MAI · 视觉方案 · 硬件方案 v1.0
主控用 ESP32,摄像头用散件装在支架上朝下拍屏。托盘靠电控锁卡住,通电解锁后由弹簧拉出,手推回去自动锁住,不用电机。样机外壳全部 3D 打印。按摄像头图纸核对后整机加高到 172 mm(镜头到屏幕 120 mm),手机改有线充电。
必须选 R8(8 MB PSRAM)版本,没有 PSRAM 拍不了高分辨率照片;S3 自带 USB,省掉串口芯片
24P 排线 48 mm,U 形支架挂在舱盖下,镜头离屏幕 120 mm
锁通电 0.5 秒松开,弹簧把托盘拉出,阻尼齿轮控制速度
推到底"咔哒"一声锁舌卡住,锁里的开关告诉主板已关好
充电短线固定在托盘上,顶针在底壳,托盘关好才接触,没有随动线缆
识别在服务器上做,ESP32 只拍照、上传、执行点击
底壳、电子舱盖、前面板、托盘;壁厚 2.4 mm,热熔螺母固定
用快递柜同款思路:弹簧一直想把托盘往外拉,锁把它卡住;锁一松开托盘就出来。不需要电机、驱动芯片和编码器。
| 方案 | 怎么弹出 | 怎么卡住 | 机构成本 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| A. 电控锁 + 弹簧 推荐 | 主板给锁通电约 0.5 秒 | 锁舌带斜面,推到底自动卡住 | ¥15–28 | 服务器可远程弹出;锁自带反馈开关,知道有没有关好 |
| B. 舵机挂钩 + 弹簧 更省 | SG90 舵机拨开挂钩 | 挂钩靠小弹簧自动扣回 | ¥10–20 | 挂钩要 3D 打印调几版;需另加一个微动开关检测关好 |
| C. 按压反弹锁扣 最省 | 手按一下托盘面板 | 推推锁扣(按一下锁、再按一下开) | ¥6–15 | 不能远程弹出,只适合全程有人操作 |
| 原方案:编码电机 | 电机正转推出 | 电机停住 | ¥33–55 | 已放弃:零件多、成本高 |
| 动作过程(方案 A) | |
|---|---|
| 平时 | 恒力弹簧一直往外拉托盘,电控锁的锁舌钩住托盘尾部的锁扣 |
| 弹出 | 按前面板按键或服务器下指令 → ESP32 打开 MOSFET 给锁通电约 0.5 秒 → 锁舌缩回 |
| 减速 | 弹簧拉着托盘往外走,托盘底部齿条带动阻尼齿轮转,速度被限制在 2–3 秒走完 |
| 停住 | 滑轨拉到头自然停住,尾部加一块硅胶垫吸收冲击 |
| 推回 | 手推托盘,单向阻尼齿轮反向几乎没阻力,只需克服约 3 N 弹簧力 |
| 卡住 | 锁扣碰到锁舌斜面把锁舌顶开,到底后锁舌弹回扣住,"咔哒"一声 |
| 确认 | 锁内反馈开关闭合 → 主板知道托盘关好,开始定位和拍屏 |
| 断电 | 锁保持卡住,手机不会掉出;锁体留应急拉线孔,可手动打开 |
| 零件参数(估算,样机阶段调试) | |
|---|---|
| 电控锁 | 迷你柜锁,带反馈开关选 5 V 或 9 V 款,直接用现有电源;厚度 ≤ 18 mm,放在托盘后方 |
| 恒力弹簧 | 拉力约 3 N,带长 ≥ 190 mm卷簧装在托盘尾部底面,带头锚在底板前沿 |
| 阻尼齿轮 | 单向旋转阻尼 · 模数 1换不同阻尼值来调弹出速度 |
| 齿条 | 模数 1 · 180 mm · 打印件托盘全程都和阻尼齿轮啮合 |
| 滑轨 | 三节全拉出迷你滑轨 ×2长约 200 mm;整套机构里最贵的件 |
| 锁驱动 | AO3400 MOSFET + SS14 二极管二极管吸收锁线圈断电时的反冲电压,保护主板 |
v4:整机 123 × 230 × 172 mm,手机槽 83 × 186 × 12 mm。17 个零件已经按打印方向建好模,分成 3 盘(256 × 256 床:P1S / X1C / A1)。每盘一个 3MF,拖进 Bambu Studio 直接切片;另附每个零件的 STL 和说明。
| 盘 | 零件(摆放方向) | 材料 | 预计 | 注意 |
|---|---|---|---|---|
| Plate 1 | 底壳(开口朝上)· 托盘(底面贴床,口袋朝上)· 齿条(齿朝上,竖放在最右侧)· 摄像头支架(底板贴床)· 按键帽 · 导光条 | Bambu PETG HF 黑 | 24 h · 500 g | 导光条要透明料,有 AMS 单独指定料槽,没有就删掉改用 3 mm 亚克力条;支架顶板 28 mm 桥接;齿条单独设 0.12 mm 层高 |
| Plate 2 | 电子舱盖(外表面贴床)· 前面板(正面贴床,螺柱朝上) | Bambu PETG HF 黑 | 7 h · 170 g | 两件并排,占满 256 床,不要再加裙边 |
| Plate 3 | 卡托 4 套:XS 68×140 / S 72×152 / M 76×162 / L 79×168,每套 2 条侧条 + 1 块后块,另加 1 条公用前条,共 13 件 | Bambu TPU 95A HF | 2 h · 60 g | 速度 30 mm/s,回抽 ≤ 1 mm;外置料架,不走 AMS |
| 项目 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 目标机型 | 6000 元以下的直板手机 | 各家标准版、Pro 版和全部中低端机;Ultra / Pro Max / 折叠屏不在范围内,不为它们加宽机身 |
| 裸机最大 | 79 × 168 × 9 mm | 这一档里最宽的机型在 78 mm 左右、最长 165 mm 左右,留 1 mm 余量 |
| 含壳最大 | 81 × 172 × 12 mm | 普通保护壳每边加 1–1.5 mm;厚重的防摔壳要摘掉 |
| 手机槽 | 83 × 186 × 12 mm | 宽度只比含壳最大留 2 mm,长度留得多,因为 200 mm 滑轨决定了托盘长度,槽长不花钱 |
| 卡托 | XS 68×140 · S 72×152 · M 76×162 · L 79×168 | 选能放进去的最小一档,手机不晃、充电插头对中。含壳超过 79 mm 宽的不放侧条,只放后块和前条 |
| 充电口 | USB-C | 短线是快换件,老款 Lightning 的 iPhone 可以另配一根,不改结构 |
建模时和前面方案对齐的尺寸:托盘宽 93、手机槽 83 × 186、前面板开口 114.2 × 20.2;滑轨凸台 5 mm、热熔螺母孔 M2 φ3.2 / M2.5 φ3.6 / M3 φ4.0。机身宽度 = 手机槽 + 40 mm(托盘壁 5 + 滑轨 10 + 凸台 5 + 壳 2.4,每边各一份);123 mm 是底壳和前面板还能并排放进 256 床的上限,再宽就要多打一盘。电控锁座只留了 2 个 M3 孔和平面,锁到货后按实物再改一版底壳。先单独打支架和按键帽试孔径,不合适整体缩放 ±1%。
回答三个问题:打印件上用螺丝到底靠不靠得住;以后拆开维修怎么做;充电插头和线怎么进出。为此又改了 4 处,核心是"现场维修不用工具,工厂才用电烙铁"。
| 固定方式 | 能拆几次 | 强度 | 结论 |
|---|---|---|---|
| 螺丝直接拧进打印件(自攻) | 2–3 次就滑牙 | 弱,塑料牙受力 | 只用在永远不拆的风扇上 |
