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2018年4月20日(金) 22:00

時代遅れ

 驚愕だ。

 まさか、主砲がもう手元に来たとは!
 オクのくせに、アマゾんより速い!
 写真の下部に写っているのが、今回ラジコン戦車に搭載するハンマードリルだ。

 上部のごちゃごちゃしているのは、そのラジコン戦車。レーザー戦車として製作を進め、失敗したものだ。
 大きなレンズが見えているが、砲塔の回転軸真下からレーザーを照射する予定だった。それを、砲塔のミラーで反射させる。
 成功したとしても、何しろそのレーザーというのが光出力3ワットしかないYAGレーザーなので、完全に時代遅れ。廃棄するしかない。

 最重要なパワーパックと足周りだけ流用予定。

・・・だったのだが、ハンマードリルを搭載するには幅が狭過ぎる。

 車体傾斜させる都合から、全長は余り長くしたくない。一方でドリルの反力が加わるため、幅は広めにしたい。そもそも、オリジナルの幅ではハンマードリル本体とバッテリーを横並びにできない。

 こうなると、足周りからフルスクラッチすべきかもしれない。
 主砲ハンマードリルは解体するとはいえ、ドリルとハンマーとブラシレスモーターが一体化した主要ユニットはそのまま使う。これは建設業において業務使用されるガチの品なので、メーカーが改良しまくっている。
 主要ユニットは、シロウトが魔改造できるようなシロモノではない。

 そのぶん、それ以外を完全自作に近いものにするのは良いだろう。

 これは、レーザー戦車の砲塔と、ハンマードリルのバッテリー2個。

 バッテリーは25.2Vの3.9Ahというスペックで、100Whを僅かに下回る。100Wh以上のリチウムイオンバッテリーは、航空機に持ち込めなくなるなど制約が生じる。

 砲塔は、真下から照射されるYAGレーザーを反射する誘電多層膜ミラーと、そのミラーを動かすメカが入っている。更に、操縦用のビデオカメラとトランスミッターとラジコン受信機。
 トランスミッターは専用受信機が必要で、スマホ受信ではない。電源も、12Vを要する。ラジコン受信機は、40MHz帯のラジコン用周波数で、バンド管理が必要。とにかくもう、何から何まで時代遅れになっている。

 ただしビデオカメラだけは貴重品かもしれないので、保存の価値はある。これは、解像度が低くて良いから倍率が大きなもの、という選定を行った。レーザーの精密照準を考慮したものだ。
 ドリル戦車は倍率など不用だから、今回は出番がない。しかし将来出番があるかもしれない。指向性エネルギー兵器の照準には、十分有用だ。

written by higashino [ドリル戦車] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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2018年4月19日(木) 21:43

車体の設計

 武装が決定すれば、次はそれを運搬する車体の設計だ。

 現実には存在しないドリル戦車なので、当然スケールモデルではない。ドリルを運搬するという目的に特化し、ほぼフルスクラッチする。しかし、モデルはある。それが、Sタンクだ。無砲塔で、車体傾斜により主砲の狙いを付けるスゥエーデンの珍兵器(退役済み)。
 これが大型武装の搭載に向いているため、強力エアガンを搭載したスケールモデルとして2004年に製作計画を進めていた。しかし、車体傾斜機構の実現が困難で行き詰まり、更にはエアガン規制によりハイパワーなエアガンが違法化されてしまった。かくして、計画は中止。
 その後はエアガンの代わりに強力コイルガンを搭載するものとして再開を企てたが、車体傾斜機構が難しいのは変わらない。加えてコイルガンの実用性にも疑問が生じ、またしても計画は立ち消えとなった。

 このSタンク製作計画については、表サイトに残骸がある。今後の記事を読む際の予備知識として、参照をお勧めしておく。

 車体傾斜機構は自衛隊90式と同様で、サスペンションアームの角度を変更することにより車体を持ち上げたり下げたりする。実車は油気圧式であり、油圧でアームを動かし気圧でクッションとする。コンパクトで大きな力を発揮できる油圧は、建設機械を始め実車では大活躍している。だが、模型向きの小型装置がない。油圧装置は、小型化に向いていない。
 皆無と言うわけではないが、実物の16分の1スケールなどという法外に小さなものはない。
 大きな数センチの模型用油圧装置は、かなりの潜在需要があると睨んでいる。誰か作らない?

