Перед Масленицей я писал про блиноботы, перед Пасхой – самое время написать про яйцеботы.
Введение
Яйцебот – специальный небольшого размера плоттер для рисования на сфероподобных предметах – шарах, яйцах, небольших фруктах.
Рисование происходит при помощи маркера, фломастера или специального пишущего узла с виброподачей чернил.
Брюс Шапиро и его Eggbot
Первого яйцебота создал Брюс Шапиро в далеком 1990 году. Брюс Шапиро – американский художник, один из создателей нового направления в искусстве – кинетические (движущиеся) объекты. Именно он и придумал название - Eggbot (Яйцебот). Яйцебот был его первой ласточкой, на которой он отрабатывал принципы управления движением при помощи компьютерной техники, перед тем, как перейти на более серьёзные проекты.
За Яйцеботом был седлан более совершенный Оваграф, но для 90-х годов – это было чудо техники, которое трудно было повторить. Все изменилось с появлением дешевых контроллеров («ардуинок»), драйверов и шаговых двигателей, - проект мог стать «народным».
В 2009 году Брюс вместе с м Беном Тромбли и инженером Брайаном Шмальцем, создал прототип Eggbot 2.0 с платой управления EggBotBoard.
В 2010 году команду пришлось расширить, но в результате получился набор деталей для самостоятельной сборки.
В 2014 году набор был усовершенствован – вместо лазерной резки листового металла стало использоваться литье под давлением а для корпуса – листовой гнутый алюминий. Яйцебот образца 2014 года уже не выглядел домашней поделкой, а смотрелся фабричным изделием. Но цена так же увеличилась – если модель 2.0 стоила 260 долларов, то новая предлагается за 375 долларов.
Рекламные примеры работ:
Подражания и клоны
Цена 260 и 375 долларов для некоторых показалась слишком высокой, плюс некоторым умельцем важен сам факт самостоятельно спроектировать и изготовить устройство. А еще… Яйцебот не был защищен патентами, а информация о его устройстве никогда не была секретом. А с появлением дешевых и доступных 3D-принтеров – появилось возможность домашним умельцем делать необходимые для сборки детали самим, по собственному уразумению.
Всё это привело к появлению к многочисленным подражаниям и клонам.
Кто был первым? Сейчас трудно сказать, но на сайте Автодеска первый самый ранний проект от Derwiassy размещён еще примерно в 2012 году:
Потом появились подобные конструкции:
Примерно, начиная с 2015 года с появлением доступной FDM 3D-печати начинают появляться различные конструкции с использованием 3D-печатных компонентов:
А одновременно и полностью 3D-печатные конструкции:
В 2016 году фанта LEGO Джейсон Аллеман собрал Яйцебота из LEGO Mindstorms EV3:
В 2020 году фанатами другого конструктора – FISCHERTECHNIK была разработана такая конструкция:
А в 2021 году из нескольких наборов FISCHERTECHNIK была собрана целая роботизированная линия с автоматической загрузкой яиц в яйцебот:
У нас так же периодически возникали проекты, самые известные от Nemoi13 и Provlax, были и повторения проекта из LEGO и распечатки из зарубежных источников:
И вишенка на торте – сейчас некоторые яйцеботы выпускаются серийно в Китае и Латинской Америке предлагаются на различных площадках:
Иногда вместо рисования на яйцах используется гравировка:
Конструкция яйцеботов
Практически все современные яйцеботы (кроме проекта «фишертехник» 2020 года) собраны по одной кинематической схеме:
Один шаговый мотор вращает яйцо, зажатое между шпинделями при помощи "мягких" захватов (резина, жвачка, поролон, вата, двухсторонний скотч), второй мотор поворачивает Г-образный рычаг с закрепленным пишущим узлом (фломастер, рапидограф, маркер). Для обеспечения постоянного контакта с несферическим яйцом верхняя балка Г-образного рычага подпружинена и может откидываться вверх. Естественно - из-за криволинейности формы яйца сила прижима пишущего узла к яйцу неодинаковая и толщина линий может изменяться. Так же из-за несферичности яйца рисунок может искажаться.
Для вращения яйца и Г-образного рычага часто используют шаговые моторы форм-фактора NEMA17, но опыт показывает, что вполне возможно использования дешевых маленьких 28BYJ-48-5V с драйвером ULN2003
Концевые выключатели обычно отсутствуют и ход Г-образного рычага ограничивается только программно.
Электроника – единого стандарта нет. Иногда используются специализированные платы EggBotBoard, микрокомпьютеры Raspberry. Чаще всего – Arduino UNO с CNC Shiеld или с прямым подключением драйверов к плате.
Стоимость самого дешевого варианта электроники – менее 4 000 рублей в текущих российских ценах (Arduino UNO, 2 шаговых мотора 28BYJ-48-5V с драйвером ULN2003).
Заключение
Яйцебот – очень хороший пример технического прогресса. Появившись в 1990 году как дорогой проект, доступный только профессионалам яйцебот к 2025 году превратился в детскую игрушку, стоимостью 5000 рублей на али со всеми возможными скидками. Стоимость набора электроники для него снизилась с тысячи долларов в 1990 году до 15-ти долларов в 2015 году, а стоимость самого яйцебота – до 375 долларов в США или менее 10000 рублей на али с доставкой в Россию.
За 20 лет яйцебот превратился из дорого оборудования для профессионала в дешевый станочек, доступный каждому