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2006年9月18日 (月)

週刊myRobotを作ろう(25)

■手持ちのディスクからセンター対応化ディスクを作成する
お待たせしました。
いよいよ本命、皆様お手持ちのオプティカルエンコーダーディスク(10号付属)を複製しながら、センター対応化の2分割も同時にやってしまいましょう。
「センター対応化の2分割」って何?」とお思いの方、イニシャライズを終わってもID-01が正面を向かず、微妙に右方向にずれているはずです。
原因は首の根元についているオプティカルエンコーダーディスクの2つあるネジ穴が、スリット半枚分右にずれているからです。詳しくは文中に「センター対応の原理」を説明してありますのでご覧ください。
尚、ディスクの型取りや、複製方法、「型取くん」、「プラリペア」の使用方法については、前回「週刊myRobotを作ろう(24)」にて触れていますので、まだご覧になってない方は一度目を通されておいてください。

では、おおまかなディスク複製の作成手順をご説明しましょう。
Id01_29_30 A)前回「週刊myRobotを作ろう(24)」と同様、おなじみ「型取くん」で、お手持ちのディスクの型をとります。
B)ディスクをドーナツの様に2分割するためのセパレーターをつくります。
C)そのセパレーターを使ってプラリペアで型取りすれば、センター対応の2分割ディスクが出来上がりというわけです。
後は2枚をスリット半分だけ左にづらしてプラリペアで融着すれば、センター対応のディスクが完成します。
オリジナルのディスクは無償のまま残りますので、スペア用に保存しておけば、いつ何時でも完全オリジナル版に戻ります。

それでは、ディスク作成の具体的な説明に入ります。

◇2分割(輪切り)する位置は?
ではどこで2分割すれば良いのでしょうか?
ディスクを良く見るとお分かりいただけますが、自由きままな位置で輪切りは出来ません。
Id01_29_26_1 ディスク下(裏)側にある「ネジ穴周りの2つの突起」と「スリットの内側」の2mmの間(黄色のライン)を正確に輪切りしなければいけないのです。
「ネジ穴周りの2つの突起」の間は直径30.8mmです。
そして突起とスリットの間2mm、その中間点つまり1mmを加えた直径31.8mmの円で輪切りを行う必要があるのです。

「そんな正確な輪切りができるのかいな?」と思われるかもしれませんが、そんな方法を考え出すのが素人の怖さ・・・。
では、輪切りに必要なセパレーター(2分割機)について説明します。

◇セパレーターの作成
オリジナル「ディスクの型」でプラリペアで複製を作りますが、2分割するための仕切りを内側と外側の間に入れます。その仕切りの事をセパレーターと呼びます。
セパレーターは型取りした後、プラリペアと分離できるものでなくてはいけません。
プラリペアは多くの樹脂系素材に融着(化学結合あるいは付着接着)します(詳しくはプラリペアのHPをご覧ください)。
従って、セパレーターの素材は金属か、プラリペアに融着しない素材を選ぶ必要があります。
当初、金属性の直径31.8mmのパイプ状のものを探してみました。
最初思いついたのが、お菓子を作る型(円形・星形・四角他)でしたが、調べてみると直径30mm、35mmのものは見つかりましたが、肝心の31.8mmはありませんでした。
(少し大きめのものを手に入れて、31.8mmになるようにカットすれば使えるかもしれませんが、自信が無いのでやめました。)
既成のものをあれこれ探していましたが時間が経つだけでした。
どうせなら金をかけずに作ってしまおうと考え、素材を身の回りにあるもので代用することにしました。
アルミ板なら良さそうなのですが手元にないので、他のものを探しました。
道具箱には目ぼしいものが何もなかったので、部屋のゴミ箱を物色していたところ、家族に見つかり大恥をかきました。
でも成果あり!! 良いものを見つけました。
「ファブリーズ 置き型」の入っていたパッケージです。
透明な合成樹脂ですが表面がツルツルしていて、そう簡単に分子結合しそうにありません。
試しに一部にプラリペアを付けて十分に乾燥させてから擦ったところ、簡単に遊離してくれました。
おまけに思いの他「こし」が強く、そらせると綺麗に輪が出来ました。
しかもハサミやカッターナイフで簡単に加工できます。

