# 機構選定 (編集：吉村、松尾) ## アクチュエータ編 ### エアシリンダ 部品はミスミに全部そろっている 取付用のナットは恐らく他にないのでをなくさないよう注意しよう #### 特徴 直線運動が可能 モータに比べてアクチュエータ部分が小さい 瞬間的に大きな力が出せる 負荷を加えても回路的に壊れにくい シリンダを制御するのに電磁弁を使う 機体のどこかにペットボトルを置くスペースが必要 #### シリンダ 単動型と復動型がある 単動型は押出型と引込型がある 押出型は押し出し方向は空気圧、引き込み方向はばねで行う。 引込型はその逆 復動型は両方空気圧で動く #### 選定の仕方 復動型の方が高いので単動型でよければ単動型にする ストロークが100mmを超えるあたりから値段が急激に高くなるので、長ストロークが必要な場合はラックギアにしよう ひたすら安いものを探す。数千円のものが見つかるはず。 選んだら接続口径を確認 #### 電磁弁 内部にソレノイドが入っていて弁を動かす ※電圧は12Vのもので統一しよう ポート数：入力と出力の数 シリンダが単動型か復動型かで種類が異なる ##### 単動型 3ポート (入力1つ+出力1つ) シングルソレノイド 2位置ノーマルオープン 0Vの時にシリンダから排気される 2位置ノーマルクローズ 0Vの時にシリンダに吸気される ##### 復動型 5ポート (入力1つ+出力2つ) シングルソレノイド 2位置エキゾースト 0Vの時に片方の出力に吸気される シリンダを途中で止めることはできない ダブルソレノイド 3位置プレッシャセンタ 0Vの時に両方の出力に吸気される ロッド(押し出す棒)付きのシリンダの場合は途中で止まらないので注意 3位置エキゾーストセンタ 0Vの時に両方の出力から排気される シリンダを途中で止められるが固定はされない 3位置クローズドセンタ 0Vの時に両方の出力が塞がれる シリンダを途中で止められて固定もされる ※個人的には3位置ならクローズドセンタがお勧め 選定の仕方 シリンダが単動型か復動型を見て、何ポートにするか決める シリンダをストロークの途中で止めたい場合は3位置にする 必要な流量によって継ぎ手の接続口径を決める ひたすら安いものを探す。数千円のものが見つかるといいな。一万円は超えたくない。 Airtacが安くておすすめ、電磁弁も http://www.ishinotec.com/explain/calculation 圧力と流量が同じであれば、断面積が大きいほど、推力が大きく、スピードは落ちる #### ホース 今のところ、外径が φ6 のものを使っている お高いがスパイラルチューブというものもあるらしい #### 継ぎ手 チューブを取り付けるための部品 チューブ側 ワンタッチ継手に限る ねじ側 普通のねじと管用ねじがある 取り付けるシリンダ/電磁弁に合わせて買うとよい ふつうはM5で事足りるが、大きなシリンダで流量(瞬発力)が欲しい場合はRc(PT)1/8~1/4にするといいと思う 平行ねじ(普通のねじ) M5が多い 管用テーパねじ 先が若干細くなっているねじ 空気漏れがないように白いシールテープが巻いてある 普通ねじよりも径が大きい(=空気の流量が大きくなる) 旧JIS規格とISO規格が混在しているので混乱しないように #### スピードコントローラ 空気の流量をつまみで調節できる部品 メータインとメータアウトの2種類ある メータイン：シリンダに入る方の流量を調整する メータアウト：シリンダから出る方の流量を調整する ※メータアウトの方が制御性がいいらしいので通常はメータアウトを買いましょう #### 空気タンク ペットボトルは必ず炭酸用を使うこと 安全のためペットボトルの周囲をテープで巻いて覆うこと チューブのつなぎ方 キャップに穴をあける 継ぎ手(ワンタッチ継ぎ手+M6平行ねじ)を差し込む 反対側からM6ナットで強く締める #### 空気入れ コンプレッサーは今のところ使っていない。重くてロボコンに持っていけないから… PT-1/8 バルブ 米式バルブ⇔PT1/8の変換アダプター これを付けると自転車用の空気入れ(米式バルブ)で空気の注入ができる 前回買った空気入れがこちら ### DCモータ #### マイクロサーボ ステッピングモータ ##### 特徴 エンコーダを用いなくても、回転数を制御できる マイクロサーボと比較すると、回転角度に制限がなく、両軸も可能 DCモータと比べて、トルクは小さく(大きいのもあるかも)、回転数を増やすと、トルクの減少、脱調(入力に同期しなくなった状態)がおきる 値段は3000円から10000円くらい 以上の特性から、小型ロボットの足回りや、台形ねじやベルトのアクチュエータに用いられることが多い気がする