ロボットアームキットを作りました

2000年4月 長嶋洋一


こんなロボットアームのキットを見つけて、買ってきました。以下は、その 製作過程を記録したものです。カンタンですので、皆さんも作って遊びましょう。 追って、スイッチボックスでなくパソコンから、さらにセンサを使って 仮想現実のようにコントロールするように改造していきましょう。(^_^)


これが箱を開けたところで、なかなか詳細なマニュアルがあります。 部品はいきなり取り出さず、マニュアルに従って、作るところの部品だけ 外していきましょう。
部品はこのように、きちんとくくりつけてあります。
小物部品をくくりつけた台紙の下には、こんな大物部品が並んでいました。
最初は多いように見えますが、まぁ部品としてはこんなものでしょう。 ここからはマニュアルに従って、一つずつ組み立てていきます。
まず最初に、「爪」の部分を、5個のパーツでパチンとはめて 作ります。ここで焦って反対側とかも同時に作ろうとしないように。(^_^;)
こんなふうに二つの軸のスライドによって、爪が開閉するわけです。
爪を開閉させる最初のパワーユニット。既に、モーターとギアボックス、 さらに配線まで完成しているので、完全に一つのモジュール部品という 感覚で使えます。
爪のラックギアとこのように組み合わせて、ギアカバーを取り付けます。 ネジは、回転の軸となるたった2本の長いビス以外は、まったく同一の タッピングビスだけです。素晴らしいシンプル設計です。(^_^)
このように、「爪」の片側がパワーユニットと結合されました。
反対側の爪も、このようにギアを共有して噛み合うことで、ちゃんと 開閉するわけです。
パワーユニットのカバーを取り付けて、アームの先端部分が サマになってきました。
手前の白い筒は、手首の回転のためのものです。こうやって、次第に 先端から根元に向かって順に作っていくようになっています。
手首の回転で巻き込まれないように、先端部分のパワーユニットの コードをきちんと通します。
マニュアルには「約5cm」という定規が印刷されていて、これに 合わせて5cmのところにマジックで印をつけます。それを アーム内部の溝のところにはめると、ちゃんと回転しても余裕がある だけのコードが残るようになっています。見事です。(^_^)
手首を回転させる、第二のパワーユニットを取り付けます。
それぞれのパワーユニット(モーター)の部分には、動作している時に 一緒に点灯する豆電球があります。これをユニットの溝にセットします。
これで、アームの先端から最初の関節の部分まで完成です。
次に、ここまでの関節を上下方向に上げ下げする関節を作ります。 この2枚の溝付き円盤と、フェルトによって、曲げ限度までいったあとで モーターがさらに回転した場合に、滑って破壊を避ける仕組みを構成 しています。クラッチみたいなもんです。なかなか勉強になります。
組み合わせてこんなカンジになりました。
この円盤と、第三のパワーユニットを組み合わせて、次の関節が 構成されます。けっこうこの先の部分は重いので、これを上げ下げする ために、かなりギア比はハイパワー(小回転)となる必要があります。
ここが、そのギアの噛み合わせの心臓部。
円盤の上からツルツルのシールを貼ります。
そして、このギアカバーで押さえます。ツルツルのシールによって 滑ることで摩擦を避けています。
ここでひっくり返して、既に3つが取り付けられたパワーユニットの コードを、上下運動の邪魔にならないように束ねます。
ここのパワーユニットにも、豆電球が付きました。(^_^)
コードの配線は、マニュアルに従って、こういう溝に押し込むだけで ちゃんと固定されます。
アームの反対側もパチンと嵌めて、これで第二関節まで完成です。
こんな感じです。だいぶそれっぽくなってきました。
いよいよ、残る二つのパワーユニットの配線です。まずは豆電球を それぞれ所定の位置にはめこみます。ここでは2つを同時にやる のですが、ちゃんとモーターのコードの色が違えてあるので、 容易に区別できます。
まずは、台座の回転を担当するパワーユニットを取り付けます。
カバーを付けてしまえば、もう目立ちません。
最後に、台座からさきほどのアームをさらに上下させる、いわば 「肩」関節の部分のパワーユニットを取り付けます。
ここで重要なのは、ここまでの5つのパワーユニットに行くコードを 全て、台座の中央の筒から底部にもっていくところです。これで、 360度の回転を実現します。
これは、「肩」関節の上下の部分のギアです。この先の関節にあった ものと同じようになっています。
こんな感じで取り付きます。
この機構で、「肩」が上下に制御できます。
こちらもカバーをつけてしまえば、もう分からなくなります。
裏返して、台座の中央の筒から全ての配線を引き出します。
ここから、最後に残った台座です。この白いギアは、過回転の時に滑る機構 も兼ねた、表面がザラザラのちょっと柔らかい樹脂です。材料から、 うまく選ばれています。
アームからの総ての配線を台座の中央に入れます。
これで、外見上はほぼロボットアームとなりました。(^_^)
アームの底部はこうなっています。
ここで、電池ボックスの蓋の止め具を付けます。
マニュアルに従って、それぞれのコードを左右にくくりつけます。
コードの先に、電極などをつけます。コードの長さを含めて、 全てコンタクト金具を含めて完成しているので、嵌め込みだけで ハンダ等はまったく不要です。ニッパーも不要です。(^_^;)
配線はこんなカンジにおさまりました。
電池を入れる部分にコードがあるとちゃんと閉まらないので、 このようにきちんと配線して固定します。
これでロボットアーム部分は完成です。
あとはリモコンです。といっても、もうこのように完成しています。
5関節の正逆指定のための5つのスイッチの接点だけ、ネジで止めます。
5個のスイッチレバーをコントローラの蓋に嵌め込んで、
ネジ止めすればもう完成です。
いきなり、ちゃんと動きます。素晴らしい設計ですね。(^_^)
これでおしまい。次には、電池をACアダプタにして、コントローラを パソコンに、最後にはMIDI制御ということでMAXからコントロールする ことにしましょう。