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RZ-1の頭部の試作完了

RZ-1(薄型+厚型) 前回に続いて首部をどのようにするか検討して、薄型スプラインホーンに厚型スプラインホーンを重ねた部品を新たに製作してみました。

 首に注目!

RZ-1(薄型のみ) しかし、ロボットの首が少しでも長くなると違和感が生じるようです。やはり、ロボットの首はほとんどないくらいにするのが力強さを印象付けるのではないかと思います。結局、元に戻すことにして従来からの薄型スプラインホーンだけにすることにしました。

 動作確認していますので、頭部の側面をネジ止めするなど強固にして、これでRZ-1の頭部の製作を完了させます。製作してから気づいた難点ですが、RZ-1の身長が伸びてしまうので、RZ-1体型のクッション材のままではBOXに入らなくなりますので、頭部の交換はそのことを考えてからの方がいいかもしれません。一応、ネジ止めなのでいつでも交換取外しできますから。
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    RZ-1の頭部を改造

     RZ-1のプチ改造も順調に進み、無事、必要最低限の穴開けはうまくできました。

    完成したRZ-1の頭武 紙の試作と今回の製作した頭部を並べてみました。まあ、行き当たりバッタリの割にはうまく出来ました。

    ブルーLEDが癒しに 頭部に入れたブルーLEDは後ろ側に配置して眩しくないように工夫しました。目の部分はMOケースの廃物利用で適当に切り出したスモーク板を半田コテの熱で曲げてから入れました。
     なお、額のネジでしっかり固定するようにしました。

    イメージチェンジ RZ-1全体の外形上のバランスがよくなりました。純正の頭はやはり小さすぎるように思いますせんか。オプションで少し大きい頭部があると良いのですが。

     隙間から漏れてくるブルーの光も癒し系ですね。

     頭部に入れた機能動作を確認する。受光モジュール(秋月電子で購入)は純正品とは端子の並びが違うので接続配線には注意が必要です。リモコンでの動作することを確認できた。

     首部は従来と同じように製作しましたが、もう少し改善する必要があるので仮搭載にして、首部をどうように加工するか検討中です。いい案がなければこのままかも。

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      久しぶりにRZ-1のプチ改造

       以前から気になっていたのがRZ-1の体型バランスです。どうみても頭が体のわりに小さいように思います。1回は試作してみてどのように感じがかわるか試してみることにしました。

       板厚を考えず、まず展開図らしき型紙を作り、紙でそのまま試作してみました。一ヶ所は寸法ミスで寸足らずでした。これを基に折り曲げ角度や寸法を微調して、再度、型紙を作成した。
      試作

      展開図の型紙 要らなくなったノートの紙に板厚を考えず作成した型紙をアルミ板にセロテープで貼り、外形を切り出したのが左側の写真です。アルミ板はある程度の強度を考えて0.8mm厚にしました。まず、4隅を大きく切り落とします。

      切り出し カッターナイフでケガキ線を入れて、切り出した所です。0.8mm厚でも2枚の木片で挟んで、ゆっくり折り曲げて何度も繰り返すと金ノコを使わなくても切れるので長い直線の部分はそのようにして切り出しました。また、鋭角な切込みはヤスリが入らないので、カッターナイフで仕上げています。かなりきれいに切り出せました。

      前面マスク 余っていた0.5mm厚のアルミ版の端切れで前面マスクを試作してみました。交換や作り直すことが出来るように額にネジ留め出来るようにしました。

       切り出して折り曲げが出来るか不安でしたが、一応、なんとか形になりました。しかし、これからどうする。失敗することも考えていたので、曲げることを優先したため、中に収める事や他の穴あけ作業を無視したため、うまくいったのはいいのですが別の悩みが発生してしまった。

      半完成
      半完成ですが、どうです格好よくないですか?

       もう1つのバランスの悪いのはハンドですが、サーボモーターの関係でハンドの大きさに制限がある。そこで、小型化と軽量化のためにはサーボモーターから変更する必要があり、いずれ検討することにしよう。
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        バックカバーにジャイロを固定

         今までのバックカバーには、1個のジャイロを固定してもう1つは両面テープで留めていました。2008.11.08にバックカバーの寸法は同じにして切り出してありましので、ジャイロが搭載できるように折り曲げ方を変更して作り直しました。肩の部分にジャイロ(GWS PG-03)のカバーを外して、ピッチ軸(前後)のジャイロと、ロール軸(左右)のジャイロを搭載しました。カバーを外したので、ジャイロ部分をアルミカバーに密着させたので、放熱効果のお陰で温度ドリフトも小さくなる効果もあります。

