2016年6月16日木曜日

手作り工作 ドローン式 浮遊装置

ドローン式浮遊装置を作ってみました。

残念ながら
本物のドローンのように華麗な動きはしません・・・(^^;
リモコンじゃなく押ボタンスイッチで操作だし、
電池を搭載すると重くて上がらないので、機体の外部に置いてるし、
センサーなしなので、アクリル棒を頼りに舞い上がる・・・

どこがドローン式かと言うと
モーターの配置方法とプロペラのねじり方向です。

ドローンのモーターには「CW (時計回り)」と「CCW (反時計回り)」の2種類があり
交互に配置されています。
(今回はCW4個を使って、CCW分は電池に逆に接続しています。)
プロペラは当然ながら、全て下に風を送るように
回らないことには 飛び上がりません。

モーターが時計回りと・反時計回り、
モーターは全て下に風を送るようにするには
プロペラのねじり方も2種類 必要になります。


今回、購入したパーツは次のようなものです。
                              ↓ クリックしてみて下さい。
(モーター2個と極性の違うプロペラが付いて200円以下です。)

リポパック(リチウムポリマーバッテリー)は、
取扱いを間違えると火災や怪我の危険性がありますので、
取扱には十分な注意が必要です。 
こちら ↓ の注意事項をご確認ください。

<作り方>
上のサイトで購入したモーターは
サイズ7mmφ×16mmの小さなモーターです。
赤と黒のプロペラが付いていますが、
下の写真のように、ねじりの方向が反対です。

組立てる素材や組立て方は私が考えながら作ったもので
もっといい方法があると思いますが
取りあえず、私が作ったのはこんな感じです。

上の十字部のピンクのストローはセリアで買った8mmφ、
側面の赤のストローは6mmφです。

モーターは6mmφのストローに少し切り込みを入れて差し込み
モーターが回らないように、テープで固定しています。
(しっかり固定しておかないと、モーターが回ってしまいリード線が切断されてしまいます。)

下部はカードケースに穴を開けて
ストローを差し込んでいます。
とにかく軽く作ることがポイントだと思います。

赤のプロペラを取り付けたモーターは、反時計回り、
黒のプロペラを取り付けたモーターは、時計回り
とし、押ボタンスイッチを付けました。
電源にはリポパック(3.7V)を繋いでいます。
(ちなみにこのモーターの定格は4.2Vまでです。)


土台に3mmφ×1mのアクリル棒を取り付けました。

こんな感じで浮遊します。





(Flashで作成しているため、スマホや携帯で見れない場合があります。)




2016年6月15日水曜日

電磁石の原理を応用した「ソレノイドエンジン」

電磁石は鉄心にコイルが巻かれ、コイルに電流を流すと磁化される仕組みですが、
ソレノイドは空芯コイルに電流を流すことで、可動鉄心を引き寄せる仕組みです。
(今回は可動鉄心の代わりに磁石を使用しています。)
コイルの電流をオンオフさせることにより、磁石が往復運動をし、
この往復運動をクランク機構により回転運動に変化させています。



<作り方>
板厚1cm程度の板を下のようにカットします。

平板取付金具の一つに、リード線をハンダ付けしてから
タッピングネジで固定し、
その手前に針金固定用の木柱を立てます。


100円Shopのおもちゃの車のシャフトに
1.2mmφの銅製の針金をハンダ付けし
CDの中心にタイヤの一つをプラスチック用接着材で貼り付けます。
CDの内径から約4mm外側に こびょう(釘の小さなもの)を刺せる穴をあけておきます。
(ドリル刃1mmを使用) 
(CDがクランク及びフライホイールの役割をし、こびょうがクランクピンとなります。)

電池ケースの赤又は黒どちらかのリード線に
0.55mmφ程度の銅製の針金 約5cmをハンダ付けしてから、
高さ6.5cmの木柱に固定します。
シャフトを②の平板取付金具の穴に挿入します。
銅製の針金同士が接触すると
スイッチがオンになり、コイルに電流が流れます。
離れるとスイッチがオフとなります。