材料が手に入ったので、まずは直径31.8mmの輪をつくる事にしました。
円周率π=3.14159ですので、円周=3.14159×31.8=99.90 およそ100mmの長さが必要です。
これにのりしろを10mmを加えて、長さ110mm×幅15mmの長方形を切り出します。
切り出しのポイントですが、輪の底面を密着させるため、カッターナイフに定規をあてるなどして、正確な直線切りを心掛けてください。
私はのりしろに両面テープを貼り付け、端と端を結合して輪を作りました。
素材の「こし」が強いせいか、形状はほぼ真円ですし、直径を計ると約31.8mmm。計算通りです。
卒業してから何回~何十回?かあった、学校の授業が役に立った瞬間です。
この輪を、ディスクの所定の位置に正確に設置しなければなりませんので、私は十文字にステーをつけました。
Id01_29_28 寸法は長さ31.8mmに両側の"のりしろ"分5mm×2で32.8mm。幅8mmの長方形に切り取り、輪の4点に貼り付けました。(このステーは途中で取り外すので「のりしろ」は小さめにあくまでも仮付けです)
そしてクロスした中心点に穴を開け、有り合せのビス(2×16)を通しました。
このビス穴は輪の中心に来ないと意味がありませんので、正確に寸法を測って、そして垂直になるように取付けてください。
以上でセパレーターつくりは完了です。
なんとここまでの工程では、手間を除いて出金無しで出来てしまいました。

◇ディスクの型取り
前回と同様、「型取くん」を使い「首に接する方のガイド突起」と、スリットを含めた全体を型取りし、「裏側のネジ穴周りの2つの突起」は部分的に型取りして接合するという方法で2種類の型を取ります。
出来たディスクが平らでないと、エンコーダーの送・受光部に引っかかり、首が回転出来なくなりますので、型取りするときはディスクが波をうたないようにに気を配ってください。
もし失敗しても大丈夫です。「型取くん」は熱を加えれば柔らかくなりますので、納得がいくまで何回でもトライできます。
それ以外の注意点と型取り方法は重複しますので、詳しくは前回「週刊myRobotを作ろう(24)」の「型取りの実践」「ポイント」をご覧ください。
Id01_29_20_1今まではドライヤーで「型取くん」に熱を加えていましたが風で飛んでしまうため、今回は(家族に内緒で)オーブントースターを使用してみました。アルミホイールの上に「型取くん」をのせ、ヒーターが赤くなってまる1分くらいで十分柔らかくなりました。とても使い勝手が良いことが分かりました。ご参考まで・・・・。

◇セパレーターのセット
プラリペア流し込みの前に、先程のセパレーターを「ディスクの型」に正確にセットします。
まず、セパレーターにセットしたビスを一旦取り外し、先程作った「ディスクの型」の真ん中に取り付けます。
方法は、コンパスかディバイダーを、直径31.8mmの半分つまり15.9mmに開き、円周から中心付近に印を付けます。
それを円周3箇所から行えば正確な中点が割り出せすので、その中点にドリルかキリで穴をあけ、先程のビスを5mmくらい垂直にねじ込みます。(ネジ山をつけるため)
Id01_29_29 再度ビスを取り外し、セパレーターを先程のネジ穴に取り付け、ドライバーで数回まわして固定します。
光を当てるか明るい窓などで裏から見ると画像のような状態になっていると思います。
Id01_29_23_1 「首取り付けのガイド突起」の円(赤矢印)と、セパレーターの円(水色矢印)が、同間隔になるように調整します。
特にスリット内側とガイド突起の中間にセパレーター来るように微調整してください。
調整が完了したら、ドライバーでネジを回し、垂直のプレッシャーを与え、セパレーターの底面が「ディスクの型」とピッタと密着するようにして下さい。
あまり強すぎても、セパレーターがゆがんでしまいますので、適当な圧力(軽くなく・重くなく)で結構です。Id01_29_22

