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白黒サイクル

ロボットとジャグリングのブログ。

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ウレタンゴムの注型

高専ロボコンの足回りに使っていたウレタン部品を見せてもらい、摩擦がいい感じだったのでウレタンの注型に挑戦しました。

今回は材料の入手性から日新レジン アダプト60Lを使用して、かわロボの足裏を作ります。
URL: http://www.nissin-resin.co.jp/color%20urethane%20rubber.htm

【製作手順】

①型とインサート部品を切削
足裏のフレームとなるインサート部品はPC板から切削。
ウレタンとの接触面は表面積が増えるように凹凸をつけ、端には剥がれ防止の返しを付けています。詳細は写真参照。


型も同様に切削し、離型用にフッ素系の撥油スプレー塗布(ちゃんとした離型剤の方がおすすめ)
今回の型は側面+下板に分割しましたが、離型時の型分割は考えた方が良いです。抜けない・・・。


左から足裏のフレーム、樹脂型、真空おひつに入れた状態

②ウレタン樹脂を混ぜる
取説通りの分量を混ぜ、全力で混ぜる。
今回は主剤70g、硬化剤23gくらいで、大部分を余らせる予定。
着色料は数滴で十分でした。

③型に液状ゴムを入れる
後述の理由で、型からはみ出すくらい多めに入れた方が良好な仕上がりでした。
厚さ5mm分くらい余分に入れています。



④減圧脱泡
脱泡容器(真空おひつ)に入れて減圧します。
完全に脱泡することはできないものの、泡が表面に集まればとりあえずOKとしています。
表面の泡は硬化後切り落とします。

真空おひつでは減圧が足りないようですが、何度か減圧→常圧を繰り返すことで、そこそこ気泡は抜けるようです。
30分くらい衝撃加えたり傾けたりして泡を抜く努力をしたのち、常圧に戻して放置。



⑤効果まで放置
離型12時間と記載されていましたが、作業時間の関係でほぼ24時間硬化しました。
表面にかなりの気泡が残っていますが、この部分は切り落とすので問題ありません。




⑥離型
型から抜くために、余分な部分を切り落とします。
怪我に注意。



余分な部分を切り落としたら、型から足裏を外します。
型には張り付かなかったものの、隙間が無いため押しても抜けないという状況に・・・。
最終的にハンマーで打ち抜きました。型は分割できた方が良いです。


切り離した面は表面が荒いが、型についていた方は綺麗な平面


足裏にも気泡は残っていますが、ちぎれない限りは気にしない方針で。
  

⑦仕上げと組み立て
バリなどを仕上げて、組み立てます。
3枚を1ユニットにしたらかわロボの足裏の完成。




【結果】
・グリップ・強度は良好だと思います
 (まだ機体の稼働時間が短いので耐久性は不明)
・コストはシリコンシーラントより高いものの、24時間で硬化するので生産サイクルは短めです。
 シリコンシーラントが削れて床に付着すると非常に滑りますが、ウレタンなのでそれは無そう。これは個人的に重要なポイントです。
・ウレタン板からの切削と比較すると気泡の不安はあるものの、グリップは良いように感じます。表面状態の影響かもしれませんが、硬度等条件が違うので、断言はできません。
 あと比較的安いので設計変更変更しやすいのもメリットの一つ。


【使用したツール】
・日新レジン アダプト60L
・竹炭 丸型真空おひつ(ポンプ付)
・紙コップ
・カッターナイフ
・ハンマー
・CNCフライス(型加工)etc


【注意点】
容器を開けた後のウレタンの液は硬化剤を入れなくても固まってしまうらしいので、開けたらなるべく早く使い切りましょう。あと服につくと落ちません。

以上
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タイミングプーリーS5Mの書き方

今年作ったS5Mプーリーの書き方をまとめておきます。
2mmのエンドミルで切削できるので、S3Mよりも加工が楽になります。



歯先円直径
 歯先円直径(O.D.)の円を書く
 O.D. = P × N / π - 2 × PLD
   P:ベルトピッチ、5mm
   N:プーリー歯数
   π:円周率
   PLD:ピッチ円直径と歯先円直径の半径方向の差、S5Mでは0.48mm


歯底円直径
 歯底円直径 = O.D. - (1.77 × 2)(S5Mの場合)
※記事修正(19/6/25) 1.77は歯の高さです

下準備
 歯底・歯先円を書く。 ※図中のピッチ円は特に使用しない
 歯先円直径から0.381オフセットした位置に3.25mmの直線を引く




歯先を書く
 先ほど書いた直線の両端からR3.275mmの円を書く。



 上で書いた円と歯先円、歯底円をつなぐ





面取りと切り下げ
 カタログに従って面取り。(角にR0.55)
 歯の根本はエンドミルの切り残しも考えて少し切り下げておく
 (今回は切削データで実施)



複製してプーリーを書く
 歯を複製して円周にする



あとは肉抜きしたりフランジを付けたりして完成

遊星ギヤボックスの利用について

遊星ギヤボックス

大会で何人かの方に聞かれたので、まとめてみました。

からっ風シリーズでは毎回アームの減速に遊星ギヤヘッドを使用しています。
無印、QuadraEdge・・・電ドリ
Fomalhaut、Jagt、Pussyfoot・・・旧KU 24:1
BEEK,Gimlet・・・新KU 24:1

