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サーボケースの改造

 拝啓、初夏の候、皆様ROBO−ONEまであと2ヶ月あると油断していないでしょうか?

 ということでROBO−ONE第6回大会のエントリーが開始されました。前回は初戦なのに2ヶ月まえからロボットを作り初めて大会では案の定準備不足でボロボロ、という結果でしたが今回はこまめにイベントなどに参加しつつ情報&経験値もアップしているので良い結果を残したいところです。

今回の目標

1.大会一ヶ月前に完成!
2.予選通過!



(できるかな?)


設計の方向性

今回はJ-Classの賞金も30万円に上がり、本選上位者もJに参加し始める様子で盛り上がりそうな気配。前回小型のMICRO-MGサーボで出場した私としてはこれでリベンジをしたいと思っていたので

・ J用の小型機
・MICRO-MG12軸足で歩行性能重視(特に速度と直進性)
・できればスーパーロボット系の外装にする

という方向で考えてます。が、作ってみないとどうなるかわからないので変更の可能性は十分にあり。(特に最後の)

個人的にはKenさんのARKとアニメ実写版のようなバトルができたら坊ちゃん嬢ちゃんも大喜び、というのを期待しつつ。

電源の選択

前回はリチウムポリマー1000mAhと9V乾電池という構成でしたが、今までいろいろと実験した結果MICRO-MG12軸足の場合は消費電流が 

■起動時4A(ストール時も同じだと思うがバトルとかしたことないので不明)
■歩行時1〜2A

という結果になっています。リポ1000mAhだと10C放電なので10Aまで引っ張れますが、上記のデータだとそんなに要りません。あとは動作時間の問題ですが、イベントでウチの雷電(二足歩行ロボのキットです)を子供が操縦しまくっていたときなどは20〜30分持ちましたので、競技だけなら1000mAhよりも小さいものでもいけそうな気がします。


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前回大会の「桜花」の下半身のみっす。今ではおかげさまで余裕で歩いてます。現在は主にコントローラの開発テストなどに使われてます。
その前にあるのが前回使っていた電池の構成です。左がリポ1000、右が9V乾電池。話は変わりますが、9V乾電池ってコンビニで買うと450円ぐらいしますが、秋葉の千石電商で180円で売ってますね。くそー早く気がつけば。おそらく台東区の9V乾電池消費量ベストテン第1位。


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リポは360mAhを購入してみました。小さい!で、調子にのって1電源化できないかと考えてDCDC経由でエレキ系には9Vを供給しようと考えて実験してみました。手前の黄色いのが5V(4.5〜9V)を9VにするDCDCです。500mAタイプ。 しかし、基板につなぐと3Vぐらいまで落ちてしまいます。んー、使い方が間違っているのか。


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でも、よく考えてみると、リポは7.4V(満充電で8.4ぐらいにはなる)なのでそのままサーボコントローラ(ウチのSC−01が積んであります。)につないでもいけそうです。で、やってみたらOKでした。よく考えると上の黄色いDCDCよりもリポ360mAhの方が小さいっす。


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今までの構成と比較すると小ささが一目りょう然。


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重さを量ってみましょう。今までは101g、


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今回は42g!おー、60gの軽量化にあっさり成功。これだ。


サーボケースの改造

前回大会に初めてROBO−ONE出場したときには「サーボ改造してる人ってすげー」と思っていましたがまさか自分がやるとは夢にも思いませんでした。
今回の目標には「スーパーロボット系」というのもありますが、YG不知火ADo5のようなスパロボ系では 足のスリム化=サーボケース改造 が必須です。
また、サーボ耳が無いと回転軸が小さくとれてトルクも稼げるので、外装に凝っても大丈夫のような気もします(やったことないので推測)。

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MICRO−MGはビス2点止めです。ケースは他の普通のサーボと同じ3段構造になっています。


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とりあえず底ケースを外してみました。底ケースには反対軸を付けたいところ。中にある基板類は外に出して、できるだけサーボ本体をシェイプアップする計画。


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とりあえずミミ切りました。ミミを切るのにいろいろ試しましたが、タミヤの RAZOR SAW(安いです) が一番よかったです。上の写真のように中ケースを付けた上体で側面にそって軽くやると簡単に切れます。OLFAのペン型ノコギリも買ってみましたが、これぐらい厚い(2mm厚プラ)とダメでした。一回しか使わなかったら我が家の大蔵大臣におこられましたが。


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ミミカット&底ケース外した状態。


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大きさはこんな感じになります。底ケースに反対軸つけたら結構細くなりそうです。


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桜花初期型は引退、ということでサーボを外してミミを全部カット。


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基板類も外しました。はんだごて作業よりも、モータについている接着剤をピンセットで外す方が大変だった。


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底ケースは高さを6mmぐらいに残してカットし、モータが突き出る穴と反対軸をあけてみました。軸穴はM3タップをたてるので2.5mm径の穴にしてます。軸穴は側面から6.7mmの位置にあります。(私の計測値による。責任は負いません)
しかし、これを作るのに1時間!!やってられません。ZIPPONさんは忍耐強いというのがわかりました。MAGIの場合はさらにサーボケースの側面を削って軽量化してますが...カンファレンス2日目にお会いしたときには「優勝なんて狙ってない。軽量化できればそれでいい」と言ってました。漢だ。