| 热熔螺母(黄铜滚花螺母用电烙铁烫进塑料) | 20 次以上 | M3 在 PETG 里拉脱力约 40 kg;螺丝拧的是金属,不是塑料 | 所有要拆的位置 |
| 卡扣 | PETG 开合约 50 次后疲劳断裂 | — | 不用 |
| 手拧滚花螺丝 + 热熔螺母 | 同热熔螺母 | 同上,选"松不脱"款螺丝不会掉 | 舱盖,不用工具 |
| 量产注塑 | — | 螺母由模具厂预埋,或用塑料专用 PT 自攻钉 | 电烙铁也不需要了 |
电烙铁只在工厂用:每台烫 33 颗螺母约 20 分钟,一次性。出厂以后任何维修都不需要电烙铁。现场常见维修不需要任何工具,只有换摄像头和机构件才要一把 PH0 螺丝刀。
| 改动 | 原来 | 改后 |
|---|---|---|
| 舱盖免工具拆装:前沿 2 根定位销插进底壳,后沿 2 颗松不脱手拧螺丝 | 4 颗 M3 从底部打,维修要把机器翻过来 | 手拧 2 颗,舱盖从上面抬起;螺丝不会丢 |
| 舱盖总成只连 1 根线:前面板的线改接集线板 | 舱盖连主板 12P + 前面板 4P 两根线 | 拔 1 根 12P 线,整个舱盖(主板 + 摄像头 + 支架)可以整体更换,标定数据存在主板上跟着走 |
| 充电短线做成快换件:尾端带 2P 接头,插在铜片座上 | 短线用铜片螺丝压线 | 插头线是最容易坏的件,用户自己就能换,不拆螺丝 |
| 托盘免工具取下:滑轨选带释放片的款 | — | 托盘拉到底,按两侧释放片,整个托盘抽出来 |
| 场景 | 谁来做 | 工具 | 步骤 | 拆螺丝 | 时间 |
|---|---|---|---|---|---|
| 换手机、换卡托 | 用户 | 无 | 托盘弹出 → 换 → 推回 | 0 | 1 分钟 |
| 充电插头线坏了 | 用户 | 无 | 托盘弹出 → 把旧线从线槽抠出,拔掉 2P 接头 → 新线插上、卡进线槽 | 0 | 2 分钟 |
| 镜头脏了 | 用户 / 站长 | 无 | 手拧 2 颗螺丝抬起舱盖 → 擦镜头 → 盖回 | 0 | 2 分钟 |
| 主板或摄像头坏了 | 站长 | 无 | 抬起舱盖 → 拔 1 根 12P 线 → 换整个舱盖总成 → 开机自动读取新板上的标定 | 0 | 3 分钟 |
| 摄像头偏了要重新对准 | 站长 | PH0 | 抬起舱盖 → 松支架 2 颗螺丝 → 按软件画面调腰形孔 → 拧紧 | 2 | 5 分钟 |
| 托盘卡顿、滑轨脏 | 站长 | 无 | 托盘拉到底按释放片抽出 → 清洁滑轨 → 推回 | 0 | 5 分钟 |
| 电控锁、弹簧、阻尼器坏了 | 站长 / 返厂 | PH0 | 抽出托盘 → 底壳内全部可见 → 拆对应 2 颗螺丝换件 | 2–3 | 15 分钟 |
| 前面板按键、灯 | 返厂 | PH0 | 抽出托盘 → 从内侧拆面板 4 颗螺丝 | 4 | 15 分钟 |
| 固件升级 | 自动 | 无 | OTA,不拆机 | 0 | — |
售后备件包(站长常备):充电插头线 ×5、卡托 ×3 种、舱盖总成 ×1、电控锁 ×1、恒力弹簧 ×1。
线不出托盘:插头、短线、铜片都在托盘上,跟着托盘一起进出;电是托盘锁住后由底壳的顶针送上来的。整机只有后面一根 USB-C 电源线,手机不需要自己的充电器。
| 用户放手机 | |
|---|---|
| 1 | 按前面板按键,托盘弹出 |
| 2 | 手机屏幕朝上、充电口朝前放进卡托 |
| 3 | 把卡座里的 USB-C 插头拔出,插进手机充电口(线有 30 mm 余量) |
| 4 | 推回托盘到"咔哒";状态灯转绿表示已开始充电,黄灯表示没充上,拉出重插 |
| 设计要点 | |
|---|---|
| 不碰开口 | 插头和线都在卡托前条后面、低于托盘沿,托盘进出时不会刮到前面板开口 |
| 不同手机 | 充电口都在手机底边中间,只是手机长短不同;插头卡座做在卡托上,换卡托就对位 |
| 带壳手机 | 插头留 9 mm 直身长度,常见手机壳都能插到底;磁吸壳不影响 |
| 断电安全 | 托盘一弹出顶针就分开,手机那一路自动断电,拔插头时没有电 |
| iPhone | Lightning 机型换一根 Lightning 插头的短线即可,接口一样是 2P |
对照您发来的 OV5640 模组图纸核了一遍,有 3 件事会改方案:视场角不够要加高、排线只有 48 mm 主板要前移、接口电压要接 2.8 V 而不是图上的 1.8 V。手机充电改为有线,用弹簧顶针传电,托盘上没有随动的线。
| 感光芯片 | OV5640 · 2592 × 1944图上写 2592 × 1499,应为笔误 |
| 镜头 | EFL 3.62 mm · F2.8 · DFOV 120° · HFOV 90° |
| 外形 | 18.2 × 14 mm,镜筒 13 × 13 mm,高约 14 mm |
| 安装耳 | 2 个,孔距 18 mm,孔 φ2耳朵在镜头那一面 |
| 排线 | 6 mm 宽 · 模组到接插件 35 mm · 总长 48 mm24P · 0.5 mm 间距 · 金手指朝下 · 0.3 mm 厚 |
| 电压 | AVDD 2.8 V · DVDD 1.5 V · DOVDD 1.8 V(图纸) |
| AF 引脚 | 23 AF-VDD · 24 AF-GND |
| 对方案的影响 | 处理 |
|---|---|
| 水平视场角 90°,63 mm 处只能拍 126 mm 宽,158 mm 的屏幕装不下 | 整机加高到 130 mm:镜头到屏幕 83 mm,画面 166 × 124 mm,屏幕长边两头各留 4 mm。不想加高就要换 HFOV ≥ 105° 的模组。 |
| 参数自相矛盾:3.62 mm 焦距配 1/4 英寸的 OV5640 算出来水平只有约 53°,和 90° 对不上 | 让供应商确认镜头型号;到货后把模组架在离桌面 83 mm 处拍一把尺子,画面长边要能看到 ≥ 166 mm,再决定高度。 |
| DOVDD 1.8 V:ESP32 是 3.3 V 口,读不到 1.8 V 的高电平 | DOVDD 接 2.8 V(OV5640 允许),主板只做 2.8 V 和 1.5 V 两路 LDO,不做 1.8 V。 |
| 排线只有 48 mm,接插件离模组边不能超过 30 mm | 主板前移到 Y 120,加长到 60 × 100 mm,USB-C 仍在后沿;排线平铺到主板前沿的"下接"FPC 座。 |
| 引脚顺序和 ESP32-CAM 不一样 | 按右边的映射表画主板;GPIO 用 ESP32-S3-EYE 的摄像头脚位,esp32-camera 驱动里选 CAMERA_MODEL_ESP32S3_EYE 直接能用。 |
| 安装耳在镜头那一面,没法直接挂到舱盖 | 支架改 U 形:上面 2 颗 M2.5 锁舱盖(腰形孔),下面一块 2 mm 板开 13.5 mm 方孔让镜筒穿过,模组两只耳朵用 M2 从下面锁。支架 32 × 20 × 18 mm。 |
