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Dr.片山の100均ロボット研究室

材料は全て100均! クラッチ機構でリモコン操縦できるロボットの作り方

こんにちは。片山均(かたやま ひとし)です。愛媛県八幡浜市にある三瀬医院で院長を務めながら、100円ショップのグッズをメインの材料にして、ひたすら低予算ロボットを作っています。

これまで、100円ショップの毛玉取り器を使ったロボットを作ってきました。毛玉取りロボットは、毛玉取り器を載せるだけで動く手軽さが最大の魅力。しかし、センサーやリモコンなどで外部からの入力を受けるのが苦手で、決まった動きをひたすら繰り返すことしかできませんでした。

それでは毛玉取りロボットが不憫だ。そう思いまして、今回はクラッチ機構と釣り糸を用いた機械的な有線リモコンを使って操縦できる毛玉取りロボットを作りました。

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操縦できる毛玉取りロボットの製作過程

今回の材料はこちらです。

  • 100円ショップの毛玉取り器 1個
  • 竹の箸 40本くらい
  • 木製スティック 9本くらい
  • ストロー 2本くらい
  • ミニストロー 30本くらい
  • 厚紙 適量
  • タイルマット 適量
  • 輪ゴム 2個
  • 画鋲 8個
  • 足の長い画鋲 6個
  • 釣り糸 3mくらい
  • 毛糸 2.5mくらい 

製作工程はこちらになります。まずは本体から。

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ざっと設計図を描きました。ですが、この通り作っていくというわけではありません。

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竹の箸、ストロー、木製スティックをグルーガンで接着して、毛玉取り器を載せるやぐらを作ります。

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コンパスカッターを使ってタイルマットを切り出し、円形のものを5つ作ります。そのうちの1個は、ドーナツ型になるように中を切り出します。

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円形のタイルマットに厚紙を貼り、ストローを通して車輪を2個作ります。

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先ほどドーナツ型にするために切り出した小さな円形のタイルマットをドーナツ型のタイルマットに3mmくらいの段差ができるようにはめ込んで接着し、クラッチ板を作ります。

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円形のタイルマットと厚紙でプーリーを2個作ります。

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2つ作ったプーリーのうち、1つは自由に回るように中心にストローを入れておきます。

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自由に回るプーリーとクラッチ板に竹の箸を通し、輪ゴム2個と一緒にやぐらに取り付けます。

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もう1つのプーリーは輪ゴムを引っかけてからやぐらに取り付けます。

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この機構は、毛玉取り器のスイッチを入れてから中段の車軸を押すと、クラッチがつながり下段の車軸が回転するようになっています。

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下段の車軸に木製スティックを接着してクランクを作っていきます。

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竹の箸と木製スティックを使って、箸を後ろに引っ張るとクラッチが入る機構を作ります。

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木製スティック、画鋲と足の長い画鋲で作ったチェビシェフリンクをやぐらに取り付けていきます。

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このように動きます。

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竹の箸でステアリング機構を作ります。

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脚を接着します。

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車輪を取り付けます。

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これで本体は完成。

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お次はコントローラーを作っていきます。いつものざっとした設計図です。

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竹の箸とストローで骨組みを作ります。

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釣り糸を引っ張るための両てこ機能を作っていきます。

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レバーを接着してコントローラーの完成です。

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最後にロボット本体とコントローラーを、釣り糸、ミニストローと毛糸でできたケーブルでつなぎます。

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コントローラーを使ってリモコン操縦できる毛玉取りロボットの完成です。

毛玉取りロボットは次のステージへ

今回は、いつも同じ動きしかできない毛玉取りロボットをリモコン操縦できるようにしてみました。

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クラッチ機構を用いて、発進と停止を制御。コントローラーの左のレバーを前に押すと、両てこ機能により釣り糸が引っ張られてロボット本体のクラッチが入り、ロボットが前進します(図のA)。レバーを離すとやぐらの中段と下段にねじれるようにかけた輪ゴムの回転によって、自動的にクラッチが切れ、停止します。

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進行方向はステアリング機構で制御しています。コントローラーの右のレバーを前後に動かすと、ステアリングが左右に動いて進行方向が変わります(図のB)。

上の図にあるように、ケーブルには3本の釣り糸が必要となります。最初、1本のミニストローの中を3本の釣り糸を通す構造にしたところ、ストローの中で釣り糸が絡まったらしくまったく方向が変わらないばかりか、クラッチも非常に重くなってしまいました。

そこで釣り糸1本につきストロー1本になるように3本のストローでケーブルを作り、ねじれ防止にケーブルの両側面に毛糸を接着した豪華仕様に変更。ケーブルは太くなったもののうまく操縦できるようになりました。

これで、ついに毛玉取りロボットを操縦することができるようになりました。毛玉取りロボットの可能性が広がったと思います。

また、今回のクラッチ機構は重量センサーや圧センサーとしても使えそう。ものを載せると動き出す、何かと触れている間だけ動作するといったロボットが作れるのではないでしょうか。

これからも毛玉取りロボットに革命(?)を起こしていきたいと思います。

第16回の研究発表は以上です。次回もお楽しみに!


企画・制作:片山均
取材・文:三浦一紀

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