メカメカ四足歩行ロボ開発プロジェクト進捗報告！③

こんにちは！

　現在制作中のメカメカ四足歩行ロボの進捗報告第三弾です。前回製作した試作機から得られた考察をもとに、そろそろ本設計に入ろうというところなのですが、本設計に使おうと思っているいくつかの機構の動作確認をしたかったので部分的に試作をしてみることにしました。

①歯車を用いたクラッチ機構

　歯車が固定された軸を軸方向にずらして別の軸に動力を伝えたり切り離したりする機構です。マニュアルトランスミッションに思いを馳せながら製作しました。説明するより見てもらったほうが早いので↓の動画をどうぞ！

カシャン！

って軽快にギアが入ってくれるのが楽しいですね。

　実際のマニュアルトランスミッションはギアを痛めないように、ギア自体は動かずに、かみ合いクラッチなるものをずらしてギアを軸に対してフリーにしたり固定したりを切り替えられるようになっていますが、クラッチを作るのが面倒なのでギアを動かしてカシャカシャやる方式にしました。

　この機構を単にクラッチとして使うのではなく、ギアをいろいろ切り替えたりすると、回転方向の逆転等も出来ます。

 　回転の伝達・切り離し、正転と逆転の切り替えを行うには、前回紹介した電磁クラッチを複数用いることですべて実現可能ですが、こちらの機構のほうが全体的に見るとアクチュエータ数を少なくできます。そのため、動作の切り替え機構には、前回のデフを用いた機構に替わりこちらの機構を採用することにします。

②周期的な復元トルクを発生する機構

　脚機構に動力を伝えてないとき、ロボットの姿勢が初期姿勢からずれていたら勝手に初期姿勢に戻るようにしたかったので、軸に復元トルクを発生させる機構を製作しました。この機構は、欲しいトルク特性を得るために、トルクと回転角の理想的な関数をフーリエ級数によって近似的に表現して出力します。最初に式があって、そこから機構を作るため、設計方法が特殊です。

↑がその試作機構です。

実際に軸を回してみると、ばねを最大たわみギリギリまで縮ませる設計にしてしまったために、ある角度以上回転させるとトルクが大きくなりすぎてそれ以上回らなくなってしまいました。あとは摩擦が大きいのも問題です。実際に製作してみるとネックになってくる要素が多いので、構造の改善が求められますね。

いよいよ本設計

前回の試作機や、今回の試作機構をもとにいよいよ本番の設計に着手。完成の目標はサークルの新歓展示！

絶対完成させような！