| AF 引脚 | 自动对焦款:AF-VDD 接 2.8 V,上电后经 SCCB 下载对焦固件,焦点锁在 83 mm 存起来,不用手动调焦。定焦款:两脚悬空,下单时让厂家按 83 mm 调好。 |
| 脚 | 信号 | 接到 | 脚 | 信号 | 接到 | 脚 | 信号 | 接到 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | NC | 悬空 | 9 | HREF | GPIO7 | 17 | PCLK | GPIO13 |
| 2 | AGND | GND | 10 | DVDD | 1.5 V | 18 | Y6 | GPIO12 |
| 3 | SDA | GPIO44.7 kΩ 上拉到 2.8 V | 11 | DOVDD | 2.8 V不接 1.8 V | 19 | Y2 | GPIO11 |
| 4 | AVDD | 2.8 V | 12 | Y9 | GPIO16 | 20 | Y5 | GPIO10 |
| 5 | SCL | GPIO54.7 kΩ 上拉到 2.8 V | 13 | MCLK | GPIO15 | 21 | Y3 | GPIO9 |
| 6 | RESET | 10 kΩ 上拉到 2.8 V可选接 GPIO14 | 14 | Y8 | GPIO17 | 22 | Y4 | GPIO8 |
| 7 | VSYNC | GPIO6 | 15 | DGND | GND | 23 | AF-VDD | 2.8 V定焦款悬空 |
| 8 | PWDN | GND | 16 | Y7 | GPIO18 | 24 | AF-GND | GND |
这套脚位和乐鑫 ESP32-S3-EYE 一样,数据线全在 GPIO8–18,走线短。排线金手指朝下,主板上用"下接式"FPC 座,画板时按图纸 BOTTOM VIEW 的脚序核对一遍,这里最容易接反。
获客手机多数不支持无线充,改成有线 5 V 2 A 更稳,还省了无线充模块和它的发热。难点是充电线不能跟着托盘来回弯,三种做法:
| 做法 | 怎么走线 | 优点 | 问题 |
|---|---|---|---|
| A. 线从前面出去 第 1 周用 | 托盘面板开缺口,手机充电线穿出去接外面的充电头 | 零改动,马上能用 | 外面多一根线,托盘收回时线跟着滑,不好看 |
| B. 伸缩卷线器 | 底壳后部装弹簧卷线器,线随托盘拉出 176 mm 再收回 | 线藏在里面 | 卷线器拉力会顶着弹簧,寿命几千次;多一个活动件 |
| C. 弹簧顶针 + 托盘短线 推荐 | 托盘底面前端嵌 2 片铜片,底壳对应位置 4 根弹簧顶针,托盘锁住后才顶上;铜片到手机插头是一根 60 mm 短线,固定在托盘上 | 没有任何随动线缆;只在需要充电(托盘关好)的时候接通 | 多 4 根顶针和 2 片铜片,约 ¥4;铜片要镀镍防氧化 |
| 方案 C 的细节 | |
|---|---|
| 顶针 | φ2 镀金弹簧顶针 ×4,行程 2 mm,每针 3 A;电源和地各用 2 针并联。座子 2 颗 M2 锁底壳前部 (+20, 13) |
| 铜片座 | 一块 15 × 25 mm 小 PCB,两块镀镍铜箔区 + 2P 座,嵌在托盘底面槽里,2 颗 M2 固定 |
| 短线和插头 | 22 AWG 硅胶线约 80 mm,尾端 2P 接头插在铜片座上(快换件),走卡托前条后的线槽到插头卡座;插头选"USB-C 公头焊线、带 5.1 kΩ CC 电阻"的款,没有这个电阻手机不认 5 V |
| 插头卡座 | 托盘手机槽前端做一个卡座停放插头;卡托前端留 14 × 9 mm 缺口让插头进出;线留 30 mm 余量适配不同机型的充电口位置 |
| 放手机 | 屏幕朝上、充电口朝前放入,把插头插进去,再推回托盘 |
| 安全 | 主板收到锁反馈"已关好"后再打开 5 V 输出,不带电接触;输出经 2 A 自恢复保险丝;每次锁住后读充电电流,没电流就提示重新推一次 |
| 供电预算(5 V 轨) | |
|---|---|
| 手机充电 | 2.0 A |
| ESP32 + 摄像头(折算到 5 V) | 0.4 A |
| 电控锁(0.5 秒瞬时) | 0.5 A |
| 风扇、侧光、状态灯 | 0.3 A |
| 合计 | 3.2 A,降压按 4 A 选TPS54560 或同级 |
| 适配器 | PD 30 W20 W 的在手机大电流充电时会掉电压 |
坐标单位 mm:X 为左右(中心为 0),Y 从前面板往后量,Z 从底面往上量。图中编号对应下表;橙色圆圈为螺丝固定点。
螺丝固定点橙色短条:摄像头支架腰形孔,可前后微调 ±3 mm蓝线:侧光灯条(装在侧壁,高 40 mm)
| # | 零件 | 位置 (X, Y, Z) | 固定方式 / 锚点 | 对准要求 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | OV5640 模组 + U 形支架 | 0, 89, 镜头底 109 | 支架 2 颗 M2.5 锁舱盖凸台 (±13, 89),腰形孔可前后调;模组两只耳朵 M2 ×2 从下面锁到支架 (±9, 89) | 镜头垂直朝下,对准收回后的屏幕中心;倾斜 ≤ 1° |
| 2 | ESP32-S3 主板 60 × 100 | ±30, 120–218, 122 | 舱盖内侧 4 个凸台 + M2.5 热熔螺母 (±25, 127 / 211) | 模组天线朝前方空处,15 mm 内不放金属 |
| 3 | 摄像头排线 FPC | 96 → 122 | 24P、模组到接插件 35 mm,插主板前沿"下接"座 (−15, 122),距模组边 26 mm | 留 9 mm 余量,平铺不折 |
| 4 | USB-C 电源口 | 0, 218, 123 | 焊在主板后沿,后壁开 10 × 4 mm 孔 | 和后壁孔对齐 |
| 5 | 前面板小板 | +30–58, 5, 42–84 | 2 颗 M2 螺丝锁在前面板背面 | 状态灯对准导光条 |
| 6 | 滑轨 ×2 | ±53, 4–210, 8–25 | 外节每侧 3 颗 M3 锁侧壁热熔螺母 (Y 30 / 105 / 180),内节 3 颗锁托盘 | 两根平行、等高,误差 ≤ 0.5 mm |
| 7 | 托盘 + 尾部锁扣 | ±48, 0–195, 15–23 | 挂在滑轨内节上;锁扣和托盘一体成型 | 收回时手机中心落在 Y 89 |
| 8 | 电控锁 | ±15, 199–215, 5–25 | 2 颗 M3 锁底板 (±12, 207) | 锁舌对准托盘锁扣,误差 ≤ 0.5 mm;这里决定托盘停在哪 |
| 9 | 恒力弹簧 | −35, 190 → 8, 6–14 | 卷簧套在托盘底面的 M3 螺丝轴上(热熔螺母座);带头 1 颗 M3 锁底板前沿 (−35, 8) | 弹簧带和托盘运动方向平行 |
| 10 | 单向阻尼齿轮 | +46, 14, 11 | 自带安装耳,2 颗 M2 锁底板 (40 / 52, 14) | 和齿条啮合,中心距按模数 0.5 计算 |
| 11 | 齿条 | +46, 12–192 | 单独打印,2 颗 M2 自攻螺丝锁托盘底面 | 和滑轨平行 |