 無いものは仕方ないので、油圧の代わりにネジで圧力を発生させようと考えている。
 ナットに長ネジを通し、ナットが回転しないようにした状態でネジを回転させると、ナットが動く。NC工作機械で良く使われている。これだけだとアームの角度を変えることしかできず、サスペンション機能が無い。それは、オイルダンパーでも途中に挟めば何とかなるだろう。
 あとは、位置検出である。ポテンショメーターと価格を調べた結果どうもピッタリのものがなく、だったらラジコン用のサーボをバラして改造するのが良さそうだ。サーボアームとポテンショメーターだけ分離してサスアームの角度検出に使い、サーボ内蔵モターと減速ギアを長ネジの回転動力に使う。適切なサーボを選べば、スマートに角度可変サスアームを実現できるだろう。

 以上は基本アイデアだが、今回はうまく行く確信がある。というか、昔の自分がなぜ挫折したのか良く分からない。
 角度可変サスアームは、アイデアに基づいてラフを作り、早期に試作するつもりだ。

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2018年4月18日(水) 22:17

武装選定

 さて、例えばエアガンが撃てるラジコン戦車を作ろうとした場合、搭載するエアガンを何にするか検討するだろう。
 同様に、ドリル戦車を作ろうとするならば、搭載するハンマードリルを何にするか検討だ。

 ラジコン戦車の運搬や保管を考えると、16分の1スケール級がせいぜいである。となると、搭載武器は、重量4キロ以内に収めたい。
 だから要するに、バッテリー込みで4キロ以内という制限において、最強のものを選ぶ。武装は、制約条件内で最強に限る。

 ただし、問題は重量だけではない。市販のエアガンを何も考えずに選定すると、搭載し難い場合がある。具体的には、高さのあるエアガンは搭載し難い。この場合の高さとは、単純に製品の高さではない。ピストンやモーターなど、一体不可分なユニットの高さである。製品をそのまま搭載するのではなく、ある程度のパーツにバラして搭載するからだ。
 よって、分割不可能なパーツの最大サイズ(高さ)が問題だ。

 ハンマードリルの構造は、モーターでハンマーを動かす。そこには大きな力が加わるため、ハンマーユニットとモーターは分離不可能と考えるべきである。ガチの建設業アイテムである工具なので、電動エアガンより遥かに強力で大型のモーターを積んでいる。だから、外形からモーターの搭載位置は、ほぼ分かる。
 モーターが縦ではなく、水平に搭載されている機種が望ましい。

 重量に関しては、軽ければ軽いほど良い訳ではない。
 ハンマードリルの威力は物理学の常識的に考えて、ハンマーの重量やモーター出力に依存する。いずれも、威力を増大させるには重量増加を招く。つまり、威力が大きいほど重いという一般則が成立する。だから、むしろ上限ギリギリの重さが望ましい。軽くて威力の大きなハンマーなんて、ある訳ないだろ。
 だからこそ、仕様の決定は重要なのだ。4キロと決めたら、4キロだ。
 補足として昨日も触れた通り、振動低減を謳っている機種は威力に関係しない重量が増えるので、不利だ。

 実際には、モーターのワット数は電圧×電流である。電流を増やすと機器は負担が大きいので、これも一般論としてバッテリー電圧の高いハンマードリルの方が威力は大きい。 

 カタログでは、コンクリートにどれだけの直径の穴を開けられるかが記載されている。より大きな穴まで開けられる機種は、威力が大きい。しかし、コンクリートの強度は240〜400気圧ぐらいまで幅があり、機種によって想定強度が異なるので要注意。