◇プラリペアの流し込み
プラリペアの流し込みの方法、注意点の基本は前回「週刊myRobotを作ろう(24)」と同様ですのでそちらを参照してください。
ただし今回はセパレーターがありますので、その取り扱いを中心に説明します。
まず、外枠(スリットのある側)からプラリペアを流し込みます。
プラリペアは粉末パウダーと液剤を混合するタイプです。
面積の広いところは「ふりかけ方」が便利ですのでパウダーを均一にかけていきます。
私は何回かプラリペアを使っているうちに「砂時計方式」をあみだしました。
方法は付属のスポイトにパウダーを沢山吸い込み、下に向けるだけ。
パウダーは砂時計のごとく一定の分量でサラサラと出てきますので、均一の量で散布できます。
スリットの型の頭が軽く出る程度に万遍なくふりまきます。
散布し終わったら、左右に揺らしたり、トントンとたたいて均一にならします。

以上の工程が出来たら液剤を付属のノズルで一滴づつ垂らします。
液剤は異臭がしますので、部屋の換気には十分配慮してください。
ポイントとしては、液剤を一滴たらすとパウダーにしみこんでいきますので、しみ込み終わったら続いて隣の乾いた部分に一滴という具合に全体にむらなく垂らしていきます。
「液剤が多いほうが良い結果」とプラリペアのHPには出ていましたが、多すぎるとなかなか乾かないので、あくまでも適量がベストです。
ただ粉の量が多すぎて液剤が奥までしみ込まなかった時や、液剤が足りなかった時はパウダー状のまま全く固まりませんので注意が必要です。
あくまでもオリジナルディスクと同様な厚みを目標に作成してください。
プラリペアは常温(摂氏25度)で5分で固まりますが、余裕を見て10分くらい放置します。

続いてディスクの内側に移りますが、セパレーターのビスと仮付けした「十文字のステー」だけ、取り外します。セパレーターはそのまま残しますのでご注意ください。
外側のプラリペアが固まっているので、セパレーターは動きにくいですが、強く引くと剥離して、せっかく作った2分割の仕切りが取れてしまいますので、ステーを外すときはくれぐれも注意してください。

いよいよ内側にプラリペアを流し込みますが、内側には、「首に接するガイド突起」があります。この部分は「ディスクの型」奥のほうにある溝になっていますので、この部分だけ「ニードル方」でプラリペアを流し込んでいきます。
「ニードル方」「ふりかけ方」についてはプラリペアのHPをご覧ください。
あとは先程と同様、「ふりかけ方」の「砂時計方式」で満遍なく敷き詰めていき、液剤を適量垂らして、常温で十分間放置しておいてください。
Id01_29_21 十分乾燥したらセパレーターだけ引き抜きます。取りにくいようでしたら、ディスク外側を最初に取り外してもかまいません。ただし、ディスク内側はそのまま残しておいてください。

その間に、「ニードル方」で下側「ネジ穴周りの2つの突起」を作っておきます。
今回接合するディスク面は凝固していますので、突起部分とピッタリ接合しなければいけません。
2つの突起パーツが出来たら、穴の内側や、ディスクと接合する面をなるべくピッタリするようにバリや出っ張りをカッターナイフやヤスリで良く面取りしてください。

Id01_29_25_1 出来たら、ディスク面の2つの突起付近に「ニードル方」でプラリペアと数滴つけ、突起パーツを穴の部分(ディスクの型は2本の棒になっている)にはめこみ、暫く指で押さえておけばディスク面と接合してくれます。

十分乾燥したら、内側のディスクも型から取り外します。
内・外両ディスクの表面、側面、スリット内のバリや出っ張りなどをカッターナイフ、ヤスリ等で丁寧に面取りしてください。
Id01_29_27 これで晴れて、2分割したオプティカルエンコーダーディスクが出来ました。

ここで内側と外側のディスクをセットするわけですが、オリジナルディスクとどの程度づらすのか、センター化対応の原理を復習しておきましょう。

◇センター化対応の原理
myRbotについているオリジナルのオプティカルエンコーダーディスクでイニシャライズすると、左一杯に頭を振った後、スリット6つだけ数えて次のスリットとの間(赤い線上)で停止します。
ところが、頭の正面はネジの取り付け穴(水色ライン)の方向なので、丁度、半スリット分だけ右にずれた状態になっています。
Id01_29_10_1 この不整合を修正するため、ディスクを2分割しました。
ネジを左右スリット1と1の間に来るようにセットすれば、ID-01は正面を向きます。

