担当(実習日):上杉(火曜日),北山(金曜日)
(1)概要
傾斜路を突破し,ゴールまで荷物を搬送するロボットを製作する.
(a)構成
・駆動源:減速機付モータ(最大4chまで)
・ライントレース,傾斜路に適した機構,ゴールを検知して荷物搬出に適した機構
(b)競技方法
・走路は図1の通り.ロボットのサイズは300×300×300mmとして,ピンポン玉5個を
落とさずに走破する.走破した後に,ゴール地点のボックスにピンポン玉を移す.
スタートとゴールの間は,ライントレース部や傾斜路さえ走破すれば他はどのような
ルートをたどってもよい
・センサは,赤外線センサ・タッチセンサを基本とするが,必要に応じて様々なセンサ
を利用する
(c)購入部分
・ビュートローバーCPUボード(教員用意),減速機付きモータ2ch(教員用意)
・赤外線センサ2ch,タッチセンサ1ch(教員用意)
(d)製作部分
・動力伝達機構,荷物移動機構,衝撃吸収機構などをフライス盤や旋盤で加工製作する
・傾斜路の走行,ピンポン玉をボックスに移すプログラムを作成する
(2)実習の内容
・走路の構成を十分理解し,機構や部品の大きさ,動力伝達機構を決定する
・ゴールをどのように検知し荷物を移すか,機構とプログラムを決定する
(3)参考資料:たとえば
たとえば, ・住野和男,林俊一共著:絵ときでわかる機構学,(2006)オーム社
・小峰龍男著:機構学の「しくみ」と「基本」,(2009)技術評論社
図1 荷物搬送ロボットのコース
担当(実習日):境田(火曜日),松村(金曜日)
(1)概要
自転車用の発電機(ハブダイナモ)と風車を組み合わせた風力発電機の製作を行う.
(a)構成
・風車(各班で設計・製作)
・発電機(ハブダイナモ)
・発電機固定台(各班で設計・製作)
(b)競技方法
・送風機から500mm程度離れた位置に風力発電機を設置する
・静止状態から送風機を「強風」に設定し,その風(風速3m/s程度)を利用して発電を行い,LED(発光ダイオード)を点灯させる
・風力発電機はものづくりラボの机上に設置して競技を行う.風車の羽の寸法を考慮して,設置した際に羽と机が干渉(衝突)
しない大きさになるように設計する
(c)購入部分
・風車と発電機固定台の機構部材:在庫品ほか各班で購入
・発電機(ハブダイナモ):各班で共通品として購入
・LED点灯キット:競技用具(教員用意)
・送風機:競技用具(教員用意)
(d)製作部分
・風車及び発電機固定台をフライス盤や旋盤等で加工製作する
(2)実習の内容
・静止状態からでも発電機を駆動出来るように,始動トルク(コギングトルク)を考慮して,回転する風車を考案する
・効率良く回転する風車と発電機の組み合わせについて検討する
(3)参考資料
・牛山泉:風車工学入門,(2002)森北出版
・三野正洋:自転車の発電機でマイクロ風力発電に挑戦,(2003)パワー社
・三野正洋:自転車発電機(ハブダイナモ)による超小型風車の製作,(2011)パワー社
図1 風力発電機の作品例
担当(実習日):山崎(火曜日),倉本(金曜日)
(1)概要
回転やスピードの異なるサーブが打てるピンポンサーブマシンの製作に挑戦(図1,図2参照).
(a)構成
・動力伝達機構,トス機構(必須),サーブ機構,動作開始スイッチ/からくり
・モータ,センサ使用可
・コートと同じ高さの台の上に載せるマシン/大きさ制限(50×50×100cm以内)
(b)競技方法
・ワンアクションで,トスからサーブを行う
・からくりやスイッチなどを使い,トス機構とサーブ機構を動作させる
・自陣コートにバウンドさせて相手コート内にピンポン球を入れる
・どのようなサーブを打つことが出来るか(前進/下/横回転,スピードなど)
・動力源は問わない(位置,ばね,電気エネルギー等)
(c)購入部分
・アクリル板,アルミ板,鉄アングル,塩ビパイプなどの材料
・ばね,ゴム,ギアボックスなど:在庫品・余剰品または購入品
・ラケット,ラバー/テープまたは代用品(必要なら):余剰品または購入品
・ピンポン球(直径40 mm,2.7 g),コート(図2参照):教員用意
(d)製作部分
・トス機構,サーブ機構や動力伝達機構を,旋盤やフライス盤で加工製作する
(2)実習の内容
・ピンポン球に与える運動と運動量,サーブの軌跡を理解する
・目標を達成するためのトス機構,サーブ機構を考案する
・在庫品,購入品などのリストアップ
・部品図,組立図の作成,部品の加工,組立て,サーブ試験
(3)参考資料:たとえば
・住野和男,林俊一著:「絵解きで分かる機構学」,(2006)オーム社
・茨城大学理系基礎教育部編著:「大学生のための力と運動の基礎」,(2011)培風館
・原康夫著:「物理学基礎」,(2016)学術図書出版社
図1 ピンポンサーブマシン作品例 図2 コート概要