メチャロボ/素材

公開日:  最終更新日:2014/06/05

すいません m(_ _)m、本記事はブログ引越時に書式が崩れました。順次修正中です。

素材について考えをまとめてみました。結論から行くと、やっぱりTAMIYAかな(あたりまえすぎてすいません)と思います。タミヤでは、TAMIYAの楽しい工作シリーズテクニクラフトシリーズという製品にて、モータやリモコンボックスのラインナップがあります。


このエントリでのリンクは、TAMIYA SHOP ONLINEへ張ってあるものが多いですが、なぜか、TAMIYA SHOP ONLINEの方が全般的な情報が多いので、そうしています。TAMIYA本家の方だと、ちいさい絵がポツンとあるだけのものもあったので、こっちにしました。


フレーム
加工性や安全性を考えると、アルミなどの金属よりも、紙、木、プラスチックの方が適していると思います。また、作ったものの再現性(誰が作っても、同じように作れば同じように動く)を加味すると、プラスチックで、最初から穴が開いているものが使いやすそうです。プラ板や木から部品を切りだすことも考えてみましたが、「何センチに切った木を用意してください」と言うだけで、敷居が高くなりそうなので、コストアップ覚悟で買物で済ませる事にします。


ということで、楽しい工作シリーズの「ユニバーサルプレート」が最適ではないかと。これは、ABS樹脂という弾力のある材質でできています。強度はイマイチっぽいですが、カッターナイフでもカットしやすく、もともと、5mm間隔で穴が開いてますので、ネジ穴などを改めて開ける必要もなさそうです。これなら机から落としても問題のないフレームが組めそうです。また、「3mmプッシュリベットセット」というのもあり、うまく設計すれば、ネジを使わなくても組み立てることができそうです。アーム状のものについても、「ユニバーサルアームセット」がありますので、これが使えます。


モータ&ギアボックス
ギアボックスは、「楽しい工作シリーズ」と「テクニクラフトシリーズ」の両方でラインナップされています。「楽しい工作シリーズ」はFA-130モータ、「テクにクラフトシリーズ」はRE-260モータを使っていることが違いですが、どちらも電源は3Vなので、「手軽に乾電池駆動」という点では問題ありません。


二足歩行ロボットの場合、とにかくパワーが必要なので、より力があって、ギアのクオリティも高そうな「テクニクラフトシリーズ」のギアボックスを使用したいところですが、出力シャフトが4mmというのが気になります。また、シャフトの先にアームを固定する場合、ネジで固定するようですので、「気軽に自由な長さに切って使う」というわけにはいかない感じです。


どれくらいパワーが違うか、モータのカタログスペックで比較してみると、倍半分ってところです。実際に、ギヤーボックスでトルク値が公開されているのを見ると、もっと差が大きいようなので、ギヤーボックスの精度なども影響していると思われます。


「楽しい工作シリーズ」でラインナップされている便利そうな部品は、3mm径シャフトを基本にしているようですので、「楽しい工作シリーズ」のギアボックスの方が工作は簡単になりそうです。そんなわけで、「楽しい工作シリーズ」の方を使う事にし、足りないところは設計でなんとかすることにします。


どれくらいのスペックか?というのをちょっとサーボに例えた形で表現してみます。サーボスペックは、トルク(kg-cm)とスピード(sec/60deg)で表現します。タミヤのホームページで、ギアボックスの仕様が公開されているものがあるので、これを使って表現しなおすと…(違ってたらコメントお願いします)。



となります。”rpm”とは、回転数の単位で、「1分間に回転する数」のことです。動作速度への変換のための計算は、「60秒/回転数/6」で行いました(最後の「1/6」は、60度/360度です。)。サーボを実際に触った事がある方はわかるかと思いますが、車のタイヤじゃないので、リモコンのスイッチON/OFFで細かいコントロールをしようと思うと、0.3sec/60deg以上のゆっくりとした速度じゃないと難しそうです。実際にその速度で動くかどうかも不明なので、やってみないとわかりませんが…。ひょっとして無負荷時の速度っぽいですよね。


