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2018年04月の記事

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2018年4月25日(水) 22:16

構想修正

 基本構想はOKなので、具体的に使用するパーツを決めねばならない。

 個人のDIYでは限られた工作機械しか使えないため、既製品を多用することになる。すなわち、どのような既製品が存在するかを調査するのが製作の第一歩である。
 リニアアクチュエーターの使用と、その具体的な製品は決定している。

 ラジコンショップで、流用可能なパーツを調査。
 狙いはピニオンギアとオイルダンパーだ。

 ピニオンギアに関しては、豊富に存在するものの大半が3ミリシャフトである。ドリルで穴を4ミリぐらいまで広げても実用になるだろうが、それでも細い。基本的に540モーター直結で使う前提だからだろう。
 できれば6ミリシャフトが欲しい。ドリル戦車は車体傾斜させる都合から、転輪が片側4つしかないSタンク型の予定である。それだけ1つあたりの負荷が大きくなる。

 更に、オイルダンパーの流用も困難と判断。5キロ級の力を受け止めるのは、無理だ。止むを得ず、オイルを諦めて単純なバネだけにする。この場合、押しバネより引きバネの方が大きな力に対処し易い。
 そこで、先日のサスアーム構想からアクチュエーターの取り付け位置を逆側に変更し、サスアームに車体重量が加わった際に「引っ張り」の力が加わるようにする。これにより、バネおよびリニアアクチュエーターという長いパーツを車体縦方向に設置できるようになり、実装も楽になる。反対端のアクティブサスペンションも、バネとアクチュエーターがこれとすれ違うように設置すれば良い。

 中間転輪用のサスペンションを設置する空間も、楽に確保できる。

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2018年4月24日(火) 22:31

無線モニター

 ARROWS NX F-02G という中古の Android スマホを買った。SIM を刺さずに使う。
 SIM 無しだと通話できないが、それは普段使っているスマホで済むから必要ない。ネットも同様なので、アプリのダウンロードなどネット無しでは困る場合だけ Wi-Fi の助けを借りる。
 実際、SIM 無しスマホで可能なことは多い。そもそも今回買った最大の動機は、無線モニター用である。

 バッテリー動作するカメラで、映像を無線送信可能なものは非常に多い。
 ラジコンも一昔前は、無線カメラを搭載しようとすると大変だった。ビデオトランスミッターは大抵12Vが必要だし、受信モニターもでかくて電源に苦労して・・・それがスマホの登場で、劇的に変わった。カメラから映像を Wi-Fi で飛ばし、スマホで受信。そのまま映像表示。余計な電源も必要ないし、スマホの画面は非常に綺麗である。
 ARROWS NX F-02G を選んだのは、

・かなりのアプリが使える Android OS 5.0 対応。
・画面解像度 2560×1440。

 というのが決定的である。そういう機種で、中古のお買い得なものを探した。
 5.2インチのカラーモニターで、解像度2560×1440で、160グラムぐらいで、バッテリーで何時間も動作する無線モニター。それが、8000〜9000円で買えるのだ。ほんと、一昔前から考えると夢のようだ。こうして考えると、科学技術はしっかり進歩している。
 通話しない用途なら通信費も掛からず、中古機種はハードの機能性能からするとバーゲンプライスだ。

 ドローンもドリル戦車も、そしてVRカメラも、この SIM 無しスマホでモニターできる。
 画面解像度にこだわったのは、スマホVRも重視したからである。VRだと、これぐらいのモニター解像度は最低でも欲しくなる。
 スマホをラジコンモニターに使っていると、着信したときに困るという笑い話がある。モニター専用スマホを用意すれば、その手の問題も無い。

 もちろん音楽プレーヤーになるし、カメラはあるし、テレビ見れるし、いろいろなアプリも使える。SIM 無し前提で中古スマホ漁りというのは、なかなか安くて贅沢な遊びだと感じた。

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2018年4月23日(月) 23:26

直進駆動機構

 パーツ情報を収集。
 減速ギアと長ネジとナットを組み合わせた直進駆動機構を自作しようとしていたが、ロボット関係を調べると案の定で既製品が売っていた。
 検索キーワードは、「リニアアクチュエーター」である。例えば、コレなんか非常に使えそうだ。

L16アクチュエータ 50mm 150:1 6V RC


 スペックは、直進ストローク48ミリ、パワー40ポンド、無負荷時秒速8ミリ。そして、ラジコン用サーボと互換性がある。つまり、RCサーボの代わりにコイツを接続するだけで、直進運動のサーボとして機能するのだ。当然ながら、ポテンショメーター内蔵。普通のRCサーボを分解して自作ギアと合体させて、と考えると決して高価とは言えない。
 製品にはバリエーションがあり、昨日の概念構想に最も良く適合すると思われるのが、コレである。