◇仮止め及び動作テスト
とりあえずスリット1の間にネジ穴が来るようにセットしたら、セロテープなので仮止めします。
仮止めするのは「ネジ穴周りの2つの突起」がある片面だけにしてください。
「首に接するガイド突起」がある方は、首の回転部分と接するところなので少しでも摩擦が少なくなるよう保つ必要があるからです。
下手をするとモーターに負荷がかかり、ボードから煙が・・・の憂き目に会う可能性も否定できませんので、「ギアの付く方だけセロテープ」「頭部の付く方はフラットなまま」という事にくれぐれもお気をつけください。

出来上がったエンコーダーディスクを白いギアと一緒にID-01の頭部に取り付けます。
この時、エンコーダー送・受光部が軽く動くかチェックしてください。
このチェックをしておけば、新しいディスクが原因でモーターに負担がかかる事は考えにくく、従ってボードから煙が・・・の原因にはなりにくいと思います。

もし軽く回らない時は、オリジナルディスクに付け替えてみてください。
オリジナルディスクに付け替えて軽く回るのでしたら、作ったディスクに問題があります。
両方とも軽く回らなければ原因は他にありますので色々チェックしてみてください。
オリジナルディスクで軽く回るようになったら、作成したディスクに交換して再度軽く回るかチェックしてください。

作ったディスク側の原因
1)作ったディスクがオリジナルより厚すぎる(もっと粉の量を減らして再作成してください)
2)ディスクが波打っている(もっと水平に注意して型取りを行ってください)
3)セロテープが頭側にもある(セロテープ貼り付けは白いギア側だけです)
4)頭に面するディスクの表面が凸凹(型取りするとき押し付けが弱かった)
5)内・外ディスクの接合面がギザギザ(型取りは正確に・・・)

3)の原因以外はディスクを再作成しなければなりませんので、そうならないようにディスク作成は丁寧に行ってください。

うまくいったらヘッド部をボディケースに取り付け、動作テストをしてみてください。
イニシャライズ完了後、真正面を向きましたか?サウンド追跡はうまくいきましたか?
真正面かどうかのチェックは、ID-01を後ろ側の斜め下から見上げ、「ボディ部両肩のライン」と、首の根元付近の「ヘッド部接合部」が平行でしたら完璧です。
左右どちらかにずれていたら、外・内ディスクを左右づれている方向と反対方向に必要量だけづらして、再度チェックします。
セロテープでの張り付けは何度でもやりなおせるので便利です。

◇内・外ディスクの融着
上記テストが完了したらディスクをボディから取り外し、今度は首に接するガイド突起のある側の内・外ディスクの接合部をセロテープ・メンディングテープでくまなく覆っていきます。
これは、首の回転部に融着するプラリペアが流れ込まないようにする大事な作業ですので、テープをディスクに指などで強く圧着する事が必要です。
圧着が完了したら裏返して、内・外ディスクの接合溝にプラリペアを「ニードル方」で少しづつ流し込み融着させます。プラリペアが多いと余計な凸凹が出来てしまいますので、少量に徹します。十分乾燥させればセンター化対応ディスクの出来上がりです。

出来上がったディスクをID-01に取り付け、再度テストしてOKならこれで完了です。
えっ?まだ少し左右にずれている?
内・外ディスクを融着した後では残念ながら「あとの祭り」です。
もう一度、プラリペアの流し込みから行ってください。
セロテープのテストは完璧にする必要があります。

尚、今回のように改造を行う場合、本人の自己責任で行なってください。

◇あとがき
リペア製品の「型取くん」と「プラリペア」がこんなに便利だったとは知りませんでした。
これを早く知っていれば、あんなに苦労してディスクを2分割しなかったのに・・・。
(宜しければ「週刊myRobotを作ろう⑬」をご覧ください)
でも「プラリペア」は少々値段が張りますね。作るものは失敗しないように注意が必要です。
ID-01だけの範囲にとどまらず、今後は家庭内での器具等の修復に役立て、少しでも家族にゴマをすっておきましょうか。
ところで直すもの何かないかな・・・。

