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システム創造 C 班 「 作るの きっとムリヤード」 「ビ リヤードマシ ンの開発」 設計詳細. C 班(鈴村・山崎研) 伊藤 雅史 荻野 信太郎 澤井 賢司 永井 邦雄 難波 康二 鷲頭 伸一. コンセプトと仕様. 設計コンセプトと目標. 機械的に動作を制御し、安定した力で打ち出しを行える「ビリヤードマシン」の開発 全体図 ( フレームにくっついたやつ ) いれてください!!! 今回はボール打ち出し部分のメカ(キューマシン)を中心に発表. 前提となる仕様. ビリヤード台上で、ボールが最も長く転がる経路を想定
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システム創造C班「作るのきっとムリヤード」「ビリヤードマシンの開発」設計詳細システム創造C班「作るのきっとムリヤード」「ビリヤードマシンの開発」設計詳細 C班(鈴村・山崎研) 伊藤 雅史 荻野 信太郎 澤井 賢司 永井 邦雄 難波 康二 鷲頭 伸一
設計コンセプトと目標 • 機械的に動作を制御し、安定した力で打ち出しを行える「ビリヤードマシン」の開発 • 全体図(フレームにくっついたやつ)いれてください!!! • 今回はボール打ち出し部分のメカ(キューマシン)を中心に発表
前提となる仕様 • ビリヤード台上で、ボールが最も長く転がる経路を想定 • →台の最長辺でボールを1クッションさせられる力 • ボールを突く • →キューの先端はコンパクトである必要
キューマシン設計図 • (フレームはナシ、キューマシンだけの)全体図入れてください!!!
設計ポイント(1) • クランクでばねを縮め、キューをスライドさせて打ち出す「クランク-スライダー機構」 • ばねにより、モーターへの供給電力などに左右されず、一定の力で打ち出せる • ばね長の調節機構によって打ち出しの力を変えられる
設計ポイント(2) • 2つのリニアブッシュを側板で固定し安定させることで、スライド部に余計な力をかけない • →設定した力での安定した打ち出しが可能 • リニアブッシュにシャフトが挟まってる部分を抜き出した図入れられますか・・・?
マシン諸元 • 打ち出しの力 [N] • ストローク長さ 20[mm] • 本体の大きさ • 高さ 76[mm] • 幅 120[mm] • 奥行き 290[mm]
試作機の紹介 • 設計と同じ機構のマシンをレゴブロック(ABS樹脂)で作成
試作機の紹介 • ワンウェイクラッチに相当する機構 • モータ側ギアとクランク側ギアの間に空転するギアをはさみ、一方向のみに動力を伝える
試作機デモンストレーション • →実際にクランク-スライダー機構が働くことを確認
使用パーツ(モーター) • タミヤ 72004 WORM GEAR BOX H.E. • クランクの巻き上げとばね長さの調整用 • ウォームギアを2回かませて使用 • このモーターを使用した場合、キュー1アクションにかかる時間は約70秒
使用パーツ(ワンウェイクラッチ) • NTN ワンウェイクラッチHF型 • クランクに直結するギアの内部に組み込む • クランクを支えるのに必要なトルクは約15[kgf・cm]なので、十分耐えられる
使用パーツ(打ち出し用ばね) • 必要なばね定数の算出 • ばね定数k • ボールと床の摩擦係数μ • ボールの走行距離l • ボールの質量m • ボールの半径r • ばねの変位x • 重力加速度g • 実際のマシン使用シーンとミニチュア版であることを考慮し、k=1.14のばねを選定
その他の使用パーツ・課題 • クランク、リンクなどは設計図を指定し外注する予定 • 側板は自前で加工 • 組み立て手順の検討