アームの多段減速機を自作すると精度の問題等あり難しいので、
遊星を使えばちょっと簡単に作れる・・かもしれません。

注意点・・・出力軸付近の剛性が弱いと遊星歯車の歯面で支えることになるため歯欠けが起きやすくなります。改造して使用する場合は出力軸を両持ちにしたほうが良いです。


ツカサ電工 KUギヤヘッド
ツカサ電工のギヤドモータ付属のギヤヘッド
単品での購入は不可なので、モータとセットで買う必要あり
ピニオンを抜く等の加工が必要

入力トルクは経験的にRS380PH,13.2Vのストールトルクの10倍程度までは壊れにくい(24:1の場合)。
コスト的にはTG-05シリーズかTG-85シリーズの標準品を買うと安い。
モータのシャフトはφ3mmなので、別の用途に使いやすい。

ツカサ電工直販:https://www.tsukasa-d.co.jp/motor/robo.html

  
KUギヤヘッド(の中身)と使用例


電ドリギヤヘッド
540サイズ以上の電動ドリルのギヤヘッド。構成はKUに近い。
クラッチ入りのギヤヘッドとしても使用可能。
クラッチを使わない場合は歯車だけ使うとよい。
出力軸はねじが切ってあるため、使いやすいサイズに加工する必要がある。
コストは安い(最近は3000円越え?)

 
電ドリギヤヘッドの中身


朱雀技研 IGシリーズ
ギヤボックス単体やピニオン単体で入手することができ、入手性は良好
フルメタルなギヤ構成も選択できるため、強度も高い
内歯車とフレームが一体のため、重量は重いが強度がある
IG22,IG32,IG36,IG42があり、数字は直径となっている。
380モータ等を一緒に購入すれば組み付けてもらえるサービスがある。

変な改造をするよりは、そのまま使用したほうがメリットが大きいと思う。

朱雀技研ストア:http://store.shopping.yahoo.co.jp/suzakulab/4a25aaeae55.html


IG32とIG36Pの中身


以上

タイミングプーリ(S3M)の歯先書き方

更新日:2014/01/02
いままでタイミングプーリーの書き方を間違えていたので、今後間違えないようにメモです。
この書き方も間違えてるかもしれませんが・・
ミスミのカタログを見ながら書いています。

下準備
 O.D.の円を書きます。
 0.25㎜外側に長さ1.95㎜の直線を描きます。
 この直線を基準に歯先を書いていきます。



歯先を書く
 先ほど書いた直線の両端からR1.975mmの円を書きます。
 また、O.D.より内側に1.11㎜オフセットした円を書きます。



線をつなぐ
 さっき書いた3つの円とO.D.をつなぎます。
 これが刃先の原型になります。



面取りと切り下げ
 カタログに従って面取りします。
 歯の根本はエンドミルの切り残しも考えて少し切り下げておくといいかも


複製してプーリーを書く
 歯を複製してこんな感じに



作る
 切削して完成
 2枚1セットで使います。



性能などは既製品を買った方がよいですが、軽さや取り付けやすさで重宝しています。
そこそこ回ればいいやって人にはお勧め。

部品購入先

更新日:2014/01/09
KMTベアリングを追加

今まで利用した購入先をまとめていきます。
とりあえず以前のブログで書いたものを記入しました。

---- 材料 ----

アクリ屋
 ・http://www.acry-ya.com/ 
 ・ポリカ等の樹脂を切り売りで購入可能

はざい屋
 ・http://www.hazaiya.co.jp/
 ・ポリカ等の樹脂を切り売りで購入可能

CUTPLA.com
 ・http://www.cutpla.com/
 ・POM等の樹脂を切り売りで購入可能
 ・追加料金で厚みを指定できるので、t=3㎜のPOMとかを選べる

秘密基地
 ・http://www.rakuten.ne.jp/gold/auc-himitsukichi/
 ・金属材料や工具を販売
 ・六角棒を買う時によく使う

ひーくんの材料屋さん
 ・http://blog.livedoor.jp/hinode_hai/
 ・料金の参考:http://blog.livedoor.jp/hinode_hai/ひーくんの材料屋さん.pdf
 ・かわロボでおなじみの日の出製作所が運営
 ・白銅から材料が届く
 ・t=3mmのYH75とかが買える

---- ねじ ----

ねじno1.com
 ・http://www.neji-no1.com/
 ・多種のねじが安く買えます。
 ・今はここのM3スクリューキャップ クロクロメートを使っています。

浅井製作所
 ・http://nejikouba.com/
 ・「ねじなめんなよ」でおなじみ
 ・特注可能で低頭ねじも安い

---- スペーサ ----

廣杉計器
 ・http://www.hirosugi.co.jp/
 ・スペーサやワッシャー、ねじを買えます。

ウィルコ
 ・http://wilco.jp/
 ・スペーサやワッシャー、ねじを買えます。

---- 工具 ----

ファクトリーギア
 ・http://factory-gear.com/
 ・マニアックな工具を販売
 ・カタログを持っていくと取り寄せてくれます

---- その他機械系いろいろ ----

モノタロウ
 ・http://www.monotaro.com/
 ・ホームセンター的なもの
 ・工具やねじ、材料などいろいろ買えて重宝します
 ・TRX極低頭ねじがお勧め

オリジナルマインド
 ・http://www.originalmind.co.jp/
 ・中古の面白いものから材料、CNCまでいろいろあります
 ・POM板の厚み精度がいいのでお勧め

KMTベアリング
 ・http://www.kmt-online.com/
 ・後輩のオススメ。ベアリングが安いらしい

---- 電子部品 ----

秋月電子通商
 ・http://akizukidenshi.com/
 ・電子部品といえばここ。というレベルで有名な店
 
千石電商
 ・http://www.sengoku.co.jp/index.php
 ・秋葉原に行くとよく寄ります