■トピックス
イタリアディアゴスティーニのパーツリストには現在NO.1~NO.56までが掲載されています。私は、頭の後ろから出ているケーブルを首の中に内蔵させましたが、CMOSカメラの多数のケーブルが気になっていました。
NO.53のPDFのマニュアルに載っていた数枚の画像を見て、その本数が大体分かりました。10本と8本の2組に分かれていて両端に白いコネクターが付いています。
首を貫通させるのは至難の業のようですね。頑張ろう!!
画像はPDFの載っていた「ヘッド部穴にケーブルを通しているところ」です。
Id01_29_31

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コメント

おにゃにゃさん こんにちは

身の回りの素材集めが必要な時は、是非「ゴミ箱」「納戸」などを対象に入れておかれると、思わぬ宝が見つかるかもしれませんね。

本当はプラリペアで耳を作り「耳と目の分離」の実験をしようと思っていましたが、「音声モジュール」搭載後のテストに障害が出るといけないので急遽取りやめました。
プラリペアのあの臭いから暫くは開放されそうです。

今、トランジスター2石のDC・DCコンバーターキットのハンダ付けを開始したところです。アチッ!

投稿: ふみのへや | 2006年9月22日 (金) 12:04

ふみさん おはようございます。
他の方も書かれていますが、う~~ん凄いの表現しかないですね^^。身近にあるものを応用して有効な冶具として使われるとは、ふみさんらしい工夫ですね。とても私には無理ですが、おおいに参考にさせていただき自己啓発に努めます。

投稿: おにゃにゃ | 2006年9月22日 (金) 10:11

テラさん こんばんは。
お久しぶりですね!

いきなりイタリア語でびっくりしました。
イタリア語を勉強されているようで、頭が下がります。
秋の夜長、頑張って会話も物にしてください。と言うのは「週刊myRobotを作ろう(26)」の巻末、トピックスに「ID-01の音声モジュールのDEMO」を紹介しているからです。
簡単なコマンドで命令して、ID-01が答えていますので、結構面白いですよ。是非ご覧ください!

それから凄いですね、ついにケーブル内蔵されましたか。本当におめでとうございます!
半年後に搭載予定のCMOSカメラのケーブルは18本ありますので、その時も是非頑張って内蔵にトライされてください。

ハード周りがだんだん充実してきましたが、もう少しするとソフトウェアがウエイトを占めてきますので、LEGOのMindStormsで簡単なロボ言語の勉強をしようかと思っています。
ご興味おありのようなら、以下URLをご覧ください。
http://mindstorms.lego.com/?domainredir=www.legomindstorms.com

テラさん、イタリア語頑張ってください!!

私も頑張ります。ありがとうございました。

投稿: ふみのへや | 2006年9月21日 (木) 22:04

Pront, Fumi? Ciao, sono Tera. come stai?
ごぶさたしてました。ふみさんに触発されて、イタリア語の勉強をはじめてますが、ラジオ講座の四月号のテキストが在庫切れになっていました。その間、あまりにも暇で、とうとう頭部のチョンマゲ配線を首の匡体に隠してしまいました。ふみさんのこのブログは私にとって刺激がありすぎて、じっとしていられまん。ブログが更新されるのをわくわくしております。だいぶ涼しくなってまいりましたが、寒暖の差が激しいので体調にきをつけて、私のやる気を引き出し続けてください!

投稿: テラ | 2006年9月21日 (木) 20:40

こんにちは
わざわざコメントありがとうございました。

うーーーん、凄い!!!!!!!!

やはりこの言葉しか思い浮かびません。

作るのは大好きでも、いくらやっても綺麗に真直ぐに仕上がらず、いつも雑な仕上がりしか出来ない自分には、やはりやれない、やらないですかねー。いつも凄く参考になります。
頑張ってください。

投稿: 308 | 2006年9月19日 (火) 22:09

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