| 12 | 弹簧顶针座 ×4 针 | +20, 13, 顶针头 15 | 2 颗 M2 锁底板 (16 / 24, 22);托盘底面对应位置嵌 2 片铜片 | 托盘锁住时顶针压缩 1–1.5 mm;左右偏差 ≤ 2 mm 仍在铜片内 |
| 13 | 底部集线板 | +20–50, 199–214 | 2 颗 M2 锁底板;顶针线沿底壳右侧向前 | 线不进托盘运动区 |
| 14 | 视觉定位标记 ×2 | (−46, 70) 和 (+46, 108),托盘面 | 6 mm 哑光 ArUco 标记,贴在手机槽两侧的托盘边上 | 对角放置;两个都在 166 × 124 mm 画面内 |
| 15 | 风扇 3010 | −32, 后壁, 55 | 4 颗 M2 锁后壁,往外排风 | 对准后壁格栅 |
| 16 | 侧光灯条 ×2 | ±58, 40–140, 40 | 侧壁卡槽 + 背胶 | 低角度照向托盘,不正对镜头 |
| 17 | 充电插头 + 短线(随托盘) | 0, 2–7, 托盘面 → 铜片 (+20, 10–20) | 插头卡座在手机槽前端;线走托盘右侧线槽,铜片各 1 颗 M2 压线 | 线固定在托盘上,不随托盘弯折 |
视觉锚点:托盘手机槽两侧贴两个小标记。每次托盘锁住后,侧光短亮拍一张,找到这两个标记就能算出托盘的精确位置,再结合屏幕四个角换算点击坐标。这样即使锁的位置有 1–2 mm 误差、或者屏幕是黑的,也能定位准。镜头离屏幕 83 mm,这颗模组水平 90° 刚好拍到 166 × 124 mm,屏幕和两个标记都在画面内。
样机阶段外壳、电子舱盖、前面板、托盘全部用 PETG 打印,只有滑轨、电控锁、弹簧、阻尼器和螺丝还是买的金属件。3D 模型上拖动"拆解"滑块可以看到各件怎么拆开,"打印件高亮"会把要打印的件标成青色。
| 改动 | 原因 |
|---|---|
| 外壳拆成 4 个打印件:底壳、电子舱盖、前面板、托盘 | 每件都能平放在打印床上、不用支撑。电子舱盖高 18 mm,主板和摄像头都挂在盖子下面,翻开盖子就能维修和对准。 |
| 铝底壳改为 PETG(或 ASA) | PLA 超过 50 °C 会软,仓内靠近无线充的地方能到 45 °C。 |
| 铜柱改为热熔螺母 | 打印件直接攻丝拧几次就滑牙。用电烙铁把黄铜螺母烫进去,可反复拆装。 |
| 齿条单独打印,2 颗螺丝装到托盘底面;模数 0.5 改为 1 | 原来齿条和托盘一体,齿朝下,打印时全是悬空面。0.4 mm 喷嘴也打不准 0.5 模数的齿,阻尼器改选模数 1 齿轮。 |
| 弹簧轴柱改为 M3 螺丝 + 热熔螺母 | 朝下的柱子打印要支撑,螺丝更结实。 |
| 内表面全部哑光黑 | 减少拍屏时的反光。顶盖外表面可以换别的颜色,分两次打或双色机。 |
| 前面板单独打印,正面贴床,从内侧 4 颗 M2.5 + 2 根定位销装到底壳 | 贴床的那一面最平整,正好做外观面;不用卡扣,PETG 卡扣反复开合会断。 |
| 顶盖和底壳之间加 2 mm 止口,前沿 2 根定位销,后沿 2 颗松不脱手拧螺丝 | 防止错位和漏光,拍屏时仓内要全黑;拆盖不用工具,从上面打开。 |
| 滑轨安装处底壳侧壁加 5 mm 内凸台 | 2.4 mm 的侧壁放不下 M3 热熔螺母,滑轨又是受力最大的件。 |
| 整机加高到 172 mm,底壳 154 mm + 舱盖 18 mm | 按供应商要求镜头到屏幕 120 mm;这颗模组水平 90°,120 mm 处画面 240 × 180 mm,整块屏幕和定位标记都在里面,边缘余量很大。 |
| 托盘底面前端嵌 2 片铜片,右侧做线槽和插头卡座 | 手机充电线固定在托盘上,底壳的弹簧顶针在托盘关好时才顶上铜片,没有随动线缆。 |
| 打印床 ≤ 225 mm 时底壳和顶盖在 Y 110 拆成前后两段 | 220 mm 长的件在 220 床上横放、斜放都放不下。拼接处做法兰,4 颗 M3 + 2 根 φ3 定位销;256 床(拓竹 P1/X1 等)可以整件打。 |
| 风扇格栅、散热槽、导光条槽、线束卡扣位直接做在壳体上 | 少 5 个零件,少 5 次对位。 |
通用设置:0.4 mm 喷嘴,0.2 mm 层高,4 圈外墙,20% 螺旋填充,PETG 240 / 80 °C,PEI 床面。
| 零件 | 尺寸 mm | 数量 | 摆放 / 支撑 | 特别设置 | 时间 / 耗材 |
|---|---|---|---|---|---|
| 底壳 | 120 × 220 × 154 | 1 | 底面贴床,开口朝上,无支撑 | 侧壁 2.4 mm(6 圈),底 3 mm;锁座、阻尼座、弹簧锚、滑轨凸台、顶针座、集线板座一体 | 17 h · 440 g |
| 电子舱盖 | 120 × 220 × 18 | 1 | 顶面贴床,无支撑 | 壁 2 mm,顶 2.4 mm;主板凸台 ×4、支架凸台 ×2、前沿定位销孔 ×2、后沿手拧螺丝耳 ×2、天线区上方开散热槽 | 4 h · 110 g |
| 前面板 | 120 × 154 × 3 | 1 | 正面贴床 | 100% 实心,黑色哑光;托盘口 111 × 19,按键孔 φ7.4,导光条槽 | 1 h · 30 g |
| 托盘 | 100 × 195 × 12 | 1 | 底面贴床,口袋朝上,无支撑 | 底 3 mm,0.16 层高;尾部锁扣、弹簧螺母座、铜片槽、线槽、插头卡座、标记凹槽一体 | 5 h · 140 g |
| 齿条 模数 1 | 180 × 6 × 5 | 1 | 侧躺,齿朝上 | 0.12 层高,100% 实心 | 0.6 h · 10 g |
| 摄像头支架(U 形) | 32 × 20 × 18 | 1 | 开口朝上平放 | 100% 实心;顶部腰形孔 2.8 × 6 ×2,底板 13.5 mm 方孔,耳孔 M2 热熔 ×2 | 0.5 h · 8 g |
| 手机卡托 | 3 种宽度,每种 1 对 | 3 对 | 平放 | TPU 95A 最好,PETG 也可;插槽配合 0.3 mm | 0.5 h · 15 g |
| 导光条 | 30 × 4 × 3 | 1 | 平放 | 透明 PETG,100% | 0.1 h · 2 g |
| 按键帽 | φ7 × 6 | 1 | 平放 | — | 0.1 h · 1 g |
| 线束卡扣 | 10 × 6 × 8 | 4 | 平放 | — | 0.2 h · 4 g |
| 合计 | 约 30 h · 780 g |
| 托盘 ↔ 前面板开口 | 单边 0.6 mm |
| 热熔螺母孔 | M2 φ3.2 · M2.5 φ3.6 · M3 φ4.0孔深 = 螺母长 + 1 mm |
| 螺丝通孔 | M2 φ2.4 · M3 φ3.4 |
| 卡托插槽、面板卡扣 | 0.3 mm |
| 锁舌 ↔ 托盘锁扣 | 0.3 mm锁扣前缘做 45° 斜面 |
| 顶盖止口 | 0.2 mm |
| 齿条 ↔ 阻尼齿轮中心距 | 理论值 + 0.2 mm |
| 试块 | 先打一片 30 × 30 mm 试块,上面带上述所有孔径和一段齿条,按自己打印机的实际结果修正,再打大件 |
