했습니다. 다음은 제가 만든 해결책입니다. 저렴한 해결책은 아니지만, BOM에서는 필요한 하드웨어의 종류와 수량을 최소화하려고 했습니다.
3D 프린터와 약간의 창의력이 있고, 현재 사용 중인 헬핑 핸즈에 저처럼 불만이 많다면 이 프로젝트가 적합합니다.
항목 번호 / 파일명 / 설명 / (수량) / 공급업체 / 재질
모든 부품을 Amazon에서 조달하려고 했습니다. McMaster Carr가 평소에 가장 많이 이용하는 사이트이지만, 가능한 한 저렴하게 만들고 싶었습니다. 따라서 부품명 앞에 AMAZON ASIN 코드를 붙였습니다.
`.STL` 파일을 다운로드하여 3D 프린터로 출력하십시오. 여러 부품이 있으므로 BOM 문서를 참조하십시오. 저는 Prusa Core One에서 ASA 1.75mm 필라멘트, 100% infill, 필라멘트 Shrink Factor = .95로 부품을 출력했습니다.
바로 출력할 수 있는 `.STL` 파일과, 직접 수정하려는 경우를 위한 `.STEP` 파일을 모두 포함했습니다.
이 단계는 선택 사항이지만, Joint B와 Joint C가 부드럽게 움직이도록 하려면 드릴 프레스에 1/2인치 볼 엔드밀을 사용하여 볼의 오목한 면을 다듬을 수 있습니다. 엔드밀로 오목한 부분을 조금씩 플런지하여 레이어 선이 사라지고 매끄러운 오목면이 될 때까지 가공하십시오.
납땜인두 팁을 사용하여 여러 인서트를 조심스럽게 열압입할 수 있습니다. 제가 자주 사용하는 방법은 인서트를 삽입할 때 드릴 프레스로 납땜인두를 고정하는 것입니다. 이렇게 하면 삽입 시 비교적 정확한 수직도를 확보할 수 있습니다. 손으로 작업한다면 열압입할 때 인서트가 삽입되는 구멍에 대해 수직으로 들어가도록 주의하십시오.
인서트를 열압입할 때 주변 표면과 완전히 수평이 되도록 하십시오. 녹여 넣을 때 너무 서두르지 마십시오.
선택 사항이지만 Base Housing에 중량을 넣는 것을 강력히 권장합니다. 저는 약 2.5 lbs의 납 산탄(600 grams)을 사용했습니다(또는 납추를 사용해도 됩니다. 산탄과 납추는 현지 낚시·스포츠용품점에서 구할 수 있습니다). Base Housing을 뒤집어 단단히 고정한 상태에서 원하는 중량을 넣으십시오. 나사 보스 바로 아래까지 채우십시오. 채운 후 Base를 부착하고 중간 크기의 Phillips 드라이버를 사용하여 M2.5 x 10mm 나사 3개로 고정하십시오.
1/2인치 강철 튜브를 설치하고 1/4-20 Thumb Screw로 고정하십시오. 다음으로 튜브 양 끝에 Joint A 부품 2개를 설치하고 1/4-20 Thumb Screw로 고정하십시오.
6-32 구멍이 미리 뚫린 1/2인치 나일론 볼은 구하기 어렵지만, 찾을 수 있다면 그대로 사용해도 됩니다. 저는 Amazon에서 구입한 뒤 6-32 구멍을 직접 탭 가공했습니다. 먼저 볼에 7/64 구멍을 1/2인치 깊이로 뚫으십시오. 드릴 프레스가 있다면 먼저 드릴 척 바로 아래에 나무 블록을 단단히 고정하고, 블록을 테이블에 고정한 다음 테이블을 잠그십시오. 이제 블록에 7/16 구멍을 뚫어 볼이 구멍 안에 들어가되 약간 돌출되도록 하십시오. 블록을 고정한 상태에서 7/16 드릴을 7/64 드릴 비트로 교체하고 볼에 1/2인치 깊이로 구멍을 뚫으십시오. 이 방법을 사용하면 볼의 중심에 구멍을 낼 수 있습니다. 앞의 단계를 반복하여 나머지 볼 3개도 작업하십시오. 그런 다음 손으로 탭을 돌리거나 저속으로 설정한 전동 드릴을 사용하여 구멍을 탭 가공할 수 있습니다. 또한 6-32 Bottoming Tap(마무리 탭)을 구할 수 있다면 구멍 바닥까지 나사산을 완성하는 데 도움이 됩니다.
전체 Ball joint 어셈블리는 4개입니다. 그중 2개에는 2인치 6-32 나사산 봉을 사용하고, 나머지 2개에는 1인치 6-32 나사산 봉을 사용합니다. 선택 사항이지만 강력히 권장하는 방법으로, 볼 4개의 구멍에 Loctite Blue(중간 강도)를 바르십시오. 부드러운 바이스 그립이나 다른 도구로 볼을 잡은 상태에서 2인치 및 1인치 나사산 봉을 각각 해당 볼에 삽입하고, 구멍 바닥에 닿을 때까지 조이십시오. 선택적으로 서로 다른 길이의 Styrene 튜브를 봉의 열린 끝에 설치한 후 옆에 두십시오. 이제 봉의 반대쪽 끝에 6-32 너트를 끼우고 5/16 렌치로 Styrene 튜브에 밀착되도록 조이십시오. Styrene 튜브를 사용하지 않는 경우 나사산 봉에 너트를 약 1/2인치 지점까지 끼우십시오.
