中野島ロボット

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週刊中ロボ96 4日でできる! 二足歩行ロボット Day3 組立 下半身

3Dプリンタで作る吉野式二足歩行ロボット「ArduiroidOne」の作り方を4週に分けて公開して行きます。

 

4日でできる! 二足歩行ロボット Day3 組立

購入した部品と印刷した部品を組み合わせて行きます。 まずはSG90を5個と、ミニ四駆の部品、ユニバーサルジョイントを使って、平行リンク機構の二足歩行ロボットの脚部を作ります。  

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1. サーボホーン(ももとすね)の組み立て
サーボモータのホーンに、タミヤのミニ四駆のFRPマルチ補強プレート(ショート)をM2×4mm皿タップネジで組付けて、サーボアームとします。

FRPマルチ補強プレートの広い方がサーボモーター側になるようにして、同じものを四個作成します。

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2.ふくらはぎと裏ももの組み立て

ヒロボーのユニバーサルジョイントを使って調整ができる平行リンクを作って行きます。ユニバーサルジョイントセットの、M2ロッドエンドの太い方と、細い方がペアになるようにユニバーサルジョイント付属のネジ棒(M2×13mm)で連結します。

ユニバーサルジョイントは、もも用と二本とふくらはぎ用二本の計4本組み立てますが、短いネジ棒が足りないので、M2ネジを切るか、一番長いネジ棒から切り出します。

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3.膝の組み立て
3Dプリンタで印刷した膝パーツ四本と、TowerPro のSG90サーボモーターを4つ使い膝を組み立てます。

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四つのSG90を付属の2.6mmのネジで、膝パーツに固定します。 SG90のストッパが正面に来た位置で、ミニ四駆の部品を組付けたサーボホーンをサーボモーターに固定します。

M2×20mmを4本使って、ユニバーサルジョイントをSG-90に取り付けます。 ユニバーサルジョイントの太い方がサーボモーター側で、文字の書いてある細い方が内側になるようにしてM2ネジで固定します。


4.足の組み立て
3Dプリンタで印刷した足にユニバーサルジョイントとサーボ―アームを取り付けます。

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足首を挟み込むように、ユニバーサルジョイントとサーボアームを取り付けて行きます。 ユニバーサルジョイントは、FRPマルチ補強プレート(ショート)に付属のM2×10mmネジとナットで固定します。

内側から

 M2×10mmネジ→足首→ユニバーサルジョイント(細い方)→M2ナット の順で固定します。

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ユニバーサルジョイントは回転するため、M2ナットは強く締めます。
サーボアームは滑りをよくする為のM2ワッシャーで挟んで固定します。

内側から

 M2×10mmネジ→M2ワッシャ→サーボアーム→M2ワッシャ→足首→M2ナイロンナット

の順で固定します。 ここは回転させるために、余りきつく締めてはいけません。

(!)M2ナイロンナットが入手できない場合は、M2ナットをダブルナットがけします。

 

5. 股の組み立て
左右の腰と作った足を繋いで下半身を完成させます。

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平行リンクの後ろ側の組み立て

股にはミニ4WDの6.5mmか6.7mmのアルミスペーサーか3Dプリンタで印刷した円筒のスペーサーを挟んで、腰の部品をユニバーサルジョイント付属のネジ棒(M2×25mm)を通し、M2ナットで固定します。

 M2ナット→ユニバーサルジョイント(細い方)→M2ナット

の順に固定します。

 

平行リンクの前側の組み立て

同様にスペーサーを挟んで、ユニバーサルジョイント付属のネジ棒(M2×25mm)を通し、サーボアームはアームの左右に滑りをよくする為のM2ワッシャーをかませてから、サーボアームをナイロンナットで固定します。

内側から

 M2ワッシャ→サーボアーム→M2ワッシャ→M2ナイロンナット

の順で固定します。 ここは回転させるため、余りきつく締めてはいけません。

(!)M2ナイロンナットが入手できない場合は、M2ナットをダブルナットがけします。

 

6.腰の組み立て
3Dプリンタで印刷した腰部部品とSG-90サーボモータを固定します。

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サーボモータの初期位置が重要なので、サーボホーンがおおよそ中心にいることを確認してから取り付けます。SG90であれば、ストッパーのタブが丁度真ん中の時に垂直になるように取り付けます。 SG-90の付属のビスで、サーボマウントに固定します。 サーボマウントをプラ棒(短)を4mm皿ネジで腰に固定します。

  

調整
持ち上げると真ん中がくっつくくらいで 

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おくと

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両足の間が少し開くくらいが適正です。ユニバーサルジョインの長さを調整するかワッシャを噛ませて調整します。

 

つづき
SG-90を5個使った、吉野式ロボット「ArduiroidOne」の下半身の組立手順でした。 
恐竜ロボットや鳥ロボットなどで上半身がいらないのであれば、これに電池ボックスとコントローラーを乗せれば二足歩行ロボットができあがります。

 

用語集
ダブルナット:二つのナットを逆方向に回して嚙合わせることで、ねじが緩まないよう固定する方法。ネジが対象を締め付ける力を調整することができる。

 

つづく

購入品情報

・デジタルサーボSG90

今日は2020/04/16ですが、このところSG90がずっとAmazonで品切れです。50個単位では購入できるんですが、困りましたね。二足歩行ロボットの場合はモーターの個体差に敏感なので、SG90でないと難しいんですね。これもCovID-19の影響でしょうか。 

Amazonでは今は50個単位しか購入できません。

トルクは少し足りないんですが、一部金属ギアのこれでも動かせるかもしれません。

 今度換装して試して見ます。

 

・ボックスドライバ

M2ナットを締める時に使用する4mmと4.5mmとボックスドライバーを別々に購入しましたが、タミヤのミニ4WD用のこのツールも良さそうです。