シリンダーの役割をするストローにコイルを巻きます。
ストローは直径8mm  のものを使用します。
(直径8mmのストローは100円Shopのセリア又はmeetsで販売されています。)
まず15mm角の厚紙にストローが入る穴を開け、
ストローに貼ってボビン状にしてから、
0.35mmφ程度のポリウレタン銅線を約300回巻きます。

コイルを①のカットした板に貼ります。

ピストンの役割をするストローに磁石を入れます。
ストローは直径6mm、長さ7cm のものを使用します。

アイス棒を2本用意し、1本は
2.5cm×0.5cmにカットし、端の方にドリル刃1.5mmで穴を開け、
⑥のストローの1cmの隙間にホットボンドを流し込み真っすぐに挿入します。
(ピストンの延長となります。)

もう1本のアイス棒は端の方と、8cmの間隔を開けたところに穴を開けます。
(コンロッドの役割をします。)


⑦と③のCDを接続します。
左のこびょうとビーズ、右のこびょうとCDはしっかりと接着剤で固定しますが
アイス棒は自由に動くようにしておきます。


配線をします。


④のシャフトにタイヤをはめ込み、
シリンダ(コイル)にピストン(磁石)を挿入して、板に貼り付けます。

電極とクランクピンの位置調整をします。
位置が少し変わるだけで動き方が大きく変わります。

まず、電池ケースのスイッチをオンにして、
ピストンがシリンダーに引き込まれるか、押し出されるか確認してみましょう。
コイルに流れる電流の向き 又は 磁石の向きによって、
引き込まれるか、押し出されるか変わります。



引き込まれるか、押し出されるかを確認出来たら
電極とクランクピンの位置調整をします。
(作り方⑩の方向から見た場合です。)



最後に接点の酸化被膜を取り除きます。
下の4ヵ所(平板金具とシャフトの接点、銅の針金同士の接点)を
綿棒などを使用して 酢で磨いておくと酸化被膜が取れて通電しやすくなります。
さらに潤滑油としてサラダ油を塗布しておきます。
(長時間回しているうちに、回り方が悪くなった場合は
この作業を再度行うと、見違えるように復帰します。
綿棒が真っ黒になると思います。)


<2気筒の場合>
コイル、CD、アイス棒、電極など2組準備します。
シャフトは絶縁体で繋ぎ、180度ずらして接続します。

コイル、磁石の極性は左右 同じにし、
両方ともコイルに引き込まれるか、押し出されるかに統一します。
クランクピンは180度ずらして接続します。

ピストンとコンロッドの接続に、竹の割りばしを使って作ってみました。





(Flashで作成しているため、スマホや携帯で見れない場合があります。)

2016年6月10日金曜日

手作り 4足歩行ロボット (四輪駆動方式) (中国製の100円少々のギアモーター使用)

先日、リンク機構方式の 4足歩行ロボット を作りましたが
今回は四輪駆動方式で作ってみました。


<作り方>

今回使用したのは、こちらの中国製のギアモーターです。
(リンク切れになっていたら「DC  ギアモータ」あたりで検索してみて下さい。)
送料込みで100円少々で購入出来ます。(届くまでに2~3週間かかります。)

今回はこのギアモーターの側面に
さらにギアを組み込むので精密さがポイントになります。
ギアモーターの赤丸部分は1mm程度左右に動くようになっています。
1mm動くと ③で取り付けるギアが外れてしまうので、
動かないように工夫をします。
私はストローをホットボンドで固定しました。
中心に2mmφのシャフトを差し込んでいます。

取り付けるギアはダイソーの「リモコンラリーカー」から取り出すことが出来ます。
下の黄色の丸部分、
クラウンギアとピニオンギアを取り出します。(2台分)