1인치 Ball Subassembly를 Joint B-1의 끝부분에 조립하고 5/16 렌치로 조이십시오. 왼쪽과 오른쪽 Joint B-1 및 1인치 Ball Assembly 모두에 대해 이 작업을 수행하십시오.
Joint B-1과 Joint B-2를 4-40 x 1/2인치 나사 2개로 함께 조립하십시오. 조이지 말고 구멍 밖으로 약 1/8인치가 나오도록 두십시오. 이제 Joint B-1과 Joint B-2 사이의 오목한 포켓에 2인치 Ball Joint 어셈블리를 삽입하십시오. B-2를 통과하는 1/4-20 손나사를 B-1의 인서트에 끼워 조이고, 볼을 양쪽에서 고정하십시오. 4-40 나사 2개를 조이십시오.
5MM 스프링을 M3 x 20mm Shoulder Screw에 끼우십시오. Shoulder Screw를 Joint B 끝부분의 M2.5 인서트에 부착하고 2 mm 육각 렌치로 조이십시오.
5분 에폭시를 약 25센트 동전 크기만큼 준비하십시오. 나무 스틱으로 잘 섞으십시오. Finger Tab의 오목한 엄지손가락 받침 홈이 아래를 향하도록 놓으십시오. C자형 홈을 에폭시로 채우십시오. Binder Clip의 와이어를 홈에 놓으십시오. 중요 - Binder Clip의 방향이 그림과 같은지 확인하십시오. Binder Clip이 Finger Tab 안에 안착되면 Binder Clip 와이어 위에 에폭시를 더 발라 와이어가 완전히 덮이도록 하십시오. 왼쪽과 오른쪽 Joint B 및 Binder Clip 모두에 대해 이 작업을 수행하십시오. 옆에 두고 건조시키십시오.
에폭시를 한 번 더 준비하십시오. 스틱으로 잘 섞으십시오. Joint D를 바이스나 다른 방법으로 움직이지 않게 고정하고, 슬롯 끝이 위를 향하도록 하십시오. Joint B의 배럴 끝에 있는 1/16인치 슬롯에 에폭시를 조심스럽게 바르십시오. 에폭시가 굳기 전에 그림과 같이 Binder Clip/Finger Tab 어셈블리의 다른 와이어 형태를 슬롯에 삽입하십시오. 중요 - Binder Clip의 방향이 그림과 같은지 확인하십시오. 와이어 형태의 양쪽 사이에 에폭시를 조금 더 발라 Binder Clip 와이어 형태의 양쪽이 에폭시로 완전히 감싸지도록 하십시오. 왼쪽과 오른쪽 Joint D 부품 모두에 대해 이 작업을 수행하십시오. 건조시키십시오.
Joint D의 바인더 클립이 필요에 맞지 않을 경우 CAD로 형상을 수정하여 알리게이터 클립이나 원하는 유형의 엔드 이펙터에 맞출 수 있도록 STEP 파일을 제공했습니다. 바인더 클립은 거의 모든 용도에 사용할 수 있고, 위에서 언급한 알리게이터 클립의 문제도 피할 수 있기 때문에 선택했습니다.
Joint C-1과 C-2를 준비합니다. Joint C-2를 Joint D의 Shoulder Screw에 끼웁니다. 뾰족한 물체로 5mm 스프링을 압축하여 Joint C-2의 내부 벽에 밀착되도록 합니다. 2개의 4-40 x 1/2 Sockethead 나사를 사용해 Joint C-1을 Joint C-2에 조립합니다. 조이지 말고 나사 머리가 구멍 위로 약 1/8인치 나오도록 둡니다. 왼쪽과 오른쪽 Joint 세트 모두에 이 작업을 수행합니다.
Joint B의 Ball을 Joint C-1과 Joint C-2 사이의 오목한 포켓에 조립합니다. 제자리에 안착되면 1/4-20 손나사를 Joint C-1 상단의 구멍에 끼우고 조여 Joint C-2에 삽입합니다. 왼쪽과 오른쪽 Joint 서브어셈블리 모두에 이 작업을 수행합니다. 완성된 형태는 아래와 비슷해야 합니다.
이제 서브어셈블리 Arm(Joint B, Joint C, Joint D)을 가져와 Ball Joint 서브어셈블리의 나사산 로드를 Joint A의 6-32 인서트에 삽입합니다. 6-32 너트가 Joint A에 밀착될 때까지 시계 방향으로 돌립니다. 6-32 너트를 Joint A에 조여 고정합니다. 왼쪽과 오른쪽 Joint 서브어셈블리 모두에 이 작업을 수행합니다.
최종 조립품은 여기 보이는 것과 비슷해야 합니다. Joint가 단단히 고정되지 않고 회전하기 시작하면 6-32 로드가 Joint A, B, C의 1/2 볼 너트에 단단히 밀착되어 있는지 확인하십시오. 필요한 경우 Joint A와 B의 6-32 로드 끝부분에 Loctite를 더 바르십시오.
원문: https://www.instructables.com/The-Ultimate-Helping-Hands-1/
https://www.instructables.com/The-Ultimate-Helping-Hands-1/