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机身外形 94 × 192 × 158 mm、零件数量和螺丝规格来自 v14 方案(这一版按你的意见把风扇挪到摄像头正上方,多了 P5 风道座,风扇改 3007)。内部尺寸(壁厚、凸台位置、百叶尺寸、门轴位置等)是这次按 v14 定的估算值,图上按 1:1 毫米画。打第一台样机后按实物再核一遍,尤其是热熔螺母孔径和磁铁孔径。
5 个 3D 打印零件
整机 4 个 PETG 打印件,外加 1 件按手机大小选的 TPU 卡托。新加的 P5 摄像头风道座把风扇和摄像头装成一个小模块。每个零件都有一个大平面直接贴打印板,全部不用加支撑。示意图里深色那条是贴打印板的面。
你提的五条要求,结构上怎么落实
下面每一条都对应到具体零件上的做法,点上面的「打印摆放」「风道」「透视外壳」可以在 3D 里看到。
1. 有利于 3D 打印全部免支撑
- 每个零件都能找到一个大平面贴板:机身底面、舱盖顶面、前门外面、卡托底面、风道座底面。
- 最大件机身 94 × 192 × 140 mm,拓竹 A1 / P1S / X1 的 256 mm 打印仓都放得下。
- 悬空的地方都控制在 45° 以内:进风百叶片做成 45° 斜片,螺丝凸台和磁铁座下面都垫 45° 斜撑。
- 水平方向的孔(门轴螺母孔)做成泪滴形,顶部是 45° 尖角,打出来是圆的,不塌。
- 舱盖的风扇格栅、灯孔都在第一层,打出来最干净;USB-C 开口顶部只跨 10 mm,正常桥接即可。
- 共 3 盘:机身单独一盘约 13 h;舱盖 + 前门 + 风道座一盘约 4.3 h;TPU 卡托一盘约 1.5 h。
2. 耐用不易坏按常年开机设计
- 材料用 PETG 不用 PLA。仓里长期 35–45 °C,PLA 约 55 °C 就开始软,螺丝处会慢慢松;PETG 耐到约 75 °C。
- 所有要拆的螺丝都拧进热熔铜螺母(共 10 颗),不直接拧塑料,反复拆装不会滑牙。只有风道座用 2 颗自攻,平时不拆。
- 门轴孔中心离机身前沿 4.5 mm:两侧壁比门多伸出 3 mm 包住门,孔周围有足够的肉,不会从边上崩开。
- 内角做 R1.5 圆角,凸台外径约等于螺母外径 1.6 倍,受力不集中在一条线上。
- 磁铁压入(孔比磁铁大 0.1 mm),不用胶,不会因为胶老化掉下来。
- 卡托用 TPU 软料,手机放进放出不刮花,卡托坏了换一件只要 0.4 h。
3. 壁厚适中主体 2.4 mm
< 1.6 mm螺丝处易裂,大平面易翘
2.4 mm约 5 圈墙线,基本全实心
> 3.5 mm多耗料多耗时,收缩应力大
- 侧壁、后壁、舱盖顶板 2.4 mm;底板 3.0 mm(放手机受压);前门 3.0 mm;加强筋 1.6 mm。
- 闷热主要不是壁厚造成的。塑料本身导热很差,2.4 mm 和 4 mm 散出去的热量差不多,热量主要靠空气带走,所以靠下面的风扇和百叶解决。
- 壁太厚反而有坏处:PETG 冷却收缩时厚壁的角更容易翘、开裂,打印时间也更长。
- 切片建议:0.4 mm 喷嘴,墙层数 5,填充 15–20% 螺旋(Gyroid),层高 0.2 mm。
4. 一定要有风扇,散热要好风扇压在摄像头正上方
- 摄像头是最热的件,所以风扇直接放在它正上方,叶片离摄像头板只有约 5 mm,向上排风。热空气本来就往上走,风扇顺着它抽。
- 风扇和摄像头装在同一个风道座(P5)里:风扇卡在罩子顶部,摄像头挂在罩子底部。风扇只能从罩子下沿吸气,空气一定先扫过摄像头板面再被抽走,不会绕开。