         しかし、そのバックカバーにBluetoothモジュールをどのように搭載するか検討中にモジュールの調子がおかしくなりうまく接続できなくなりました。そこで、ピンジャックの通信ポートの切替えが面倒だったので、無線受信モジュールの搭載をペンデングしていので、Bluetoothモジュールを諦めて、無線受信モジュールを搭載することにしました。

         少しモジュ−ルが厚いのですが、何とか固定できて搭載できました。バックカバーには今までと同じピンジャック(受け)と切替えSWを取り付けてプログラム変更する時と無線操縦をSWで切替えることが出来るようにしました。全体的に少し軽量化できたようです。

         また、LCD表示を搭載したので無線操作した時、操作したRR値を表示することが出来ます。
        '========= RR Display ========
        PRINT 12 'CLS
        PRINT "RR="
        PRINT FORMAT(RR,DEC,1)
        '=============================
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          RZ-1に液晶表示を内蔵

           出来上がった基板を穴あけ加工してから回路図と組立図に合わせて部品を入れて、ハンダ付けして完成です。液晶表示用基板とRS232C基板を組上げました。液晶表示用基板は慎重にボディーカバーとの隙間を見ながら部品配置を決めたので、うまく収まることができました。コンデンサーをチップコンデンサーに変更して、コネクターと一緒に基板の裏側に搭載しました。

           RS232C基板の方はバックカバーとの調整が出来ていないので、もう1回は製作しなおさないと収まらないことがわかりました。搭載する電解コンデンサーを小型化しないと厚くなるのが問題となりました。チップコンデンサーで容量の大きいものに切替える予定です。


           フロントボディーカバーに収めた状態で、配線はコネクターで取外しが簡単に出来るようにして、LEDマトリックのフロントカバーとの交換が簡単に出来るようにしました。但し、ラジコンの受信部品は取り外しました。
          (1)液晶表示のカバーには音声認識基板を搭載
          (2)LED表示のカバーにはラジコン受信部品を搭載
          と使い分けるようにしました。
           
           距側LEDは両方に同じものを搭載しました。液晶表示のフロントカバーでは距側LEDの取り付けネジを利用して、音声認識の基板を固定しました。


           液晶表示のフロントカバーにも倒れた時に衝撃を吸収する緩衝材も小さくして付けました。写真では液晶表示のバックライトのLEDが点灯していますが、消費電力をを低減できるように小型SWでバックライトのON/OFFができます。

           また、リモコンのP1を押すとメンテナンスモードに入ってAD値をすべて表示できるようにしました。今までに作成したモーションプログラムに追加記載しても、LCDの書換え時に動作が多少遅くなる程度で他に影響は小さいと思います。

           今度は、バックカバーと搭載基板(Bluetooth基板+RS232C基板とジャイロ基板×2)の搭載方法の見直しと軽量化を検討をしていきます。
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            今度はプリント基板の製作にチャレンジ

             EAGLEというCADがあり、商用に使うにはライセンス料がかかりますが、私的に利用するにはフリーソフト版としてインターネットからダウンロードできます。

             そのままではすぐに使えないぐらい機能が豊富なので、その使い方を覚えるのに図書館から「無料版EAGLEで作る激安プリント板」という本を借りてきました。本を見ながCADを操作して、まず回路図入力から行い、その回路図データとリンクしてプリント基板の設計ができますから、誤配線することがありません。何とかプリント基板の設計が出来る所までわかりました。

             次は、プリント基板の製作ですが発注すると2万円ぐらいかかりそうなので、製作もチャレンジしてみようか思います。EAGLEで作成したプリント基板の原版は、OHPシートに2度重ねて印刷して作成してみました。2回行ったのは遮光性を得する為です。
             左の写真が作成した原版です。近くに取り扱っているお店がないので、実験を兼ねてOHPにしてみました。そのため、専用シートを使うことをお勧めします。

             印刷する時には半田付けの面を考慮して、表面と裏面を印刷するか決めました。私は、表面実装の基板はミラー反転し、ディスクリート部品を搭載する基板はそのまま印刷しました。感光基板に原画を当てるときには裏返して印刷面を基板にするためです。OHPの厚みによる光の干渉を防ぐのが目的です。露光器がないので、手軽には、使っていない写真立てを利用して、蛍光灯から15cm離して30分露光します。


             ここで問題発生!! 現像液の温度を間違えてしまいました。パターンが薄くなってしまいました。やり直しです。温度コントロールにはちゃんと温度計で確認しましょう。

             現在の液晶表示にはバックライトがないので、バックライト付きの液晶表示に変更しようと考えています。その分、液晶モジュールが厚くなるので、基板も薄くして序に周辺回路も搭載しようと検討しています。また、バックライトはスイッチでON/OFFできるようにして低消費電力モードにもでき、かつ明るい時は自動消灯するようにしようかと考えています。
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              2色電光掲示板を搭載

