六、基于黄山派SF32LB52开发板的“小智AI机器人”3D外壳设计与立创EDA实战很多朋友在用黄山派SF32LB52开发板做“小智AI机器人”项目时都会遇到一个问题电路板做好了功能也调通了但总不能一直裸奔吧一个漂亮、结实、开孔精准的外壳能让你的作品瞬间从“实验品”升级为“产品”。今天我就手把手教你如何用立创EDA专业版从零开始为你的小智机器人设计一个专属的3D打印外壳。立创EDA的3D结构件设计功能非常直观它允许你在PCB设计环境中直接创建外壳模型所见即所得再也不用在多个软件间来回切换了。咱们的目标是设计一个上下盖结构的外壳包含屏幕、按键的开孔以及电源、扬声器等接口的预留。下面我们就一步步来实现。1. 准备工作与设计思路在开始动手之前咱们先明确一下设计思路。这次为“小智AI机器人”设计的外壳参考了复古电视机的造型既美观又实用。为了方便后续拆卸下载固件我们选择上下盖的结构。提示如果你设计的项目不需要频繁拆卸也可以选择其他结构比如侧滑盖、螺丝固定等。上下盖的优势就是开盖方便。设计好的外壳模型已经上传到了立创的3D模型库如果你需要直接使用或参考可以访问这个链接下载 小智AI机器人3D外壳模型2. 开启3D预览与创建外壳边框首先打开你已经设计好的“小智AI机器人”PCB文件。在PCB设计界面找到并开启实时3D预览功能。这个功能会弹出一个新窗口实时显示你设计的3D效果包括PCB和即将添加的外壳。接下来我们创建外壳的基本轮廓。点击菜单栏的“设置” - “3D外壳-边框” - “矩形”。这时我们需要设置外壳的具体尺寸。根据小智机器人的PCB板尺寸我们设置外壳边框的宽高为68.53mm x 48.148mm。整个外壳的总高度设为36mm并采用上下盖均分的方式所以下盖高度为18mm。外壳的壁厚设置为3mm这是一个兼顾强度和重量的常用值。注意在设置边框时软件显示的线条宽度就代表了实物的壁厚。理解这一点对后续精确对准PCB实物尺寸非常有帮助。另外务必让外壳边框和PCB板框之间预留一些间隙防止3D打印的精度误差导致外壳无法安装。3. 设计上下盖的固定方式现在一个简单的外壳框就有了但上下盖怎么固定在一起呢我常用两种方法这里推荐结合使用双保险更可靠。3.1 方法一延伸内壁卡扣这是最常用的固定方式。点击PCB界面中的外壳边框线在右侧的属性栏中可以设置使用上盖内壁或下盖内壁并指定内壁延伸的长度。比如我们设置上盖内壁延伸6mm。这样上盖的内壁就会向下延伸6mm与下盖的内壁形成重叠依靠摩擦力卡住。经过实测6mm的延伸量基本不会松动。3.2 方法二设计螺丝柱固定为了万无一失我们再加上螺丝固定。这要求你的PCB板上也预留了对应的固定孔。小智机器人的PCB在四个角都预留了M3规格的螺丝固定孔。点击“设置” - “3D外壳-螺丝柱”来添加固定柱。放置螺丝柱时关键是要对准PCB板上的孔位。你可以选择将螺丝柱放在上盖或下盖。这里还有两个实用选项沉头孔选择后螺丝头部可以沉入外壳内部与外壳表面平齐外观更整洁。加强筋会在螺丝柱周围生成一圈加强结构防止受力时柱子断裂。在小智AI项目中我们选择在下盖添加螺丝柱使用沉头孔设计不加加强筋。螺丝柱的高度设置为17mm这样能确保螺丝从上到下贯穿牢固固定上下盖和PCB板。4. 设计外壳正面屏幕、按键与LED外壳正面是用户的交互面需要为屏幕、按键和状态LED开孔。我们参考复古电视的造型进行设计。根据我们项目的需求正面主要考虑三个区域屏幕显示区、按键区和LED指示灯区。首先是屏幕区域。点击“设置” - “3D外壳-顶面/底面挖槽区域” - “矩形”。 在PCB上对准屏幕的显示区域放置这个挖槽矩形并设置为顶层挖槽。设置其宽高为35.239mm x 29.501mm圆角半径5mm挖槽深度15mm即挖穿外壳正面。接着设置按键区和LED区。按键区以按键焊盘中心为圆心放置一个半径为3mm深度为15mm的圆形挖槽。LED区以LED灯中心为圆心先放置一个半径为2.7mm深度为15mm的圆形挖槽。然后再放置一个顶层圆形实体拉伸长度13mm半径3.6mm。这个实体相当于一个导光柱能把LED的光更好地导引出来。做到这里一个基础可用的DIY外壳就完成了。但为了更精致我们可以在正面再整体挖一个深度2mm的槽预留出安装亚克力面板的位置。你可以在面板上自行设计LOGO、图标和项目名称大大提升项目的辨识度和完成度。5. 设计外壳背面电源与扬声器开孔目前外壳底部已经有4个螺丝柱了我们还需要预留电源接口和扬声器发声孔。电源接口开孔先在背面的电源接口区域挖一个深度为10mm的矩形槽用于放置电源插座。然后基于这个矩形在其外围再挖一个深度为2mm的矩形槽。这个浅槽是用来放置电源接口的外壳盖板的。最后为了能卡住盖板再在浅槽内部设计一个小的卡扣区域同样是一个深度2mm的矩形挖槽。扬声器开孔 为了让声音更好地传播且外观美观我们选择设计多个小矩形排列成栅格样式。在背面对准扬声器的位置绘制一系列细长的小矩形进行挖槽即可。完成后的背面效果如下6. 设计外壳侧面电源开关与麦克风外壳侧面主要是开一个槽让用户能够触摸并控制电源拨动开关。同时麦克风区域也需要挖槽以便收音。但侧面设计稍微复杂点需要先设置一个侧面基准线然后基于这条线来设计外壳轮廓。设置侧面基准线 点击“设置” - “3D外壳-侧边基准线”在PCB的侧面放置这条线。基于基准线设计开槽首先放置一个深度为8mm的矩形挖槽这个槽是为了让电源拨动开关的拨杆能够凸出来。为了让外观更有层次感在这个8mm深槽的周围再放置一个深度为2mm的矩形挖槽形成一个阶梯结构。完成后的侧面效果如下7. 导出文件与3D打印下单由于立创EDA的外壳设计最终只生成两个结构部件上盖和下盖如果你想单独设置一个部件就需要单独开一个PCB文件。这里我直接为大家提供设计好的3D文件你可以去立创3D打印官网上传文件查看效果并下单。外壳键帽下载 按键的键帽是一个单独的零件可以通过网盘分享的文件获取文件按键键帽 (1).STL链接: https://pan.baidu.com/s/1MGs52JxzBeOm0F0J4Bp-NQ提取码: LCKF外壳打印下单 外壳打印使用的是立创3D打印服务。下单地址立创3D打印服务平台在下单时你可以根据需求选择材料和颜色。对于这种结构件X树脂是一种性价比很高的选择强度足够表面细节表现也不错。上传你的STL文件后系统会自动报价确认参数后即可下单生产。好了到这里一个专为黄山派SF32LB52“小智AI机器人”设计的3D外壳就全部完成了。从设计思路到每个开孔的细节我都已经毫无保留地分享给你。赶紧打开立创EDA跟着步骤打造属于你自己的机器人外壳吧打印出来后组装好的那一刻成就感绝对满满。如果在设计过程中遇到任何问题欢迎随时交流讨论。