| 规格 | 数量 | 用在哪 |
|---|---|---|
| 热熔螺母 M2 | 12 | 支架耳孔 ×2、阻尼座 ×2、顶针座 ×2、铜片 ×2、集线板 ×2、齿条 ×2 |
| 热熔螺母 M2.5 | 10 | 主板 ×4、前面板 ×4、摄像头支架 ×2 |
| 热熔螺母 M3 | 11 | 滑轨 ×6、电控锁 ×2、舱盖手拧螺丝 ×2、弹簧轴 ×1 |
| M2 × 5 螺丝 | 18 | 上述 M2 位置 + 前面板小板 ×2 + 风扇 ×4(自攻) |
| M2.5 × 6 螺丝 | 10 | 主板、前面板、摄像头支架(加弹簧垫圈) |
| M3 × 6 螺丝 | 9 | 滑轨内外节、锁、弹簧带头(加大垫片) |
| M3 松不脱手拧螺丝 | 2 | 舱盖,不用工具 |
| M3 × 12 螺丝 | 1 | 弹簧卷的轴 |
| φ3 × 10 定位销 | 2–4 | 前面板定位 ×2;分段打印时再加 2 |
| # | 步骤 | 内容 | 检查点 |
|---|---|---|---|
| 1 | 后处理 | 清理毛刺,用对应钻头过一遍螺丝通孔;电烙铁 220 °C 把全部热熔螺母烫进去,垂直压到与表面齐平 | 螺母不歪、不凸出 |
| 2 | 底壳装机构 | 滑轨外节(每侧 3 颗 M3)→ 电控锁(2 颗 M3)→ 阻尼器(2 颗 M2)→ 顶针座(2 颗 M2)→ 集线板(2 颗 M2)→ 侧光灯条、NTC → 风扇(4 颗 M2)→ 小件全部插到集线板,线扣固定 | 两根滑轨等高、平行,误差 ≤ 0.5 mm |
| 3 | 托盘装件 | 齿条(2 颗 M2)→ 弹簧卷套在 M3×12 螺丝上拧入螺母座 → 铜片座嵌入底面槽(2 颗 M2)→ 充电短线 2P 接头插上,线卡进线槽,插头放进卡座 → 卡托插入 → 两张定位标记贴进两侧凹槽 → 滑轨内节(每侧 3 颗 M3) | 齿条和托盘侧边平行;托盘上没有任何电线 |
| 4 | 托盘上轨 | 把滑轨中节拉到最前,内节对准后推入,听到卡簧"咔"声 | 托盘全程顺滑,推到底后前面板齐平 |
| 5 | 装弹簧、调速度 | 弹簧带头拉到底壳前沿锚点,1 颗 M3 锁住;手推托盘到底听"咔哒",按一下锁的手动拉线,看弹出速度 | 弹出 2–3 秒;太快换大阻尼,出不来换强弹簧 |
| 6 | 电子舱盖装电子件 | 主板 4 颗 M2.5 → 模组放进 U 形支架,两只耳朵 2 颗 M2 从下面锁住 → 支架 2 颗 M2.5 挂到舱盖先不拧紧 → 排线平铺插入主板前沿"下接"座并锁扣 → USB-C 对准盖子后壁孔 | FPC 不折死角,天线区 15 mm 内无金属 |
| 7 | 前面板 | 按键帽、导光条压入 → 前面板小板 2 颗 M2 → 前面板对准 2 根定位销,从内侧 4 颗 M2.5 锁到底壳 → W8 线沿底壳右侧内角走到集线板 | 按键按下回弹,灯光从导光条透出 |
| 8 | 合盖 | 集线板 12P 线(W1)插到主板 → 盖子前沿定位销插入,沿止口压下 → 后沿 2 颗手拧螺丝拧紧 → 贴脚垫 | 合上后仓内透光检查:开侧光,从托盘口看不到缝隙漏光 |
| 9 | 对准摄像头 | 放手机、推回锁住,上电拍一张,看屏幕是否居中;松开支架螺丝沿腰形孔前后调,拧紧 | 屏幕四角都在画面内,倾斜 ≤ 1° |
| 10 | 标定 | 托盘里放棋盘格纸拍 5–8 张,算畸变参数写进 Flash;拍一次定位标记记录基准位置 | 校正后屏幕边缘直线不弯 |
单台组装时间:约 1.5 小时(含烫螺母 20 分钟)。第一台建议先只装底壳 + 托盘 + 弹簧锁机构,确认弹出和锁住手感没问题再打其余的件。
按"能批量组装、少返修"的标准把方案过了一遍。改了 3 处:手机充电改为弹簧顶针 + 托盘短线,没有随托盘弯折的线缆;舱盖改手拧螺丝免工具拆装;底部所有小件和前面板先接到一块集线板,舱盖只连 1 根线。
| 改动 | 原来的问题 | 改后 |
|---|---|---|
| 手机充电改有线:弹簧顶针 + 托盘短线 | 充电线要跟着托盘来回弯 176 mm,这是整机最容易坏的地方;无线充很多获客手机不支持 | 短线固定在托盘上,顶针在底壳,托盘锁住后才接触;没有任何随动线缆 |
| 舱盖免工具拆装:前沿 2 根定位销 + 后沿 2 颗松不脱手拧螺丝 | 侧面打螺丝外观有孔,侧壁也装不下 M3 螺母;从底部打又要翻机器 | 现场维修不用工具,从上面打开;舱盖总成只连 1 根线,可整体更换 |
| 底部集线板:一块 30 × 40 mm 小 PCB,带 6 个 JST 座 | 锁、风扇、灯条、温度、顶针、前面板 6 根线都要插到舱盖的主板上,合盖时线容易夹到,换主板要拔一堆线 | 小件在底壳装好就近插集线板;合盖只插 1 根 12P 线,盖子能完全拿开维修 |
电子主板按 PCBA 打样采购(元件 + PCB + 贴片一起下单)。参考价为小批量 50–100 台,以实际询价为准。
| 零件 | 规格 / 选型要点 | 数量 | 参考 ¥ | 渠道 |
|---|---|---|---|---|
| A · 主板 PCBA(定制) | ||||
| 主控模组 | ESP32-S3-WROOM-1-N16R8 · 16 MB Flash · 8 MB PSRAM立创 C2913202;16 MB 才能放 OTA 双分区 | 1 | 25–32 | 立创 / 乐鑫代理 |
| USB 烧录 | 不需要串口芯片S3 原生 USB 直接接 USB-C 的 D+/D−(GPIO19/20),加 2 个 22 Ω 串阻和 ESD 管 | — | 0.5 | 立创 |
| PD 诱骗 | CH224K | 1 | 1–2 | 立创 |
| 降压 | TPS54560(9→5 V 4 A,手机充电也从这路出)· SY8089(5→3.3 V 2 A) | 2 | 3–5 | 立创 |
| LDO | ME6211 2.8 V · 1.5 VDOVDD 接 2.8 V | 2 | 1 | 立创 |
| MOSFET + 续流二极管 | AO3400 ×3 · SS14 ×1 | 4 | 1 | 立创 |
| 接口 | USB-C 16P 母座 · 24P 0.5 mm 下接式 FPC 座 · JST-PH 12P 立贴座 | 3 | 3–4 | 立创 |
| 阻容、ESD、晶振、拨码/复位按键 | 常规封装板上留 BOOT / EN 按键,返修用 | 1 套 | 3–5 | 立创 |
| PCB + 贴片 | 60 × 100 mm 四层 | 1 | 15–25 | 嘉立创 |
| B · 小板(定制) | ||||
| 前面板小板 | 轻触开关 + WS2812B + JST-PH 4P | 1 | 3–5 | 嘉立创 |
| 底部集线板 | 30 × 40 mm,JST-PH 座:4P 锁、2P 风扇、2P 灯条 ×2、2P NTC、2P 顶针 5 V、4P 前面板、12P 主板 | 1 | 3–5 | 嘉立创 |
| C · 摄像头 | ||||