               緑色と赤色の2色に切替えが出来る改良型の電光掲示板モジュールをRZ-1に搭載しました。従来のモジュールと規格を統一してあるので、交換する時はとても簡単にできました。

               どうです。メッセージが緑色になったでしょう。LEDのVFの違いにより緑色は少し暗いようです。電流制限抵抗は、色を切替えても同じ220Ωになっている為です。


              モジョールを固定するボディカバーの折り返しを少し直しただけで交換は完了しました。色の切替えはボディカバーの脇から指を入れて、指先で写真のスライドSWで間単にできました。

               古いモジュールはビットマン専用モジュールにしました。また、もう1つのモジュールは部品を再利用して2色LEDモジョールに改造しようとも思います。

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                2色のLED電光掲示板を試作

                 すでにRZ-1に搭載しているLED電光掲示板をグレードアップしようと、ちょっとだけ仕様を追加しました。PICマイコンのソフトは全く変更せずに、ハード的に回路を追加することにしました。

                 それは折角の2色(赤/緑)LEDマトリックなので、駆動回路を分けてスイッチで切替えるようにしました。写真の左側のは今までのモジュールですが、その下に8回路分のLED駆動回路を設けました。


                 そこで、出来る限り配線を減らしたいので、基板上の部品配置と配線を大幅に見直しました。写真のようにここまでは組立ててから配線しました。

                 抵抗は1/6Wの小型にして全て部品の下、ICソケットの下、Trの間に配置しました。そのお陰で部品サイズの基板に収めました。




                 2箇所ほど半田付けの不完全な所がありましたが、ほぼ問題なく仕上がりました。表面は見事に出来ました。現在のRZ-1のカバーの載せてみましたが、サイズ的には問題はありませんでしたが、切替スイッチの部分のカバーを改修する必要がありそうです。

                 これで、赤と緑の2色切替の電光掲示板が出来上がりました。消費電力的にはLEDを切替えているため、赤LEDか緑LEDのどちらかにしか電流は流れないので前作と全く同じです。
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                  また、U型ブラケットが折れる

                   前回の反対側の左腕のU型ブラケットが同じように折れてしまいました。RZ-1がまた骨折です。今度は予備部品があるので、即座に交換しました。

                   同じように折れるということは、初期不良でなくても自動車だったら欠陥商品でリコール対象だと思いますが。本物のロボットでも同じようなことが起きても、初期不良でないので問題なしという対応をとるのでしょうかね? 想像しただけで怖いですね。零細企業の品質に対する考え方は旧態依然なのでしょう。

                   対象がロボットなので怪我とか命に関係なく、消費者団体とも関係ないからそのような対応なのでしょうが、考えてみれば十数万円もする商品が1年も持たず壊れれば、無償保証期間というのが一般的ですね。メーカーさんの改善を望みます。

                   折れたU型ブラケットだけでなく、点検して危なそうな箇所について折れる前に、自己防衛として交換したU型ブラケットも含め内側から強化アルミを接着剤で貼り付けました。面接着なのでそれなりに強化できると思います。ネジの分だけ重くならないで済みますからこの補強で様子を見てみます。
                   折れたU型ブラケットも補修して、予備部品としておきました。

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                    U型ブラケットの補修/補強

                     折れてしまったU型ブラケットを補修してみることにした。まず、100mm幅の1mm厚のアルミ板から幅20mmで長さ19mm(100mmを5分割)で切り出します。その小片を8mmで直角に曲げてL字型にします。スプラインホーンが当たらないかを確認して当たるようであれば、ヤスリで削り調整します。
                     部品が出来た所でネジ止めする穴を開けます。U型ブラケットの側面部はエッジから7mm、U型ブラケットの底辺部はエッジから10mmの所に穴を開けました。

                     出来た所で補強する所に接着剤を適量垂らしてから2.6mmネジでしっかりと締めます。歪みがないか確認してから取り付けネジにネジロックを着けます。意外と簡単にできました。情報を提供して頂いたぷちさんに感謝致します。
                     どうです、補強材を内側に入れて外側にネジの頭が見えるだけですから組立てても目立たず違和感がありません。

                     全てゼロから自作できるかチャレンジしましたが、両側を正確に折り曲げるのが難しく。やはり、今回のような補修や補強の方が簡単でいいようですが、重量が増えるのがちょっと問題です。
                     その隣には、予備部品として購入したU型ブラケットです。折れてからも補修できることが確認できたので、L字型の小片を8個ほど作って予備部品としました。
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                      カレンダ

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