Ремикс Hex2000's Ball Clock - Minutes 4 Balance Bar

Протестировано на 10-миллиметровых стальных шарикоподшипниках (~4 г каждый, 20 упаковок с Amazon). Напечатанный брусок из PLA весит около 11 г. При исходном положении лузы (около 87 мм от оси) противовес перевешивает сторону с пятью шарами, и штанга не опрокидывается. Перемещение кармана примерно на 62 мм от оси восстанавливае�� правильный баланс — штанга устойчиво держится на 4 шарах и надежно наклоняется на 5-м.

Если ваша штанга наклоняется неправильно, скорее всего, это ваше решение. Результаты могут незначительно отличаться в зависимости от веса шарика и плотности печати.

Как был сделан этот ремикс

Эта модификация была полностью разработана и реализована Клодом (помощником искусственного интеллекта Anthropic) в Claude Code (CLI) без ручного редактирования САПР. Вот процесс:

Анализ сетки

Используя Python с Trimesh и numpy, исходный STL был загружен и проанализирован программно. Ограничивающая рамка, положения вершин и нормали граней были исследованы, чтобы отобразить каждую особенность стержня — поворотную прорезь, карман противовеса и дорожку для нескольких шаров.

Карман противовеса был профилирован на нескольких высотах по оси Z, чтобы подтвердить, что это идеальное сферическое углубление (радиус 5 мм, отверстие ~ 10 мм на верхней поверхности).

Физический расчет

Анализ баланса крутящего момента был выполнен с использованием измеренных значений:

Вес шариков: 4,05 г каждый (81 г на упаковку из 20 стальных подшипников диаметром 10 мм от Amazon)

Вес батончика: 11 г (PLA)

Центр массы стержня: рассчитан на основе объема сетки, примерно 5,6 мм слева от оси.

Исходное расстояние противовеса: ~87 мм от поворотной прорези.

Первые 4 шарика на стороне с 5 шариками примерно симметричны вокруг шарнира (чистый крутящий момент ≈ 0). Только пятый шар на расстоянии ~23 мм от оси создает опрокидывающую силу. При диаметре противовеса 87 мм его крутящий момент намного превышает то, что могут создать 5 шариков, что подтверждает дисбаланс конструкции. Физические испытания подтвердили, что перемещение противовеса примерно на 1 дюйм ближе к шарниру исправило поведение.

Модификация сетки

Карман был перемещен с помощью логических операций через коллектор3d (библиотека обработки геометрии):

Цилиндр был соединен со стержнем, чтобы заполнить первоначальный карман.

Результат пересекся с ограничивающей рамкой стержня, чтобы верхняя поверхность оставалась плоской.

Сфера (R=5 мм) была вычтена в новом положении, чтобы вырезать перемещенный карман.

Немногообразное ребро в исходном STL (ошибка 3 в большинстве слайсеров) также было исправлено в процессе.

Используемые инструменты

Клод Код (Opus 4.6) — ИИ-помощник, управляющий всем рабочим процессом

Python 3 с тримешем, numpy, scipy, networkx, коллектором3d

Ни разу не использовалось программное обеспечение GUI CAD.