| 摄像头模组 | OV5640 · 按图纸(18.2 × 14,FPC 48 mm,24P 金手指朝下)下单注明:按 83 mm 物距调焦;让供应商确认镜头型号和 90° HFOV | 1 | 20–35 | 供应商 |
| D · 弹出与锁止 | ||||
| 迷你滚珠滑轨 | 三节全拉出 · 长 200 mm · 宽 ≤ 17 mm · 带释放片(可拆卸)选"自锁型"(拉到头有定位),别买带回弹的;释放片让托盘不用工具就能取下 | 2 | 8–15 /根 | 1688(抽屉滑轨) |
| 电控锁 | 迷你电磁柜锁 · DC 5 V · 带门磁/反馈开关 · 体积 ≤ 60 × 40 × 18寿命标称 ≥ 5 万次 | 1 | 8–15 | 1688(快递柜锁) |
| 恒力弹簧 | 拉力 3 N · 带宽 10 mm · 展开长 ≥ 250 mm · 带头带孔买 2 N / 3 N / 4 N 各 2 个试 | 1 | 2–4 | 1688(恒力弹簧) |
| 单向旋转阻尼器 | 带模数 1 齿轮 · 单向 · 阻尼 1–3 N·cm买 2 个阻尼值各 2 个试 | 1 | 3–6 | 1688(旋转阻尼器) |
| 硅胶缓冲垫 | φ8 × 3 mm 自粘 | 2 | 0.5 | 淘宝 |
| E · 电气配件 | ||||
| 弹簧顶针 | φ2 镀金 · 行程 2 mm · 3 A · 带座电源、地各 2 针并联 | 4 | 2–3 | 淘宝(pogo pin) |
| 铜片座 | 小 PCB 15 × 25 mm:两块镀镍铜箔区 + JST-PH 2P 座代替散装铜片,顺便做快换接口 | 1 | 2–3 | 嘉立创 |
| 充电短线(快换件) | USB-C 公头焊线 · 带 5.1 kΩ CC 电阻 · 22 AWG 硅胶线 80 mm · 尾端 JST-PH 2P 插头没有 CC 电阻手机不认 5 V;每台随机附 1 根备用 | 2 | 2–3 | 淘宝 |
| 自恢复保险丝 | 2 A 贴片 | 1 | 0.3 | 立创 |
| 风扇 | 3010 · 5 V · 2 线 · 滚珠轴承滚珠寿命 5 万小时,油封的 2 万 | 1 | 3–5 | 淘宝 |
| 侧光灯条 | 5 V 白光 · 100 mm · 带背胶 · 带漫射套 | 2 | 2–3 | 淘宝 |
| 温度传感器 | NTC 10 kΩ 带线 100 mm | 1 | 1 | 淘宝 |
| 线束 | JST-PH 2.0 预压线:2P ×5、4P ×1、12P ×1,长度见走线表可让线束厂按表做 | 1 套 | 5–8 | 1688(线束定制) |
| 电源适配器 | PD 30 W · 带 1 m C-C 线 · 3C 认证 | 1 | 20–30 | 1688 |
| F · 外壳与结构(样机打印 / 量产见下) | ||||
| PETG 耗材 | 哑光黑 1 kg · 透明 50 g · TPU 95A 50 g | 约 700 g/台 | 50–65 | 拓竹 / eSUN |
| 热熔螺母 | M2 ×12 · M2.5 ×10 · M3 ×11(黄铜,带滚花) | 33 | 4–6 | 淘宝 |
| 螺丝 | M2×5 ×18 · M2.5×6 ×10 · M3×6 ×9 · M3 松不脱手拧 ×2 · M3×12 ×1 · M3 大垫片 ×1 | 41 | 2–3 | 淘宝(304 不锈钢) |
| 定位销 | φ3 × 10 不锈钢 | 2–4 | 0.5 | 淘宝 |
| 脚垫 | φ12 硅胶自粘,盖住底部螺丝 | 4 | 0.5 | 淘宝 |
| 定位标记 | 6 mm ArUco · 哑光覆膜贴纸量产改丝印 | 2 | 0.2 | 自印 |
| G · 一次性工具与治具 | ||||
| 烫螺母工具 | 电烙铁 + M2/M2.5/M3 热熔头 | 1 套 | 60–100 | 淘宝 |
| 标定板 | 棋盘格 9 × 6 · 格 10 mm · 哑光打印裱硬板 | 1 | 10 | 自印 |
| 公差试块 | 打印,含全部孔径和一段齿条 | 1 | — | 自打 |
| 烧录线、钻头组、螺丝刀组 | USB-C 数据线 · 2.4/3.4/4.0 mm 钻头 | 1 套 | 50 | 淘宝 |
容易漏买的:30 W 适配器、底部集线板、M3 大垫片(弹簧带头)、脚垫、带 5.1 kΩ 电阻的 USB-C 充电插头线、摄像头下单要注明 83 mm 调焦、滑轨要带"自锁"定位、电控锁要带反馈开关、主板 FPC 座要"下接式"。
| # | 从 → 到 | 线 | 长度 | 走向 / 固定 |
|---|---|---|---|---|
| W1 | 主板 → 集线板 | JST-PH 12P · 26 AWG | 180 mm | 舱盖后壁内侧下到底壳后部;留 60 mm 余量,盖子抬起后再拔。12 芯:5 V ×2、GND ×2、锁、锁反馈、风扇、灯条、NTC、顶针开关、按键、灯 DIN |
| W2 | 集线板 → 电控锁 | 4P:线圈 2 + 反馈开关 2 · 24 AWG | 80 mm | 就近,线扣 1 个 |
| W3 | 集线板 → 风扇 | 2P · 26 AWG | 80 mm | 就近 |
| W4 / W5 | 集线板 → 左 / 右侧光灯条 | 2P · 26 AWG | 200 / 120 mm | 沿底壳侧壁内角,卡扣 2 个;避开滑轨 |
| W6 | 集线板 → NTC | 2P · 28 AWG | 120 mm | 探头贴在托盘下方的底壳中部 |
| W7 | 集线板 → 弹簧顶针座 | 2P · 20 AWG(5 V 2.5 A) | 200 mm | 沿底壳右侧内角向前到顶针座,卡扣 2 个;避开齿条 |
| W10 | 铜片座 → USB-C 充电插头(托盘上,快换件) | 2P · 22 AWG 硅胶线 | 80 mm | 2P 接头插在铜片座上,线卡在线槽里,随托盘移动但不弯折;插头停在卡座 |
| W8 | 集线板 → 前面板小板 | 4P:5 V、GND、DIN、KEY · 26 AWG | 260 mm | 沿底壳右侧内角向前,卡扣 2 个;这样舱盖只连 W1 一根线 |
| W9 | 主板 → 摄像头 | 24P FPC 0.5 mm | 75 mm | 平铺在舱盖内侧,留 10 mm 弧度 |
| — | USB-C | 板载 | — | 穿舱盖后壁开孔,口周围留 1 mm |
防插错:集线板上 2P 座按功能用不同颜色线(风扇红、灯条白、NTC 黑、顶针黄);4P 和 12P 本身不会插错。所有线在接插件后 20 mm 内做一个线扣固定,避免拉扯焊点。
| 固定点 | 方式 | 寿命 / 风险 | 结论 |
|---|---|---|---|
| 主板 → 舱盖 | M2.5 热熔螺母 ×4 | 热熔螺母在 PETG 里可拆装 20 次以上;凸台壁厚 ≥ 2 mm | 合适 |
| 摄像头支架 → 舱盖 | M2 热熔 ×2,腰形孔调整 | 对准后螺丝可能松动偏移 | 加弹簧垫圈;量产用治具对准后点一滴螺纹胶(唯一用胶的固定点) |