バイポーラとユニポーラ -　配線方法が異なる -　バイポーラの場合、正転逆転用にモータドライバが必要 -　どっちがいいかは電装に聞いてみて ##### 電源電圧 バッテリーで動かすので、直流電源にする 他のアクチュエータと同様のバッテリーを用いる場合12V以下がおすすめ 保持トルク(N*m) https://www.orientalmotor.co.jp/tech/reference/stepping_motor03/ 通電状態（定格電流）で停止しているときに持っている最大の保持力(トルク)を表していることが多い 回転数が多くなると、保持力は下がる 最大ラジアル荷重の方がみやすいかも ##### 許容速度 この速度を超えると、トルクが減少し 脱調もおきやすくなる ステップ数またはステップ角 360°＝ステップ数*ステップ角 ステップ角が多いほど、ステップ数が小さいほど精度がいい ステップ数200、300、400が一般的だと思う ##### 組付け方 一般にモーターの軸のある面に4つの穴があり、これで固定する 側面で固定したい場合、L型ブラケットを用いる ##### 購入場所 misumi-vona、朱雀技研、モノタロウ、originalmind、ロボットショップなど ブラケットは朱雀技研などで手に入る ソレノイド ## 動力伝達部品編 ### ギヤ(歯車) #### 特徴 「ギヤ」か「ギア」かは諸説あり バックラッシ(歯と歯の隙間)で多少ガタつきが生じる 特に強度が必要な部分(足回りのタイヤ伝達部分とか)は買おう それ以外は自作がおすすめ。安い+軽い+都合よく形状を変えられる #### スプリング(バネ) 特徴 衝撃吸収や、一回のみの動力(戻す機構を使えば複数回)、アクチュエータの補助として用いることができる 使いこなしたい ##### 種類 押しばね(圧縮ばね) 衝撃吸収 引きばね(引っ張りばね) 定荷重ばね(コンストン) ねじりばね ショックアブソーバ 取り付け方 押しばね:中心に軸を通す、スプリングガイドピンを用いる 引きばね:フックを穴に通す、引張バネ用ポストを用いる コンストン：軸に通す、専用ブラケットを用いる、取り付け時に力が必要、危険性あり ショックアブソーバ：切り穴やタップ穴に通す #### ベアリング(玉軸受) ##### 特徴 回転する軸を用いる場合必ず用いる 四方向からベアリングで囲むことで、レールとして用いることも可能 ##### 種類 2種類 ###### ラジアル 軸の半径方向の荷重を支える ロ技研ではベアリングというと普通ラジアルを指す場合が多い ###### スラスト 軸方向の荷重を支える ##### 取り付け方 板や角柱にNCフライスで穴を開けてトンカチでたたいて押し込む 軸受けユニットやベアリングホルダ、ベアリング押さえピンを用いる カムフォロア、ベアリング付きローラを用いる 手に入れる方法 部室のベアリングケースやジャンク箱を探す misumi,monotarouなどで購入 その他 ターンテーブルベアリング(回転テーブルベアリング) 4輪ステアリングに使用した巨大なベアリング 高速回転には不向きだが、1000円以内で安く手に入る シャフト、ロッド(丸棒の軸) -特徴 かかる力の大きさと方向、重量、曲がりにくさ、加工のしやすさなどから材質を決める シャフトとともに用いる部品 セットカラー キー Cリング、Eリング スペーサー カップリング 二本の軸をつなぐときに用いる 軸方向がずれていてもつなげる、ユニバーサルジョイントもある 軸の位置固定としては用いれない リニアブッシュ、無給油ブッシュ #### 台形ねじ ##### 特徴 ベルトとプーリ チェーンとスプロケット ホイール ネジ、ナット ## 材料編 ### 形状 ### 角柱 普通は 10mm×10mm のサイズにする 場合によっては、15mm や 20mm を使うこともある ネットで買うなら misumi 、買いに行くならホームセンター 板 強度が必要な部分はアルミ、電装を乗せる板など荷重が小さい部分はアクリルを使う アルミの厚さは、 2~3mm 程度あればそれなりの強度が確保できる 特に強度が必要な場合はジュラルミンを使うことも ネットで買うなら コウイチロウ がよい 1万円以上で送料が無料になる 一部のホームセンターにもアルミやアクリルの板が置いてある アルミ 一番よく使う材料、安い 角柱や板はだいたいアルミ ジュラルミン 鋼 ステンレス とにかく硬いので、くれぐれも自分で加工しようとしないように！ 特に、ねじ切り・穴あけ等は工具が折れる可能性がある アクリル 変形しないので荷重に弱い 電装を乗せる板など、力があまりかからない部分に使おう MDF材 ## センサ編