機械花を昇華させる 3(R02/10/24)

Staff Blog

前回の続きです。

動力供給となる土台部分と花の機構にすこし機構を追加していきました。

土台については暫定ですが完成した感じです。

斜めに設置したゼンマイをフレームで固定し、他の輪列部分もコンパクトに収めました。

前回から修正したところといえば干渉回避の穴の大きさとか。
以前よりも大きな穴になっています。
最底面の高さを調整したためです。

この土台から上に伸びるパイプを利用して動力を伝えます。

余談ですが、パイプの中の軸を回転させるのですが軸のみでは回転を上部に送ることができません。

回転というのはフレームとの位置関係により生じるものです。
軸だけつないで回したとしたら上にある機構全体が回転してしまうからです。

なので、パイプは回転しないように固定し、上部側でもパイプとフレームを固定するようにします。
(軸のみで回転を伝える方法はパイプ以外には重力やジャイロなど、伝える回転と位置的な差を発生させるような方法が必要です。)

上部へ繋ぐパイプの径は過去作ではΦ4.1mmでしたが、今回は空中戦が大きくなりそうなので気持ち大きめのΦ5mmを想定して設計を進めていきます。

さて、土台についてはこれでひと段落として、機械花の方を少し進めました。
土台と”見てくれ”をパイプで繋ぐと設計を分けて行えるのでやりやすいですね。

以前載せたgifを確認用に再掲します。

この状態での開花の入力は直線運動になっていますね。

回転から直線運動を作るためにはおなじみラック&ピニオンを使うのが適当です。

ピニオン(小歯車)を入力、ラックを出力として扱います。

しかしラック&ピニオンのみでは花弁の開閉は達成できません。
というのも、直線運動とは言っても往復直線運動だからです。
なのでピニオンへ入力する前に往復運動を作る必要があります。

往復運動と言ったら、あれですね。

はい、てこクランク機構です。
てこクランクは最も容易く回転運動を往復運動に変換できます。

これの従動節にピニオンをくっつけ、ピニオンを往復回転運動させることでラックは往復直線運動になります。

すると、単純な回転で花弁の開閉を連続して行うことができるようになるということです。

こんな感じです。(ピニオンが浮いてますがこの後修正しています。)
回転運動でラックを上下できるようにしていますが、回転軸が直線運動と直交だったため傘歯車を使って軸の向きを正しています。
これで、理論上は花の茎となるパイプの中の軸を回転させることで花の開花ができるということになりました。

パイプの中の軸が動力を伝えるというのは、実際の花の茎と養分の関係に似ていますね。そのほうがいいでしょう。

入力が往復直線運動ではなく回転運動となると、この先の機構設計が楽になります。
もともとゼンマイからの動力は回転運動で伝わるため、輪列中に花の入力を容易に加えやすくなります。

また、これは先の話ですが、茎に”節”を持たせようとしたときに回転運動だと対応可能な場面が出てきます。

節というのは茎の折れてるっぽい部分ですが、花はメインの機構群から関節を持ったパイプを何回か介して繋ぐ算段です。
これは、茎の曲がっている表現になるかなと思っているからです。

もちろんパイプをただ折って繋ぐなんてしないですよ。
前に機械花の設計で曲率の変化をリンクで表現しましたが、これと同じように茎の曲率も変化させようと思っています。

具体的には、花の開花とシンクロさせて、開きながら茎の曲がりを伸ばしていくような感じです。

花の動きって花弁だけじゃないんですね。

また進んだら書きます!