| 滑轨 → 底壳 | M3 热熔 ×6,侧壁内凸台 5 mm 厚 | 原侧壁 2.4 mm 装不下 M3 螺母;滑轨受力最大 | 已改凸台;合适 |
| 滑轨内节 → 托盘 | M3 热熔 ×6 | 托盘侧边 12 mm 高,螺母放侧面没问题 | 合适 |
| 电控锁 → 底壳 | M3 热熔 ×2 | 每次锁住有冲击,1 万次后检查螺母是否松动 | 加弹簧垫圈 |
| 弹簧带头 → 底壳 | M3 + 大垫片 | 带头孔周围会被螺丝头磨穿 | 必须加 φ9 大垫片 |
| 弹簧卷轴 → 托盘 | M3×12 螺丝 + 热熔螺母 | 卷簧在螺丝上转动会磨螺纹 | 螺丝外套一段 φ4 铜管或尼龙套 |
| 齿条 → 托盘 | M2 热熔 ×2(原自攻) | 自攻进 PETG 拆 3 次就滑牙 | 已改热熔 |
| 前面板 → 底壳 | M2.5 热熔 ×4 从内侧打 + 2 根定位销(原卡扣) | PETG 卡扣反复开合会疲劳断裂 | 已取消卡扣,外观面无螺丝 |
| 舱盖 → 底壳 | 2 根定位销 + 2 颗 M3 松不脱手拧螺丝(热熔螺母) | 手拧螺丝不会丢;热熔螺母可拆 20 次以上 | 免工具;合适 |
| 风扇 → 底壳 | M2 自攻 ×4 | 基本不拆,自攻可接受 | 可接受 |
| 阻尼器、顶针座、集线板、小板 | M2 热熔 | — | 合适 |
| 弹簧顶针 ↔ 铜片 | 弹簧接触,托盘锁住时压缩 1–1.5 mm | 铜片氧化、顶针磨损会充不上电 | 镀金顶针 + 镀镍铜片;锁住后再通电,不带电接触;做 1 万次测试 |
| 摄像头模组 → 支架 | M2 ×2 穿模组耳孔 | 耳孔 φ2,螺丝只能 M2;拧太紧会裂 | M2 螺丝 + 尼龙垫圈,手拧到位即可 |
| 卡托 → 托盘 | TPU 插槽,无螺丝 | 用户会经常换;TPU 插拔 1000 次没问题 | 合适 |
| 灯条、NTC、脚垫、标记 | 背胶 | 背胶在 45 °C 下 1 年后可能脱落 | 灯条加卡槽限位,背胶只是辅助;标记量产改丝印 |
| 组装 | |
|---|---|
| 零件数 | 打印件 10 种、金属机构 5 件、电子 4 块板、线束 9 根、螺丝螺母约 70 颗 |
| 工具 | 工厂:电烙铁只用来烫螺母(每台 20 分钟,一次性)、PH0/PH1 螺丝刀、镊子,不需要焊接。现场维修:常见情况不需要任何工具,见"拆装与维修" |
| 难点 | 只有两处:烫螺母要垂直(用导向头)、滑轨两根要等高(底壳凸台已定好位,直接锁就行) |
| 时间 | 第一台约 2 小时;熟练后 1 小时;做组装治具后 40 分钟 |
| 可分工 | 托盘总成、底壳总成、舱盖总成可以三个人并行,最后合盖插 1 根线 |
| 返修 | 手拧 2 颗螺丝抬起舱盖,拔 1 根线,主板和摄像头就在手上;托盘拉到底按滑轨释放片即可取下 |
| 胶水 | |
|---|---|
| 结构胶 | 不需要。所有结构件都是螺丝或插槽固定 |
| 背胶(零件自带) | 灯条 ×2、脚垫 ×4、定位标记 ×2 |
| 螺纹胶 | 摄像头支架 2 颗螺丝,对准后点一滴蓝色 243(可拆) |
| 热熔胶 / 502 | 不用。热熔胶 45 °C 会软,502 会在摄像头镜头上起白雾 |
| 项目 | 样机(≤ 50 台) | 小批量(100–500 台) | 量产(≥ 1000 台) |
|---|---|---|---|
| 外壳 4 件 | PETG 打印,¥50/套 | MJF 尼龙打印 ¥120–180/套,或铝型材 + CNC 端盖 ¥150/套,无需开模 | ABS/PC 注塑,4 套模具约 ¥12–20 万,单件 ¥15–25/套 |
| 固定 | 热熔螺母 | 同左 | 注塑时预埋螺母或用塑料自攻 PT 螺钉 |
| 主板 | 嘉立创打样 | 同左,加测试点和烧录治具 | PCBA 厂 SMT,带 ICT 测试 |
| 摄像头对准 | 手动调腰形孔 | 对准治具 | 支架定位销,装上即准,软件再标定 |
| 定位标记 | 贴纸 | 激光刻 | 丝印或模内刻字 |
| 认证 | — | 模组选带 SRRC 认证的;整机做 GB 4943.1 安全测试 | 整机 SRRC 型号核准 + 3C(含电源) |
| 易损件备件 | — | 随机附 1 对卡托 + 1 根充电短线;站长备件:充电短线、卡托、舱盖总成、电控锁、恒力弹簧 | |
| 出厂流程 | 手动 | 烧录 → 写序列号 → 棋盘格标定存 Flash → 托盘弹出 50 次测试 → 拍屏测试 → 贴标 | |
摄像头拍屏 → 服务器识别 → ESP32 用蓝牙点击 → 再拍确认,形成闭环。
第 4–6 步循环执行,直到任务完成。
↻ 04 → 05 → 06 → 04 …
推荐蓝牙 HID。老款 ESP32 没有 USB 接口,有线方案要加芯片。
| 方式 | 优点 | 问题 |
|---|---|---|
| 蓝牙 HID 推荐 | 无连线;安卓支持触控绝对坐标;iPhone 开"辅助触控"后可用鼠标 | 首次需配对;iPhone 只能用光标,要靠摄像头闭环修正 |
| USB 有线 HID 备选 | 连接最稳定,不用配对 | ESP32 没有 USB,需加 CH9329 串口转 USB 鼠标芯片;占用手机充电口 |
| 机械触控笔 不推荐 | 不依赖手机系统设置 | 10 cm 高度放不下;成本高、有噪音、会磨损 |
决定识别准确率的几件事。
| 不开补光拍 | 仓内全黑,屏幕自己发光就够了。侧光只在拍定位标记时短亮,拍屏时关掉,避免反光。 |
| 锁定曝光 | 固定曝光和白平衡,手机屏幕亮度固定在 50% 左右。 |
| 分辨率 | OV5640 2592×1944,拍 166 mm 宽的画面约每毫米 15 个像素,小字也够用;上传前可缩到 1600×1200 省流量。 |
| 摩尔纹 | 镜头轻微离焦,减轻屏幕像素格干扰。 |
| 畸变校正 | 每台出厂用棋盘格标定一次,参数存到 Flash,服务器端校正。 |
按 ESP32-S3-WROOM-1-N16R8 分配。摄像头脚位和乐鑫 ESP32-S3-EYE 一致,esp32-camera 驱动直接可用;模组 24P 引脚怎么对到这些 GPIO 见上面摄像头一节。
| 功能 | GPIO |
|---|---|
| 摄像头 XCLK / PCLK | 15 / 13 |
| 摄像头 VSYNC / HREF | 6 / 7 |
| 摄像头 SCCB SDA / SCL | 4 / 5 |
| 摄像头数据 Y2–Y9 | 11, 9, 8, 10, 12, 18, 17, 16 |
| 摄像头 PWDN | 接地常开,省一个脚 |
| 电控锁(方案 B 为舵机信号) | 21 |
| 锁反馈开关(托盘关好) | 14 |
| 前面板按键 · 温度 NTC | 1 · 2 |
| 侧光 PWM · 风扇 | 38 · 47 |
| 状态灯 WS2812 | 48 |
| 保留不用 | 0 启动脚 · 3/45/46 启动配置 · 19/20 USB · 26–32 Flash · 35–37 PSRAM(R8 八线) · 43/44 日志串口 |