 こうした諸々の条件を考慮し、選定したのが MAX PJ-R265-B2C/40A である。定価15万円以上するが、即座にバラしてしまうのだから中古をオクで入手すれば良い。
 総重量10キロていどのラジコンに搭載する武器としては、ほぼ最強だろう。タイルもレンガもコンクリートブロックも破壊できる。ドリルを交換すれば、鉄板にだって穴を開けられる。

 これが良いのは、破壊力と安全性が両立すること。
 エアガンやコイルガンを搭載すると、致命的な誤射のリスクが常につきまとう。しかし、ドリルの射程距離はゼロだ。射程は短く、威力は大きく。そうすれば、ハイパワーな武器をラジコンに積んでも安全に遊べる。
 せっかく搭載した武装が、宝の持ち腐れにならない。

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2018年4月17日(火) 21:45

ハンマードリル

 ハンマードリルについて調べ始めると、振動3軸合成値というのが目に付いた。
 最初はこれを、打撃力の目安と勘違いしていた。すなわち、この数値が大きいほど威力があるのだと。だが、それは大変な誤解である。振動3軸合成値とは、作業員の手元に加わる振動の強さを示す数字である。要するに、使用していて大きな振動を感じるほど、値が大きい。銃で言うところの、反動の強さだ。だからもちろん、小さな方が良い。
 手に振動が加わり続けると障害の原因となり、労働災害の防止という観点から重要な数字らしい。

 つまり、ラジコン搭載を前提にすると、大して意味が無い。むしろ、大きな方がマシかもしれない。
 というのも、振動が発生するのは当たり前である。作用反作用の法則ってものがある。それを弱めるには、余分にバネを入れてクッションにするとか、カウンターウエイトを動かすとか、何らかの寄生重量が必要になる。同一の性能でも、重量が増大するのだ。
 だったら、振動対策はテキトーに済ませてある機種の方が、すぐれる。

 キャリアーとなるラジコン戦車の能力から考えて、ハンマードリルの重量はバッテリー込みで4キロ以内と考えている。
 マルイの18禁電動ガン長モノという感じである。実銃の軍用小銃も、そんなものだ。

 さて、そうなると性能をどう判断し比較すれば良いのか?
 コンクリートの穴開け可能直径は、いちおうのクラス分けに使えそうだ。
 だが、それより気になったのは、ハンマードリル自体の性能が妙に高いこと。

 バッテリー動作の機種はAC電源の機種より概して性能が低い。それでも、コンクリートをバリバリ割ることができる。
 コイルガンを連射しても、コンクリートを砕くのは容易じゃない。自分が作り掛けていたパイルバンカーも、コンクリートを砕こうとまでは考えていなかった。それなのに、バッテリー駆動のハンマードリルは普通にコンクリートを砕くのに使われている。
 そこで、ハンマードリルの構造を調査する。

 内蔵ハンマーを往復運動させ、強力なスプリングで打撃を与えるようだ。要するに、フルオート電動ガンのピストンをハンマーとして使っている感じ。
 大きな打撃力を与えるには、軽量高速より重量低速が有利。だからコイルガンだが、更に重量低速に寄ると、単なるバネの方が有効っぽい。そして動力も電気モーターが勝る。
 コイルガンの効率を10%以上にするのは大変だが、電気モーターは90%ぐらいになる。それは2つの理由がある。1つは電圧・電流の違い。コイルガンは高電圧・大電流で短時間に動作させるが、ジュール熱は電流の2乗に比例して大きくなる。数百アンペア当たり前のコイルガンにおいて、損失の大半はジュール熱である。一方の電気モーターは数十アンペアで動作するため、それだけジュール熱による損失が小さい。
 もう1つは、電気モーターが両極なこと。コイルガンは吸引力しか利用できないが、電気モーターは反発力も利用できる。

