スマホ操作ロボット~3Dモデルでのメカ設計とX軸の動作確認~

ラズパイによるステッピングモータの動作確認が上手くいったため、真の目的であるスマホ操作ロボットの制作に取り掛かりました。
今回は、3Dモデルによるメカの設計とX軸の動作確認まで実施したので紹介いたします。

メカ設計

実際に各部品をモデリングして、
動作させたのが以下の動画になります。
vimeo.com



自分でモデリング・部品加工を行う必要があるのは以下の部品です。
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市販の部品は以下になります。
なお、X-Y軸用のステッピングモータ(秋月のST-42BYG020)とタッチ動作用の直動ソレノイド(ZHO-0420S-05A4)は3Dモデルが存在しないため、自分でモデリングを行いました(githubに上げています)。
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ステッピングモータの3Dモデル
ソレノイドの3Dモデル



ここからは、市販部品が必要な部分についてどのような部品選定を行ったかについて説明します。



上下の板は市販のスライドレールによって接続しています。
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スライドレールは自分でモデリングするのが難しいので、モノタロウやMISUMIからモデルを入手できる商品を使うのがいいと思います。
今回はこれを使ってます。
www.monotaro.com


X-Yの直動動作は、価格の面からステッピングモータによるラックアンドピニオン方式とします。
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ラックとピニオンギアに関しても、市販のものを使います。
今回は3Dモデルを入手できるこれを使ってます。
www.monotaro.com
www.monotaro.com



Y軸方向の機構には、リニアブッシュとシャフトホルダとシャフトに市販のものを使います。
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今回は3Dモデルを入手できるこれを使ってます。
jp.misumi-ec.com
jp.misumi-ec.com



直動方向のソレノイドです。
固定用の冶具は自作する必要があります。
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今回はこちらを使っています。
akizukidenshi.com

X軸の動作確認

実際にX軸の機構に必要な部品の加工・組み立てを行い、ラズベリーパイから制御を行って動作確認しました。
制御プログラムは以前のステッピングモータの動作確認用に作った物を一部流用して反復動作するようにしています。
vimeo.com


動き的には問題ないですが、ちょっと音がうるさいですね(;^ω^)

最後に

以上のように、メカ設計は終了してX軸方向の動作確認も完了しました。
今後も引き続き、Y軸方向の組み立て・動作確認を行っていく予定です。