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ついに「指」登場!!世界一人間に近い「機械の手」をつくる方法とは?!

   

こんにちは!!

「機械の手」を作っている大学生、kazusibaです。

いま、ここで紹介させてもらっているアイデアをDMM.makeのSCHOLARSHIPに応募していて、

現在は開発内容の提出を求められているところです。

開発内容

開発内容(7割)

審査が通ったら、夏休みは夢の東京暮らしです。

よかったら、そちらのkazusibaも見てあげてください。

 


 

 これまでの「指」

CAD

yubi-v6.2

さて、第3回となる今回は、やっと「」の登場です。

「指」は今回のプロジェクトの主役ではないものの、見た目のインパクトを司り、かつ設計が大変という頑固者です。

以前にDMM.makeのモノづくりログに載せさせてもらった記事をまとめる感じで今回は書いていきたいと思います。

 

第1関節と第2関節の連動

これが特徴の一つです。

これは人間の指の構造と同じで、(たまに別々で動かせる人がいますが、)第1関節と第2関節が連動して動きます。

ただでさえ、一つの指に3つの動力を取り付けようとしているので、節約できるところは節約しておいた方が良いに決まっています。

第1関節と第2関節

第1関節と第2関節

 

第2関節が動力伝達のワイヤー(青色)で引かれて曲がると、連動して第1関節のワイヤー(赤色)が引かれるという流れです。

 

プーリーの大きさ

スクリーンショット 2015-07-06 22.36.21

http://www.terminator-movie.jp/

強いロボットアームをイメージしてくださいと言われて、真っ先に思いつくのはターミネーターの手です。

ただ、サラ・コナーに狙われた末に爆死するのは嫌。

 

話を戻しましょう・・・

ターミネーターの手、あの関節の細さであの力を出すのは、もう少し先になるでしょう。

「機械の手」の製作を再開した頃、私は関節の中のプーリーを大きくする事が指の保持力を決める唯一の手段だと考えていました。

しかし、それには限界があります。

てこ

てこ

上の図のように一つの関節について、てこの原理を用いて考えてみます。

力点(動力が繋がる)支点からの距離を離せば離すほど、作用点(物をつかむ力)を楽に動かす事ができます。

つまりは単純に、「プーリーの直径を大きくしてやる(支点と力点を離す)と、大きな力が出せる」のです。

ただ、指が太くなっては困るので、いくらでも大きくという訳にはいきません。

そこで考えたのが、これです。

 

カットされたプーリー

カットされたプーリー

カットされたプーリー

上の写真、右側が手のひらの向きです。

第2、第3関節となるにつれてプーリーがカットされているのがお分かりいただけるでしょう。

実は、指の中に入っていたプーリーの円周のうち、約2/3は回転する力に役立っていません。

その部分をカットしてしまおう!」というのが1個目のアイデアです。

カットした分、プーリーの円周を大きくでき、力も増大します。

 

yubi-v7.1_3Dprint

yubi-v7.1_3Dprint

ちゃっちゃと3Dプリントして。。。といきたかったのですが、かなり精密さが必要らしく、

 

やすりがけ

やすりがけ

やすりがけは、かなりキツいものとなりました。

 

v6とv7

v6とv7

前の世代と比べても、スマートな見た目です。

 

これにも欠点があり、指を動かす動力を伝達する糸が内部に張り巡らされているので、曲げるのにかなりの力が要ります。

要改善です。

 

楕円プーリー

力を大きくするアイデアをもう一つ、

こちらはまだ製作していませんが、「楕円状のプーリー」を用いるという方法です。

v8の指

v8の指

楕円状のプーリーを軸として回転するので、指を閉じるときだけプーリーの直径が大きくなり、力がかかります。

ただこのデザイン、指の手の甲側が出っ張る事を良しとしています。。。

イメージとしては、デフォルトでメリケンサックを付けているような感じです。

日常生活ではそんなに不便がないかもしれません。

 

 


 

さてさて、今回はここまで。。。

ここまで読んでいただき、ありがとうございます!

次回、この指の根本的な部分の構造が変化してしまいます。

ではまたお会いしましょう。

 

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