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メカトロDIYチャレンジ(Mechatro DIY Challenge)

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ロボットハンド自作4号(並行リンク型グリッパー設計・製作)

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前回作ったロボットハンド3号は、いろいろ問題点の改善も出来てきてそれっぽくなってきてるんですが、まだ完成とはいいがたい出来です・・・・。
再度問題点を解決して4号を作っていきたいと思います。

ロボットハンド3号

課題整理

大きなものはこの辺ですね

  •  ①機構が複雑で重い・ゴツくなりすぎる
  •  ②まだまだ摩擦があって動かすと固い

課題①機構が複雑で重い・ゴツくなりすぎる

 これまで、コンセプト(並行リンク機構)ばっかり気にしていたのであまり対策できていませんでしたが、このロボットハンドかなりデカくてごついです。
 ロボットハンドが出来れば完成というわけではなく、ロボットアームにするのが目的なので(それからドローンにも搭載したい。まだドローン作れてないけど)、完成したハンド部分が重すぎると後々問題になりそうです。

サイズ比較

重くなってる理由なんですが、大きさはむしろ若干小さくなっています。
ですが計ってみると重量は3号のほうがだいぶん重いです

重量比較

↑こんな風に、倍近く違います

使用しているネジ類

理由としては、このように結合部分の部品が増えたり、サイズが大きくなったりしているためです。ねじ類だけで比較するとだいぶん違うのが分かります。
特に、ちょうどいいスペーサーがなくてネジサイズをM3からM4に上げたのが効いてしまったみたいです。

課題②まだまだ摩擦があって動かすと固い

かなり改善されましたが、まだ機構部分の摩擦が大きく、小型のサーボモーターではスムーズな動作が厳しそうです。そして、機構が複雑になったために色々な部分に公差吸収用にサイズに余裕を持たせた設計をしているせいで、がたつきが依然としてあります。
あと、スペーサーを入れて余裕を作ったのですが、ネジで面圧掛けなくても下の図のように部品同士が広い面積で接触しているので、どうも部品同士の摩擦がかなり大きいみたいです。

断面図(3号)

課題の対策とロボットハンド4号の設計

改善点:結合部分見直し(スペーサー廃止しつつ摩擦低減)

今回は、ベース部品に段差を付けてみました。

段差を付けることで接触面積を減らし、摩擦を減らす作戦です。
ついでにスペーサーを排して軽量化も狙います。

断面図(4号)

ベースとリンク部分の接触面積を減らすことで、摩擦を減らす構想です。

再設計部品の製作・組み立て

部品を製作し、組み立てました。
今度こそうまくいくかな??

完成~動作

完成しましたが、結論総合的には失敗じゃないっすかねこれ・・・・。
3号よりむしろ動きが固いです。サーボモーターで動かすどころじゃないです。

そして、あろうことか遊びがより大きくなってしまっています。
遊びが大きくなったので、ガタも下の映像の様に大きくなってしまいました。

とにかく、残念ではありますが色々データは得られました。
これらをフィードバックして5号こそは完成させたいと思います!

使用した部品・機材

-Fusion360, 3Dプリンター, ロボットアーム, 3D CAD

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