担当（実習日）：前川（火曜日）、相澤（木曜日）


概要：

自転車用の小型発電機（ハブダイナモ）と風車を組み合わせて風力発電を行う．効率よく風車をまわすためには，風車のタイプ，最適な羽の枚数，配置，摩擦の低減等，さまざまな条件を考慮する必要がある．本テーマでは，ハブダイナモを介して風車を効率的に動かすためのメカニズムを考え，装置の設計・製作（ハブダイナモ以外は全て自作，4,000円×グループ人数）を行う．成果発表会では，送風機からの風を製作した装置に送り，発電した電気でLEDをいくつ点灯できるかを競う．


アイデア発表会の課題：

自転車用の発電機であるハブダイナモと風車を使って，実際に発電できるシステムを各自考える．
ただし，次の点に注意すること．
1）　ハブダイナモ(定格2.6 W，最大3.0 W，電圧4～6 V程度，価格3～30千円)は，全体予算（4,000円/人）を考慮して各グループで1台購入する
2）　自転車用のリムをそのまま利用してもよいが，重すぎる？
3）　風車の羽(ブレード)は各グループで製作する
4)　性能試験（競技）には風量(20 m3/min)，出力150W程度の送風機を用いる（担当者が準備）
5)　以上の条件の下，アイデア発表会の段階では自由な発想でシステムを構築してよい



図①－１　自転車用小型発電機（ハブダイナモ）＋風車（羽）＝発電（LED発光）？？


競技：
1)　アイデアや構想が実現されているか？
2)　送風機の風で風車が回るか？
3)　いくつLED（LED回路は担当者が準備）を点灯させることができるか？

担当（実習日）：松田（火曜日）、山崎（木曜日）

概要：

できるだけ急な斜面を登ることができる壁登りロボットに挑戦してみよう．モータは最大４個まで使用できるものとし，スイッチのON・OFF（正・逆回転可能）により，４種類の独立した動きを手動で制御する．ただし，あまり複雑にすると製作が難しくなり，重くて登れなくなることもあるので注意する．
また，全体のサイズは最大で30 cm程度に抑え，重力の壁を打ち破る面白いアイデア，ユニークな機構を考える．ただし，両面テープや吸盤の使用は認めない．


壁の構造：

壁は，図１，図２に示されるように，幅500 mm高さ1,000 mmの合板製で，10 mm x 10 mmの角材を50 mm間隔で平行に取り付けたものを使用する．


図②－１　壁（側面図）　　　　　　　　　　　　　　　　　図②－２　壁（正面図）


モータおよびギヤボックスの仕様：

タミヤ製ダブルギヤボックス（左右独立4速タイプ）を使用する．このダブルギヤボックスは，マブチモータFA-130シリーズの出力を別々に取り出すことが可能で，最大２組（モータ４個）まで使用できるものとする．

マブチモータFA-130（模型・工作向け）
限界電圧(V) 1.5～3.0
適性電圧(V) 1.5
適正負荷，トルク(g･cm) 4.0
適性電圧・適性負荷時の回転数(rpm) 6,400
適性電圧・適性負荷時の消費電流(mA) 500
シャフト経(mm) 2.0
重量(g) 18
外観寸法(mm) 25.1×20.1

タミヤ製ダブルギヤボックス
（左右独立4速タイプ）
サイズ：長70 mm，幅60 mm，高23 mm
取り付け穴ピッチ60 mm
出力シャフト径3 mm，長さ100 mm
ギヤ比：12.7:1，38.2:1，114.7:1，344.2:1

担当（実習日）：王（火曜日）、尾関（木曜日）


概要：

人はサーブをする時，トスを上げて，タイミング良くラケットを振っている．また，手首の返しやラケットの振り方，持ち方を変えることで，様々な回転をピンポン玉に与えることができる．
本課題では，このような複雑な動きを行わせるサーブマシンを作製する．


準備：

（１）ドライブ，スライス，スピード等，特徴のあるマシンを考える．普通の球を出すのではなく，特徴のある球（回転，スピード）を打つコンセプトを考える．
（２）コート内にサーブを入れるために，球のトス，ラケット面の角度，振るタイミングを考慮する．
（３）トス機構は必ず付加し，静止させておいた球を打つことは出来ない．
（４）機構や動力源を考える．位置エネルギー，電気エネルギー，ばねエネルギー等，動力源を選択し，それに合った機構を設計する．


評価：

（１）コート内にサーブを入れる．
（２）打った球にどのような特徴があるのか．


その他：

（１）どのような動力源・機構になるかを決定次第，必要な部品発注を行う．
（２）工具を適宜供給する．


図③－１　ピンポンサーブマシン