 昨日の概念構想だと、リニアではない通常のRCサーボで駆動することも可能に思える。だが、恐らく実装で苦労する。というのも、RCサーボは背が高すぎるのだ。スケールモデルのラジコン戦車にギミックを詰め込もうとして、ノーマルRCサーボの背の高さには苦しまされまくった。特に、トルクを稼げる大型サーボになると、ますます背が高くなる。
 それに対してリニアアクチュエーターは、背が低い。圧倒的に実装が楽になると考えられ、これも価格を受容できる一因となる大きな付加価値である。とはいえ、さすがに使用は四隅のサスアームだけだ。中間サスアームまで可動式(サスペンション機能は別として)にするのは贅沢過ぎる。

 上記ショップでは、無限軌道や起動輪も売っている。考えてみれば、確かに今や二足歩行ロボットが人気とはいえ無限軌道もロボットの足としてはメジャーである。ただし、そっちは余り良くない。無限軌道のサスペンションを軽視し過ぎている。無限軌道自体も高価過ぎる。ここは、手持ちのラジコン戦車用を流用でいいだろう。
 あとは、ピニオンギアを漁ったり、サスアームに流用可能なパーツがな無いか調べたりせねばならない。実は、そういうパーツも上記ショップで探して、判明したのだ・・・サスペンションどうする気だよおい・・・と。

 ラジコン戦車を扱うと、サスペンションの重要性は良く分かる。荒地走破性が、まるで異なる。

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2018年4月22日(日) 22:18

有力構想

 サスアームを可動させるギミックとして、恐らく最も単純コンパクトなのが、これ。
 サスアーム軸にギアを取り付け、それをウォームギアで回転させる。

 もちろんこれは概念図レベルであり、このまま実装しても壊れる。
 戦車というアプリで厄介なのは、サスアーム軸が車体の端に位置すること。そのため、直径の小さなギアしか取り付けできない。つまり、ギアの歯には、梃子の原理で大きな力が加わる。
 今回は転輪1個に2キロの荷重は想定内と考えている。そうなると、ギアの歯には10キロ以上の力が加わってもおかしくない。だから、これまでギア方式は考えなかった。

 これに対し、ウォームギアは噛み合わせ面積が小さいだめ、大きな力には耐えられない。確実に破損するだろう。
 現実のギアボックスでは、ウォームギアはたいていモーター直結である。要するに、最も小さな力で済む場所に使用する。

 しかし、ギアを使うのは案外悪くないかもしれない。起動輪を動かすパワーパックの最終段ギアには、同じぐらいのオーダーの力が加わるはずだ。使用するギアを選べば、破損は避けられるだろう。もちろん、ウォームギア直結は論外。

 有力な改良案。

 サスアーム軸のギアに、直径の大きなギアを噛ませる。これにより、サスアームが135度可動しても、大きなギアは60度とかそれぐらいしか可動しない。
 135度もあると、直線運動に変換するのが難しい。両端では、力を伝え難くなる。しかし60度ぐらいに減らせれば、容易に直線運動に変えられる。

 更に、ギアという丸い物体が介在することにより、オイルダンパー等を設置する角度の自由度が大きくなる。
 これならば、複数のサスアームも無理なく同居させられるだろう。

 この基本構想を煮詰めることで、車体傾斜は実現可能と期待できる。

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2018年4月21日(土) 22:25

車体傾斜

 車体傾斜機構の、アイデアメモ。車体側面図。

・車体前後端の転輪を、上下させることで車体傾斜させる。
・転輪はサスアームに接続されているので、実際にはサスアームの角度を変えることになる。
・最大限に上下動させようとすれば、サスアームの変化角は135度ぐらい確保したい。

 ここで、車体内側に突起を設けると、その突起も135度だけ回転する。そうなると、車体内部の空間をフル活用せねばならない。
 車体底面と前部傾斜走行の内側にダンパーを設置し、突起の激突を防ぐ。ソルボライトのカケラみたいなもので十分だろう。

 突起を動かせば、サスアームも動く。

 突起にラジコンカー用のオイルダンパーを介して、ネジを接続させる。
 モーターでネジを回転させると、ネジが前後に動いて突起を動かす。

 もちろんこのままでは、ネジがオイルダンパーを回転させてしまうとかモーターも前後に動くとか、問題がある。そういうのは幾らでも対策があるので、アイデア段階ではいちいち記入しない。
 ナットを固定しネジを動かすのと、モーターを固定しナットを動かすのと、どちらが良いかはまだ分からない。

 問題は、車体片側で転輪が最低4つ必要なこと。

 サスアームに角度可変機構を取り付けるのは、一番前と一番後ろだけである。つまりは、片側で2つ。それだけなら、アイデアメモのままでも実装できる。
 しかし、前後2つの転輪の間にも、更に2つの転輪がある。これらは可変機構を取り付けないが、サスペンションは必要である。それは車体内部に一定のスペースを必要とし、角度可変機構との同居がなかなか頭痛の種である。

 実車のSタンクでは、油気圧シリンダーが縦配置されている。だが、模型で縦配置と135度の可動範囲を両立させるのは容易ではない。
 更なるアイデアを要する。

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