温度必须接 GPIO1–10(ADC1),ADC2 在 Wi-Fi 工作时不能用。烧录走 S3 原生 USB,不需要自动下载电路,第一次烧录按住 BOOT(GPIO0)上电即可。S3 只有 BLE,没有经典蓝牙,手机点击走 BLE HID,iPhone 和安卓都支持。
一根 USB-C 线同时给主板和手机供电。
| 输入 | USB-C PD,CH224K 诱骗 9 V配 30 W 适配器 |
| 5 V / 4 A | 降压,给手机充电 2 A(经顶针)、电控锁、风扇、侧光、状态灯手机那一路经 MOSFET 开关 + 2 A 自恢复保险丝,托盘锁住后才打开 |
| 3.3 V / 1 A | 降压,给 ESP32-S3Wi-Fi 发射时峰值约 500 mA |
| 2.8 V / 1.5 V | LDO,给 OV5640AVDD、DOVDD、AF-VDD 都接 2.8 V,DVDD 接 1.5 V |
| 温度保护 | NTC 超过 45 °C 时风扇全速、降低无线充功率 |
小批量(约 100 台)参考价,以询价为准;外壳按样机 3D 打印计。比编码电机方案每台省约 ¥35–45。
| 项目 | 单台 ¥ |
|---|---|
| ESP32-S3-WROOM-1-N16R8(8 MB PSRAM) | 25–32 |
| OV5640 散件(按图纸) | 20–35 |
| 主板 PCB + 贴片 + 阻容(S3 原生 USB,不要串口芯片) | 28–42 |
| PD 诱骗 + 降压 + LDO | 8–15 |
| 电控锁 + MOSFET + 二极管 | 8–15 |
| 恒力弹簧 + 阻尼齿轮 + 齿条 | 5–12 |
| 滑轨 ×2 | 15–30 |
| 弹簧顶针 ×4 + 铜片座 + USB-C 充电短线 ×2 + 保险丝 | 8–12 |
| 风扇、侧光、按键、状态灯、标记贴纸 | 8–15 |
| 集线板 + 前面板小板 + 线束 | 11–18 |
| PD 30 W 适配器(随机附) | 20–30 |
| PETG 耗材约 700 g(底壳、舱盖、前面板、托盘等) | 50–65 |
| 热熔螺母 + 螺丝 | 5–8 |
| 合计 | 208–330 |
按安装位置分组。手机是否放入改由摄像头判断,去掉了红外检测传感器。
| 零件 | 规格 | 数量 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 顶部主板(电子舱) | |||
| 主控模组 | ESP32-S3-WROOM-1-N16R8 | 1 | 拍照、联网、BLE 点击、控制外设 |
| USB 烧录 | S3 原生 USB | — | 烧录和日志都走 USB-C,不需要串口芯片 |
| FPC 连接器 | 24P · 0.5 mm 间距 | 1 | 接摄像头排线 |
| USB-C 母座 | 16P(带 CC 脚) | 1 | 供电 + 烧录 |
| PD 诱骗芯片 | CH224K | 1 | 从充电器要 9 V |
| 降压芯片 | 9→5 V 4 A · 5→3.3 V 1 A | 2 | 手机充电和外设 5 V,主控 3.3 V |
| LDO | 2.8 V · 1.5 V | 2 | 摄像头供电,DOVDD 接 2.8 V |
| MOSFET | AO3400 | 3 | 开关电控锁、风扇、侧光 |
| 续流二极管 | SS14 | 1 | 保护电控锁驱动 |
| 温度传感器 | NTC 10 kΩ | 1 | 监测仓内温度 |
| 接插件、阻容、ESD 保护 | JST-PH 等 | 若干 | 连接底部线束、保护 USB 口 |
| 摄像头(散件) | |||
| 摄像头模组 | OV5640 · 18.2 × 14 · FPC 48 mm · 24P | 1 | 朝下拍屏,出厂调焦到 83 mm |
| 摄像头支架(打印) | PETG U 形,带腰形孔和 13.5 mm 方孔 | 1 | 固定模组,可前后微调对准 |
| 前面板小板 | |||
| 按键 | 轻触开关 | 1 | 手动弹出 |
| 状态灯 | WS2812B + 导光条 | 1 | 待机蓝、动作黄、工作绿、故障红 |
| 弹出与锁止 | |||
| 电控锁 | 迷你柜锁 · 5 V/9 V · 带反馈 | 1 | 卡住托盘,通电解锁 |
| 恒力弹簧 | 约 3 N · 带长 ≥ 190 mm | 1 | 把托盘拉出来 |
| 单向阻尼齿轮 | 模数 1 | 1 | 弹出时减速,推回时不费力 |
| 齿条(打印) | 模数 1 · 180 mm | 1 | 带动阻尼齿轮,2 颗螺丝装托盘底面 |
| 滑轨 | 三节全拉出 · 约 200 mm | 2 | 托盘导向和承重 |
| 硅胶缓冲垫 | 3 mm | 2 | 弹出到头和推回到底时减震 |
| 托盘 | |||
| 托盘本体(打印) | PETG 哑光黑 | 1 | 带尾部锁扣和弹簧螺母座 |
| 定位卡托 + 硅胶垫 | 可换尺寸,前端留 14 × 9 mm 插头缺口 | 1 套 | 固定手机,适配不同机型 |
| 充电短线(快换件) | USB-C 公头带 5.1 kΩ · 80 mm · 2P 接头 | 1 + 1 备用 | 固定在托盘上,插进手机充电口;用户可自换 |
| 铜片座 | 小 PCB,镀镍铜箔 + 2P 座 | 1 | 嵌在托盘底面,接顶针 |
| 视觉定位标记 | 6 mm ArUco · 哑光贴纸 | 2 | 摄像头定位托盘 |
| 外壳与散热 | |||
| 外壳(打印) | PETG · 底壳 + 电子舱盖 + 前面板 | 1 套 | 内表面哑光黑;量产可改铝底壳 + 塑料盖 |
| 风扇 | 3010 · 5 V | 1 | 后部排风 |
| 侧光灯条 | 白光 LED + 漫射罩 | 2 | 拍定位标记时短亮 |
| 弹簧顶针座 | φ2 镀金 ×4 针 · 带座 | 1 | 托盘锁住后给铜片供 5 V |
| 底部集线板 | 30 × 40 mm · 6 个 JST 座 | 1 | 底壳小件就近插接,合盖只插 1 根线 |
| 热熔螺母、螺丝、脚垫 | M2 ×8 · M2.5 ×4 · M3 ×13 | 1 套 | 固定主板和机构,数量见打印方案 |
| 内部线束 | 9 根,见走线表 | 1 套 | 全部固定线缆,无活动线 |
第一批样机重点测这几项。
| 第 1 周 | 用 ESP32-S3 开发板(N16R8)+ FPC 转接板接这颗 OV5640 模组 + 3D 打印支架,先量 83 mm 处的拍摄范围,再验证拍屏清晰度和蓝牙点击;充电先用方案 A(线从前面出去);同时打公差试块和托盘,试弹簧和阻尼组合 |
| 第 2–3 周 | 主板原理图和 PCB 打样;打印底壳、舱盖、前面板并按组装顺序装第一台;固件跑通拍照、上传、点击、开锁 |
| 第 4 周 | 整机联调,散热和锁寿命测试,做 10 台小批量内部试用 |
方案阶段的设计值和估算,量产前需按选定的摄像头模组、电控锁、滑轨和无线充模块复核;打印件尺寸以试块实测为准。