膝サポートギアを作る(1)


屈伸時の膝のパワーに少々頼りなさを感じるので、2つの膝サーボをギアでリンクさせたいです。
1年前には作りたいと思っても技術がなかったのですが、CADの使い方を覚え切削発注もできるようになったので、試してみる事にしました。

ギア3




th_1fc447a3e974f38404dc74b017b4dd49.jpg

歯車のことを全く知らないので、まずは一冊ペラペラと読んでみます。
「トコトンやさしい歯車の本」(図+文章のすごく分かりやすい本で、アタリでした)
によると、歯車の製図には「インボリュート曲線」という特殊な曲線が必要のようです。




インボリュート歯車の設計をDSXファイルの書き出しが可能なtwogyaというWindows用フリーソフト (ただし、フリーの場合は歯の数が5の倍数という制限付)がありました。制作者の方に感謝!

ロボゼロの関節サイズに合わせると、デフォルト状態のギア設定では、歯が細かくなりすぎ、加工もできません。
そこで、歯の根元を太く設定してみました。歯の根元を太くすると噛み合いが浅くなり、噛合率(同時に噛み合う歯の数)が下がってしまいます。
今回のギアの場合は、動力を伝えるのではなく、互いに支え合うのが目的なので、噛み合い率がギリギリ1以上あれば機能してくれるハズと妥協しました。
作った歯車のファイルをDXF出力します。




th_RS303膝パーツ完成1

さっそくSketchUpに歯車のDXFを読み込み、パーツを設計してみます。
ロボゼロの膝パーツに準じると、使える空間は以外と小さいです。
特に歯車の固定方法が悩ましくなります。


th_RS303膝パーツ完成3

曲げるとこんな感じです。ギアパーツを支えるネジが互い違いに組み合う予定です。


th_RS303膝パーツ完成2

むき出しのギアの露出部分を隠せるよう、カバーをつけてみました。
子供が指を挟まないようにしつつ、転倒・接触時のギアの歯の保護にもなるはず・・・



th_RS303膝パーツ完成4

膝を曲げた時、ギアカバーが役に立つ予定です。




th_スクリーンショ

SketchUp上で展開し、平面上に並べます。
今回の曲げ加工はコの字型に曲げるだけなので、マウス作業でも簡単に展開できます。

展開後に、ケガキ線と線の両側0.25mmの曲げしろを追加します。
この時、アルミ板のサイズもSketchUp上に描いてしまう事が出来ます。
操作のしやすいSketchUP上で、パーツをパズルのように並べ、制限範囲内におさめていきます。
パーツとパーツの間は3mm以上あけます。
プラモデルを逆に作ってるみたいで、ちょっと面白いです。




SketchUpからDXFファイルで出力した後、SakraCADで読み込み、DXFで再出力します。
SketchUpから出力する時にLineという形式を選択しておくと、SakraCADでの読み込みがうまく行きやすいです。
SkaraCAD上でDXFを読み込んだ最初のレイヤーが、切削用のレイヤーになります。
追加でケガキ線用のレイヤーを作り、ケガキ線をなぞります。
その後、切削レイヤー上のケガキ線を消せば完成です。




th_securedownload_20140125232124ba8.jpg

SakraCADで出力したDXFファイルを、SheetCAM(TNG版ではない)で読み込みます。
円の中心には自動で中心点が追加されています。
赤が切削線、黄色がくりぬき線、白が穴やケガキ線になります。
変な線が残っていると、パーツの外側の切削線が白で描かれたりします。その場合は、SakraCADに戻り修正します。

ちなみに一部のパーツにケガキ線を入れていないのは、曲げ加工に失敗した時、左右どちらのパーツにも代用できるようにするためです。




変換を何度か経由するので、その際に縮尺が変わってしまっている可能性もあります。
最後の確認として、SheetCAM上でいくつかのパーツの長さを計測します。
チェックがOKなら、完成です。そのファイルをろぼとまさんにメールで送り、切削をお願いします。




切削は無事成功したのですが、
実は図面にいくつかの致命的な設計ミスがあります。さてどこでしょう。
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二名川(ニナガワ)

Author:二名川(ニナガワ)
ホビーロボットをレトロゲームが発展したものと捉えて楽しく遊び倒します。
子供が夢を見ている時間帯に稼働します。

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「コンソロイド ガイドブック」
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■作成中の機体
汎用ヒト型決戦遊具 ~RX計画~
RX-7.5 ゼロタンク
RRf-0.6 ゼニィ
RXM-7.9 ゼムネス
RX-7.5R 量産型ゼロタンク
RX-7.5Fp ファミタンク仮設1号
RX-7.7 ゼロキャノン
RX-7.8 ゼログレイ
SMS-0.1 ゼロライナー
以下続く

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