- 罩子下沿四周有缝和两道缺口,进风口合计约 4.5 cm²,比风扇开口(约 3.9 cm²)大,不憋风。
- 两股进风:两侧上部百叶正对摄像头高度,新鲜冷风直接送到摄像头;两侧下部百叶靠近门口,冷风先贴着手机吹过,再升到摄像头下面被抽走。
- 主板放在摄像头前方旁边,不叠在摄像头上面。叠起来两块板的热会闷在中间,而且会把风扇挤走;主板发热只有约 0.5 W,放旁边就够。
- 为了让风扇塞进摄像头上方,风扇从 3010 换成 3007(30 × 30 × 7 mm,同样 5 V),薄 3 mm,风量接近;整机高度和镜头到屏幕 120 mm 都不变。
- 百叶片向下斜 45°,光进不来,摄像头靠画面变暗判断「门已关」的做法不受影响。主板上的 NTC 放在靠摄像头一侧,按温度调风扇转速,超过 40 °C 先停手机充电。
5. 好组装约 30 分钟,5 步
- 烫 10 颗热熔螺母(烙铁约 220 °C)。
- 风扇放进风道座顶部卡住,摄像头 2 × M2 拧在风道座底部;整块用 2 × M2 自攻装到舱盖上。主板 4 × M2.5。
- 机身装前门(2 × M3 门轴,点一滴可拆螺纹胶)和 4 颗磁铁。
- 手机线按槽走:插主板 XH → 后壁线槽 → 右侧地沟 → 弯头插头卡进门口卡座。
- 放卡托,合舱盖,拧 2 颗手拧螺丝,做一次棋盘格标定。
- 全程只要烙铁和 2 把内六角,不用胶,不用焊线,螺丝都从外面或上面拧。
单口供电和内部走线
整机外面只有一个 USB-C 口,所有线都在里面。点上面 3D 视图右上角的「走线」可以看每根线的走向。
电从哪里进、怎么分一根线进,主板分两路
- 充电器(必须支持 5 V 3 A)→ 舱盖后面的 USB-C 口 → 主板。口放在后面,上货架时线从后面走,不挡门、不挡手。
- 第一路给主板自己:ESP32-S3、摄像头、风扇、灯,峰值约 0.5 A。
- 第二路给手机:经 2.5–3 A 保险丝和 AO3401 电子开关,从 XH 2P 插座出去,接手机充电线。固件按电量 40–80% 开关,NTC 超过 40 °C 先断。
- 手机这一路的电流由充电线里的电阻决定:56 kΩ 约 0.5–1 A,常年保持 40–80% 足够;想充快一点改 22 kΩ,约 1.5 A。两路加起来最多约 2 A,在 3 A 以内。
- 主板读 USB-C 口的 CC 电压,发现充电器只给 1.5 A 时自动停掉手机充电,保主板和摄像头不掉电。
主板上的 4 个接口全部插拔,不焊线
- USB-C 母座(朝后,外露):整机电源输入。
- XH 2P(朝右):手机充电线。用 XH 不用 PH,因为 PH 每针只能过 2 A,XH 能过 3 A,长期通电不发热。
- 2P 风扇座(朝前):3007 风扇,线约 4 cm。
- FPC 座(朝前):摄像头排线,约 3 cm。主板和风道座挨着放,排线越短越不容易出干扰。
- 风扇、摄像头、主板都装在舱盖上,开舱盖时只需要拔手机线这 1 个插头。
手机线怎么走、门会不会夹全程压在槽里
- 走向:主板 XH → 后壁竖线槽(3 个卡扣)→ 右侧地沟(2 个卡扣)→ 沿门口内侧横过来 → 插头卡座。
- 插头用 90° 弯头 C 公头,线从插头侧面出,横着走,不往门的方向伸。
- 门绕底边转,门板下沿转到最里面时离插头还有约 1.5 mm,离线约 3 mm,开关门碰不到线。插头卡座也只做到这条线以内。
- 放手机:手机推到底,把卡座里的插头往后一推插进手机。线是固定的,不用每次理线。
- 舱盖到主板留约 4 cm 余量,拔插 XH 时不用扯线。
全部零件
和 3D 里的标注一一对应。打印件 5 个,其余是买的。