 自分がやろうとしていたパイルバンカーの連打というのは、ハンマードリルがやっていることと同じである。だが、動力としてコイルガンは不適切だったということだ。電気モーターと強力バネを使った方が、桁違いの性能を出せる。
 コイルガンは、運動エネルギーを遠方に届けられるという点で、ハンマードリルに勝る。その利点を殺して使うのだから、不利なだけだ。

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2018年4月16日(月) 22:16

ドリル戦車

 突然だが、ドリル戦車である。

 パイルバンカー戦車を作るという話はしていたが、そうではなくドリル戦車である。
 なぜこうなった?

 それは、パイルバンカーをドローン搭載ではなくラジコン戦車搭載へと変更するに際し、どのように仕様を変えようかと考えた結果である。
 既存記事で触れた通り、パイルバンカーの開発は軟鉄棒にシャフトを通すという些細な工作がネックとなって頓挫した。だから、どのように仕様変更するにしろ、その問題は解決せねばならない。
 問題を整理すると、コイルガンのプロジェクタイルたる軟鉄棒と、ターゲットを打撃する棒。その2つをどうやって結合するか?という命題だ。軟鉄棒は柔らかいので、そのまま打撃棒としては使えない。

 搭載対象をドローンから戦車に変えると、重量の制約が小さくなる。よって、結合の仕組みとして若干の重量増加は許容できる。しかし結合機構は基本的には寄生重量であるため、むやみに大きくしたくはない。
 もう1つの問題として、打撃棒そのものの耐久性。安くて壊すとインパクトがある物体として、コンクリートブロックがすぐに思い浮かんだ。コンクリートブロックを破壊できるなら、なかなかのものだろう。そういう固い物体を打撃して破壊されず、しかも先端が尖った打撃棒。

 最近はネット通販が隆盛であり、ステンレス棒はもちろん軽量頑丈なチタン棒なども簡単に手に入る。しかし、先端が尖った棒となると、なかなか見つからない。かくしてコイルガンのプロジェクトタイルとして五寸釘が人気になったりする。
 鋼鉄やチタンのように硬くて、先端の尖った棒。そんなのなかなか市販しないよな。と思った次の瞬間、ドリルビットを思い出した。

 そしてドリルビットと言えば、それを取り付けるチャックが存在する。手回し用のドリルチャックを買ってきて、ドリル固定機構を流用。何とか軟鉄棒を取り付ける。そして打撃棒は市販のドリルビットを使う。これなら消耗しても容易に交換可能だ。
 良く使う3ミリのドリルビットを買い込んで、通常の加工で磨り減ったらパイルバンカー戦車の打撃棒として使う。これでバッチリ解決だ!

 では具体的に、コンクリートブロックに叩きつけるドリルビットは、どんなものが適切だろうか?
 ドリルビットを決めないことには、ドリルチャックを決められない。用途的に、コンクリート用のドリルビットを選ぶべきだろう。
 こうしてコンクリート用を検索したら、そういうドリルビットにはハンマードリルを使うのが良いとあった。

 ハンマードリル?
 何それ?

単機能と多機能どちらがいい?人気のハンマードリル・ランキング10

 ドリルの回転と同時に打撃力を与えることにより、それほど大きな押し付けを行うことなく硬い物体に穴を開ける。うん、ピッタリではないか。
 パイルバンカーではなく、ハンマードリル積んだ方が良くないか?

 ちなみに、だったら比較的軽量の「杭打ち機」は市販されていないのか?と調べたところ、売っていた。
 それは、ハンマードリルに取り付けて使用するものだった。

 キーワードとしては「ハンマードリル」以外に「電動ハンマー」や「振動ドリル」もある。これはじっくりと調査すべきだ。
 分解調査と改造のモトに使うのは、どれが良いか?

written by higashino [ドリル戦車] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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