じゃあ、私も

「優勝なんていらない。笑いが取れれば。」

ということでコマネチモーションが必須になりました。

話は戻ってケースですが、これを12個以上作ってられないので複製することを考えました。シリコンで型取りしてレジンキャストしてみます。強度的に使えるかどうかが心配。

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まず、四隅の1.2mm径ぐらいの細ーい穴は型取りできないのでねんどをつめて埋めます。ただし、埋めたままだとビスが入らないので写真のように細い棒などでエンボス状にしてしるしをつけておきます。少々へこんでいるぐらいならシリコンで型取れますので、後でここをガイドにしてドリルで穴を開けるという計画。


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平らにしたねんどにケースをすこしだけ埋め込みました。まわりのヘコみはシリコン型どうしのガイド。本当はこの段階でレジンの注ぎ口を作るのですが久しぶりの造形なので忘れてしまいました。あとでシリコン型をカッターできって作っても可。


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ブロックで囲いを作ってシリコンを流し込みます。部品が小さいので、筆などで高い位置から糸(というか髪の毛ぐらいに)のように垂らすと気泡がはいりづらいです。作業時間30分ぐらいのシリコンなのでゆっくり慎重にやります。


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暑いので5時間弱ぐらいで硬化完了。裏返してねんどを取り去ります。


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シリコン離型剤をぬります。(すいません、写真はウソです。本当は「バリアコート」というものをハケで塗りました。)


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囲いを作って


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シリコンを流し込みます。

夜7時から初めてここまでで夜1時、6時間といったところ。ちなみに上の作業は順番を入れ替えてますので本当はシリコン硬化待ちのときにミミ切ったりしてます。

2004年6月14日深夜


年を取ると時間が経つのが早くなるといいます。テレビでどこかのえらい人が言ってたのは

10代=1時間

20代=10分

30代=1分(私は30秒ぐらいか?)

40代=5秒

ということでした。

冒頭でえらそうに「今回の目標は一ヶ月前に完成!」とか言ってましたがすでにその期限まであと2週間。
ということで

目標1「一ヶ月前に完成!」は撤回します。

無理。

ということで現在は6月23日です。

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シリコン型を外したところです。



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レジンを流し込むための穴をカッターで作りました。二箇所ありますが、一箇所だけだと空気が抜けないので通常はこのように数箇所をあけて片方からレジンを流し込みます。写真ではコの字型の型のコの先の部分2箇所に穴をあけていますが、実はやってみてわかったのですがこのようなあけ方はコの字の先端にレジンがはいりづらいのでまずいです。
後で、写真下側のカドに穴をあけたら隅々までいきわたるようになりました。

よく、フィギュア模型なんかで「原型師」という職業の方がいます。なんでも小学生の憧れの職業No1だそうですが、このような型を取る作業も実は専門家がいて、上手い人じゃないと抜けない原型もあるらしいです。

ただし、このような簡単な形は試行錯誤すればだれでもできると思いまが。



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輪ゴムでしばってレジンを流し込みます。とりあえず、家にあった模型用の透明レジンを試してみました。材質とか強度とかや”やってみればわかる”と。
写真ではアルミ板をシリコン型の大きさに切って添えて、造形用の太い輪ゴムで縛っています、が、この輪ゴムは強力すぎて型がゆがんでしまったので、後で普通の輪ゴムに変えてます。


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レジンを使うとき(あと、FRP:ポリ樹脂など)は「防毒」マスクをしましょう。大きなDIY店で売ってます。防塵や防臭ではNG。
知り合いの造形家がマスクなしでポリ樹脂を家の部屋でずーっと使っていたら「ち○こ」から血がでたそうです。種なしになるのでマジやばいです。(その話を聞いて、家でFRP造形やっている人が防毒マスクをして寝た、という話は本当。)



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で、普通にレジン(造形村のEXキャスト透明というのを今回使いました)をキャスト(型に投入という意味)したら泡が!あと、薄いところ、といってもほとんど薄いのですが、泡のせいでペラペラです。指で押すとゆがむのでこれでは使えません。

聞いた話だと、プロは真空脱泡器というものを使うとのこと。そうか、真空にすればいいのか、と思いましたが値段が10万円ぐらいします。サーボには10万円使えますが、こんなのに10万も使えません。
ということで自作を検討。



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100円ショップで密閉型のタッパーを買いました。値段は100円でした。



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そこに穴をあけて掃除機をつっこめば真空になるのでは?というのが上の写真です。布団をパックするヤツと同じですね。



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ぶぉーん、とやってます。うるさいので昼しかできねーな、コレ。



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でもちょっと泡が残ります。真空度がたりないのか?


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で、さらに近所のかっぱ橋商店街(その通りは厨房設備屋しかないというイカした通り)で、豆を保存するのに使う真空容器を見つけましたので購入&実験。掃除機よりもさらに真空度UP。上についた棒のようなものを上下すると中の空気が抜けていきます。



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が、よけい泡が出てきました。というか、レジン自体も噴出しています。やりすぎだったか?