上記スペックから、FA-130モータを使ったギヤーボックスシリーズは、モータの回転数が、13230rpmであることを前提としていることがわかります。試しに、他のギヤーボックスでも計算してみましたが、13000rpmちょっとぐらいで計算されているようです(なんで少しずつ違うかは疑問)。やっぱり回転数は無負荷時っぽいです。


この値を使えば、スペックの載っていないギヤーボックスについては、計算で求めることができます。例えば、「シングルギヤボックス(4速タイプ)」の場合、ギヤ比を344.2:1で組むと、13230×(1/344.2)となりますから、38.4rpm、つまり0.26sec/60degということになります。むむむ、これはちょっと微妙な速度ですね。


おっ、「3速クランクギヤーボックスセット」には、金属製のクランクアームが同梱されているようです。「3mmシャフトセット」に入っているものと同じようです。このクランクアームだけ欲しい…。ちょっと探してみましたが、それは無さそうです。


リモコン
やっぱり操縦できなくちゃ面白みにかけるかと思いますので、リモコンボックスは必須です。そこで、ラインナップされているものを探してみると、「2チャンネルリモコンボックス」と「4チャンネルリモコンボックス」があります。発展させることを考えると、「4チャンネルリモコンボックス」の方がよさそうです。でも、これって、本当に子供でも組み立てることができるのかな?それが一番心配ですが、まずは「4チャンネルリモコンボックス」を使ってみようと思います。


んでは、このあたりの部品でごにょごにょと考えてみようと思います。


 

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Comment

  1. いずみかわ より:

    こんにちは。いずみかわです。
    実効トルクはもう少し小さいかもしれませんね。
    ギアのトルク伝達効率は平ギアだと最高でも0.9程度(だったかな。うる覚え。)なので、例えば4段なら 0.9の4乗=0.66 程度になっちゃいます。

  2. SiSO より:

    いずみかわさん、こんばんはー。コメントしにくいエントリへのコメントありがとうございます。(T_T)
    そうそう、0.9程度だったと思います。そう思ってタミヤのホームページを再確認したら、実測トルクとあるので、スペック自体は信頼できそうです。
    段数にもよるんですよねー、ということは、PRS-3401は効率低いのかな。

  3. いずみかわ より:

    カタログ見ました。
    おっしゃるとおり実測値のようですね。
    操作系ですが、4chあれば2ch分はリンクをうまく使えばシンプルファイター方式で重心移動による足上げ歩行,残りの2chで上体のヨー軸ピッチ軸をコントロールすることも出来そう。
    腕は上体ヨー軸にリンクで連動(ウチのヒロムロボ方式)させてやればパンチも打てます。
    コレだけ動かせれば起き上がりも出来そうですね。
    楽しみです。

  4. SiSO より:

    そうそう、いろいろ考えているんですが、結構、おもしろいものができそうです。なんで第一回のROBO-ONEのときに思いつかなかったんだろう…。これも1つの進歩ですかねー。

  5. 正道 より:

    クランクアームですが、プーリーセットを使う手もあります。6角シャフトを差し込む黒いアダプターがあり、、シャフトに無理な負荷がかかると、それが滑って自然とクラッチの役目をしてくれます。

  6. SiSO より:

    正道さん、書き込みありがとうございます。
    >プーリーセットを使う手もあります。
    なるほど、動作の再現性が低くなるかもと思って、この部品の使用は考えていなかったのですが、トルクリミッターとしての動作を期待すれば、安全性や耐久性に貢献しそうです。なかなか時間配分がうまくできなくて(今朝も寝坊で早朝作業できず…)すすみが悪いですが、ぼちぼち勧めて行きますので、またよろしくお願い致します。

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