自制电动圣诞袜摆动装置教程

这篇文章记录了我怎么做了一组可以自动来回摆动的电动圣诞袜。为了实现这个效果，我设计了一个用激光切割的框架，用来安装驱动袜子摆动的舵机。虽然我用了一些可能不是每个人都具备的加工方式（比如激光切割），但其实你也可以用别的方法来替代，比如直接用纸板代替亚克力材料来剪裁制作这个框架。

以下列出的是制作一个袜子所需的用品清单（我一共做了3个）：

• 3毫米厚的亚克力板
• 舵机（我用了DS3218型号的，不过MG995性价比更高）
• 8颗M4规格、长12毫米的螺丝和带锁螺母
• Arduino Uno开发板
• 项目盒
• 5V电源适配器
• 圣诞袜
• 一些电子配件：电线、热缩管、接线头等

我首先用激光切割了一个框架，把它塞进袜子里，这样在摆动的时候不会塌掉。我会在下面附上文件“stocking_frame.svg”，不过在切割之前记得先确认一下它是否适合你要用的袜子尺寸。我在框架上打了几个大圆孔来减轻重量，不过后来发现即使不打孔，DS3218舵机的动力也完全足够带动整个结构。

框架顶部有一个凹槽用来固定舵机本体，还有一个60度的弧形开口方便穿线。还有一个配套的外部框架文件“outer-stocking-frame.svg”，装在外面把圣诞袜夹在两个框架中间（下个步骤会详细说明）。

我还用1.6毫米厚的钢板做了“mantel-bracket.svg”支架，用来把袜子固定在壁炉架上，在离边缘20毫米的位置进行了弯折。这个支架是可选的，因为具体怎么安装还得看你的实际环境。你也可以用木头或者3D打印的方式做一个类似的支架。

我先把“outer-stocking-frame.svg”用强力胶粘在袜子顶部，然后剪掉对应舵机凹槽位置的布料（见图1）。用胶水固定只是可选项，但我发现这样剪起来更方便。接着把“stocking-frame.svg”插进袜子里，对准孔位后把DS3218舵机装进去。注意舵机要朝外安装，电机轴应该在袜子的顶部。最后用M4螺丝穿过亚克力板把舵机固定好。建议使用带锁的螺母或螺丝胶，防止螺丝松脱。

舵机的电线可以从那个弧形开口穿出来，并且可以用一段刹车线套管来保护电线，避免被亚克力板的锐边划破（见图2）。为了让袜子看起来更饱满，我还往里面塞了一些包装纸。

我用了四爪舵盘来连接舵机。虽然我用的是DS3218型号的舵机，但这种四爪舵盘通常都是搭配MG995一起卖的，而不是DS3218（刚好我手头两种都有）。这一步你可以根据自己喜好灵活调整部件的设计和组装方式。

我用3D打印机做了一个支架，让四爪舵盘可以卡在里面（见图2），然后把这个支架用螺丝拧到第一步做的金属支架上。最后再把这个整体装到舵机上就行了（见图3）。

我把电子元件都装进了一个项目盒里，主控用的是Arduino Uno，还加了个舵机控制扩展板。另外我还加了旋钮电位器，用来调节摆动的速度和幅度。经过测试后，我觉得设定成比较慢的速度，左右各摆动30度的效果最好。

如果你需要了解舵机控制扩展板的详细使用方法，可以参考官方提供的教程。当然如果你想省事不用扩展板，也可以直接用Arduino自带的示例程序“Servo Sweep”来控制舵机（见图3）。不过记得修改角度范围，因为默认是转0到180度，如果那样的话，袜子里的东西怕是要被甩出来了！