下の赤丸のように取り付ければ
左のシャフトに連動して右のシャフトも回ります。
ピニオンギアをはめたシャフトは3mmのアルミパイプに通して、板に固定しています。
シャフトは2mmを基本としていますが、
ピニオンギアをはめたシャフのみダイソーの洋蘭支柱にしました。
(シャフト2mm、アルミパイプ4mmにするとパイプ内の遊びが大きく ギアが外れてしまうため。)
ピニオンギアと洋蘭支柱はエポキシ系接着剤で固定しています。
(そのままではくっつきが悪いので、支柱の表面とギアの内面を
ルーターで少し削って凸凹状態にしておくとつきやすくなります。)

足は同じものを4本
下にワッシャーを固定し、上に針金を曲げて取り付けています。

電池と基板が入る箱を薄めの板で作成し、
側面に足の針金部分固定用の穴を開けて、組み立てていきます。
(下の写真は電池2個になっていますが、実際には乾電池1個でやりました。
電圧が高いと速く動き過ぎて、手作りのギアずれを起こすため)

クランクは共立エレショップの「ユニバーサルフレームI 2本入」切って使用しました。
足と箱はM3小ねじで連結しています。
ネジにはダイソーのアイロンビーズを通しています。

目はペットボトルの蓋に青色LEDを差し込み
ジュールシーフ回路で点灯させています。
(やり方はこちらを見て下さい。)


スイッチはダイソーの商品から取っておいた
プッシュ式スイッチを使用し、しっぽの代わりにしました。

ビデオに撮ってみました。

こうすれば出来ると思っても、いざやってみると
ギアの調整が結構 大変でした・・・(^^;


四輪駆動方式の四足歩行ロボは 上橋智恵の考案作品で~す。
探せば他にありそうだけど、探したけど見当たらなかったので・・・



(Flashで作成しているため、スマホや携帯で見れない場合があります。)

2016年6月5日日曜日

簡単手作り 4足歩行ロボット (リンク機構方式) (中国製の200円以下のギアモーター使用)

先日、2足歩行式のロボットを作りましたが、
今回は4足歩行ロボットを作ってみました。

<作り方>
木板、アイス棒を使って材料を切り出し、
ドリルで穴あけ、マジックで色を塗っています。
下の黄色いものが脚になります。
左が前脚で、幅1cm厚さ5mmの板を使用し、
上部に針金を曲げて差し込み、下部は傘釘の傘の部分をネジ留めしています。

クランクはタミヤの「クランク金具」を使用。
中心から1つ目の穴を使用するため、少し切断しました。

ギアモーターはこれを使いました。
(リンク切れになっていたら「DC1.5-6V  ギアモータ」あたりで検索してみて下さい。)
送料込みで200円以下で購入出来ます。(届くまでに2~3週間かかります。)

②のクランクの中心から一つ目の穴に
M3×15mmの小ねじをナットで締めます。
ギアモーターのシャフトを少し切断し
クランクをシャフトにネジ留めします。

①を③に組み立てていきます。

頭に通しているものはM3×60mmの小ねじです。

それぞれのパーツは軽く動く程度にナットを調整し
ナットは走行中にゆるまないように、接着剤でネジに固定しています。

前側

後ろ側

目の部分はキャンドゥのジャンボビーズを利用しました。
緑色のLEDを並列接続にし、
針金を芯棒として、アルミ針金を巻きました。

今回の装置は単3乾電池1個使用のため、
このままではLEDは点灯しないので、
 で点灯させています。
基板とコイルを背中に貼りました。

スイッチはダイソーの商品から取っておいた
プッシュ式スイッチを使用し、
しっぽの代わりにしました。

 これで完成で~す!!

ビデオで撮ってみました。
BGMなしだと、ぎこちない動きにしか見えないですが
BGMをオンにして見て頂くと、それなりに見える気がします。


4足歩行ロボットは、㈱イスペットのこちらの作品を参考に作ってみました。


(Flashで作成しているため、スマホや携帯で見れない場合があります。)