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で、型から抜いたらこんなかんじです。写真ではよくできているようにみえるかもしれませんが、中のレジンが出ていて風船状になってます。よけいペラペラ。

ということで、ケースの厚みを厚くして普通に抜くのが良いか、という考えに達しました。


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とりあえず原型をプラ版で補強して型取りからやりなおします。



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まだ泡が出てますがコレ以上は難しいという状況。後で知り合いの造形家さんにテクニックを教えてもらうことにして、これでテストします。

この泡ですが、コップに残ったレジンはあんまり泡立っていませんので、薄い造形には今回使用したウレタン系のレジンは合わないのかと思いポリエステル樹脂にしようかと思いましたが、ポリは硬化時間が1〜2日なので12個つくると失敗しなくても大会2週間前にケースが完成ということになります。とほほ。
ちなみに今回使用した EX−キャスト は硬化時間15〜30分です。
硬化時にかなりの熱が出るのでそのときに薄い型だと泡になるのか?という気もします。コップに残ったレジンのカドの部分はこのような泡ができてました。



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ミミ切ったサーボに合わせてみました。バッチリ。



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サーボホーンは場所によっては小さくする必要があるので短くしてみました。Jinさんのページでもっとちゃんとしたのが売られてます。JinさんもMICRO-MGでちいさいのを作ってます。フレームがかっちょいいっす。今日現在ですでに「シェー」をやってます。大会時の完成度高そう。



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いまさらですが、現在生産されているMICRO-MGは基板がポテンショにはんだ付けされていて、このページの最初の方でやったように簡単には外れないようです。MICRO-MG使いのSISOさんに教えてもらいました。感謝。
で、最近入荷した在庫を調べると確かに上のように(ってもわかりづらい)基板がはんだ付けされてました。
サーボ壊れたら面倒なことになりそうです...

2004年6月23日



その後、オレサーボケースに合う材料をいろいろと検討して

・ウレタン系レジン(フィギュアなんかを作るヤツ)
・注型用不飽和ポリエステル樹脂(リゴラックというのが画材屋で売っている)
・エポキシ系レジン
・歯科用レジン(歯の修理をするもので3分で硬化する)

などをいろいろと試しましたが、今ひとつうまくいきません。

ここまでで実験した結果

  有利 不利
ウレタン 安い。入手が楽。硬化時間10〜20分 熱に弱い(軸部分が不安)。気泡が出やすい。
ポリ 安い。入手が楽。 硬化時間が長い。有毒性が高い。
エポキシ 硬化時間が長い。
歯科用 硬化時間が早い(3分)。 粉と液を混ぜるので成型が難しい。高価。

こんなかんじかなー。というところ。但し、エポキシ系レジンについてはあまり知識がありませんでした。

で、東急ハンズ新宿店に行ったときにだめもとで店員の方に聞いたらこれを薦められました。
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これはジーナスGM−9002というエポキシ系レジンで、お店には携帯電話のボディーのサンプルがおいてありました。薄いパーツを作るためのもので、強度があり、熱にも強いとの事。早速購入しましたが、「硬化時間が長いのが問題だなー。」などと考えていると、説明書を読むと60度ぐらいの温度で型ごと乾燥させて2時間、型から出して60度ぐらいで2時間で完全硬化するとかいてあります。
おおっ、これだ。

ちなみに、この店員の方に聞いたのですが、ウレタン系レジンは水分と反応して発泡するらしいです。雨がふっていたりすると一発であわあわになると聞いたのですが、前回透明のウレタン系レジンで抜いたときは確かに湿度が高かったです。


60度ぐらい、というところをどうするかですが、私は、

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食器乾燥機を使いました。型ごと入れて2時間乾燥させたらそれだけで硬化しました。


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左が今回抜いたエポキシ系、右が前回抜いたウレタン系です。
泡も無く、強度も手で押したり引っ張ったりする分にはびくともしません。
ちなみに、GM−9002は硬化するときに非常に高い温度になります。それで薄い部品しか作れないようです。説明書には5mm以上の厚さの部品はNGとありました。コレを抜くときに紙コップに1cmぐらいレジンが残ってしまったのですがほうっておいたらなんかコゲ臭い!なんと、熱で紙コップがコゲてました。量産時には注意せねば。

で、ここまでやってなんですが、

6回大会には間に合いません。


が決定しました。
いやー、なんかここまで作ったらケースを全部改造したくなって、しかも「板金ブラケットも不要なのでは?」などとバカなことを考え付いてしまいました。サーボケース自体をボディーにするという...

急遽目標変更して「第7回大会の一ヶ月前までに完成!」ということに決定!
第6回大会はその辺にころがってるもの(って商品じゃねーのか?)で本選の方に出場します。J−Class出場の皆様すいません。。。

ということでしばらくこのページは更新されないと思いますが、定期的に作業はする予定ですので気長にお待ちください。



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エポキシで作った底ケースを取り付けるとこんなかんじになります。

2004.7.2

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