歩行動作の製作

今回は歩行動作の製作です。

ずっと前から歩く動作に興味があって、色々と調べていました。
今回製作した歩行動作の原理は、元々は別の模型に使おうと温めていたアイディアだったのですが、あいにく使う機会に恵まれず、放置されていたものです(^_^*)
光武を製作する、この機会にやっと実現出来ました。
色々と反省点はありますが、とりあえず動いてくれて良かったです。

さて、歩行の動きを再現するには、単純にカムとクランクを組み合わせただけでは上手く表現出来ません。
どうしても、カクカクした直線的な動きになってしまい、重量のあるロボがノシノシと歩く動きにはならないのです。
そこで、今回はシェビチェフリンク（別名：ホーキンスリンク）という構造を使います。

このＧＩＦは「Hyrodium laboratory」さん
https://hylab.blogspot.jp/2012/12/tchebicheff-link.html?showComment=1522511135393#c8343250552248649981
でご紹介されていたものを転用させて頂きました。
単純な構造でありながら、平行移動で下がる動作、放物線を描きながら素早く戻る動作など、歩行を再現するには最適なリンクであると思います。
これを使うには、駆動軸カムの回転半径を1として、図の様な比率を取る必要があります。

このルールさえ守れば、歩行動作を再現出来るのですから、ありがたいリンク機構ですね。

60ｒｐｍのギヤードモーターを使い、ギヤとプラ板で自作してみました。

歩幅を２．５ｃｍにするために、各動作軸の長さを逆算して決めています。

ギヤは、何かをバラした時に取っておいた手持ちから、同じ径のものを２個、加工して使用しました。
軸の外れ止めは、綿棒をカットして、縦に割ったものをエポキシ接着剤で固定しています。
全てプラ材で製作しているので、強度に不安があります。
実は、これは試作品で、上手く行ったら透明なアクリル板で作り直すつもりでしたが、時間的に追い詰められていたので、これをそのまま使ってしまいました(^_^*)
完成品では、マイコンでタイマー動作させ、連続で動かさない様に対策しています。

足は、キットではポリキャップを使った構造になっています。

あまり可動範囲が広いとはいえませんが、歩行動作には充分なクリアランスで、余分なスキマが出来ないぶん、助かってます。
このままでは歩行動作が出来ませんので、全ての関節をユルユルに改造します。

Ａ　ヒザはポリキャップですが、ドリルで受けを大きくして、保持力を無くし
　　ました。
Ｂ　付け根もポリキャップでしたが、シャープペンシルから取り出したスプリ
　　ングに置き換えます。
　　自由に動く付け根にして、柔軟な動きに対応させます。
Ｃ　かかとは、ちょうど軸受けのような成型になっていたので、新たにプラパ
　　イプで軸を作りました。
Ｄ　足の裏は、かかとの一部を切り取り、リンクの軸を接続する軸を作りました
　　中央がへこんでいる構造になっている事も、良い方向に働いてくれました。
全てを組み立てた様子です。

見た目はキットと変わりない様に見えますが、全く保持力の無いヘロヘロな足になりました。
付け根のスプリングは、スカートの中に隠れて見えなくなってくれるハズです。
この足は、左右貼り合わせなので、接着して合わせ目を消しておきます。

歩行装置には、６０ｒｐｍのギヤードモーターを使ったのですが、１秒間に一回転では早すぎます。
もっと重そうに、ゆっくりと歩行して欲しいので、モーターの回転速度を落とす回路を作りました。

ダーリントントランジスタを使った電圧制御回路です。
ボリュームを回す事で、停止から最大速度まで調節可能です。
今回は5Ｖ1Ａの電源を繋ぎますが、この程度なら発熱も心配無いので放熱板は付けませんでした。
実際、連続動作させてもほんのり温かくなる程度です。

歩行装置は、ベースの床下に取り付け、リンクの先だけをスリットから露出させました。

実際にあるくわけで無く、ムーンウォーク状態になります。

それでも、ゆっくりした連続動作によって、歩いているように見せる事が出来たと思います。
実際に動作している様子と、動作原理などは、動画で見て頂けば一発だと思いますので、YouTubeに動画を公開しました。

※ＢＧＭがあります

こちらを見て頂ければ、製作の内容も一発で理解して頂けると思います。
是非ご覧下さいね(^^)/

次回は、塗装・組み立ての様子をご紹介したいと思います。

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コメント 4

うわっ歩いてる((((；゜Д゜))))
　これを更に改良？して弧を描くように歩けたら、と。
　昔、ロボコンの歩くプラモデルってのがありましてゼンマイ駆動でガッシャンガッシャンと歩く？つーか
　まぁすぐに転けまくりましたね！腕がスプリングになっていてそれでバランスを取ってました。
　
by 澪 (2018-04-28 17:31) 

澪 さん、こんばんは(^^♪
そうですね。
これを元に、どんどん応用してみて下さい(^^)
ロボコンの歩くプラモ、作りましたよー
また再販されないかな
徹底的に改造して作り倒したいです(^_^*)
by どろぼうひげ (2018-04-28 21:19) 

とても参考になりました！
いろんなことやってみたくなりますね。
不思議なことに？逆に取り付けると
逆さまに歩いているように見えるのは
やってみないとわからない意外な動きでした！
動作部分のジョイントの簡単なアイデアが
あればもっとみんな簡単につくれるかも？
ですね。ありがとうございました！
by tezno (2018-04-30 19:39) 

teznoさん、こんばんは(^^♪
参考になってくれて嬉しいです！
誰かが実際に試してみて欲しくてブログを書いているので、本当に実践してくれたことに感謝です(^^)/
ここから先、もっと上手く使ってくれる方が現れることに期待しています
こちらこそ、ありがとうございました！
by どろぼうひげ (2018-05-03 00:20)