「歩くの歌」ロボットその4

NHK Eテレ朝の番組0655に出てくる「歩くの歌」のロボット4台目

Parallel crankバージョン(名前は勝手につけてます)

3Dプリンタで出力した部品を使っています

材料

3Dプリント用のモデルはこちらからダウンロードしてください

https://www.thingiverse.com/thing:4746108

その他部品：

• TTモーター：x1
• アイスの棒：x2
• タッピングネジもしくは木ネジ(直径2mm、長さ6ｍｍ)：x12
• 竹串：37mm
• 単三電池ボックス(スイッチ付き)：x1
• 単三電池：x1
• 電線：100mm
• 厚手の両面テープ
• ハンダ

工具

• 3Dプリンター
• ノコギリ
• ねじ回し
• ハンダゴテ

作り方

3Dモデルを出力します。3DプリンタはPRUSA MINIを使っています。

竹串を37mmの長さに切ります

アイスの棒に2ｍｍの穴を開け、余分な部分を切り落とします。二つのアイス棒を重ねて、テープで固定してから穴を開けると、全く同じ位置に穴を開けることができます。木ネジを穴に入れてみて、するすると回るのが理想です。回転がきついようでしたら、穴を若干広げてください。

電池ボックスをTTモーターユニットに貼り付けます。モーターユニットの表面が平らではないため、両面テープを使う場合は厚みのある物を使ってください。

電池ボックスとモーターをハンダ付けします。ロボットの特性上、前後どちら方向でもちゃんと動きます。進む方向をちゃんと決めたい時は、電線を仮止めして動かしてみて、回転方向を確かめてからハンダ付けしましょう。

モーターからの出力軸にクランクを取り付けます。TTモーターユニットの軸は2面平らになっています。クランクもその形に出来ているので、軸がスリップすることなく力が伝わります。

ネジで締めることにより、軸をキッチリとつかみます。

反対側のクランクも同様に取り付けます。この際、互いの角度が120度になるように取り付けてください。この「120度」というのがポイントです。180度じゃだめなの？後ほど解説します。

はじめに切った竹串をTTモーターの穴に差し込みます。

自由回転軸用のクランクを竹串に取り付けます。まだ反対側のクランクは取り付けません。

アイスの棒を片側だけ取り付けます。

ここで一度動かしてみましょう。並行リンクをぐるぐる回そうとした場合、死点に気をつけなくてはなりません。何も対策をしないと、リンクが一直線になった時に回転方向が定まらず、思った通りに回転してくれません。

さて、これを回避するために反対側にもアイスの棒を付けましょう。クランクを竹串に差し込んで、クランクの軸を固定する前にアイスの棒を取り付けます。

はじめに取り付けたアイスの棒に並行になるように2番目のアイスの棒の角度を整えたら、クランクの軸を固定します。

さて、この状態で動かしてみましょう。うまくクルクルと回ることができました。左右の足は120度ずらして取り付けられていましたね、これは片方のリンクが一直線になった時に、もう片方のリンクがある程度の角度を持って死点の位置にならないための対策です。もし左右の足が180度ズレていた場合、片方が一直線になるともう片方も一直線になってしまい、どちらも死点の位置になってしまいます。

ちなみに120度ではなくても構いません。180度から少しだけでもズレていれば理論的には死点を回避して回転できます。ただし、全体的に精度良く作れなければなりません。力学的には90度ずらすのが理想です。

さあ、最後に足を取り付けます。娘が手伝ってくれました。

完成です！