#6牛乳パックで動くワニさんを作ろう！！

前回で失敗したのでより簡単に動く動物作成に再挑戦。タミヤのギアボックスを使う事でより確実に動くようにする。牛乳パックをベースに作成する事でより簡単に早く作れるように変更。

準備

（材料）

• 牛乳パック
• ダンボール
• 竹串
• 折り紙
• エコモーターギヤボックス（3速タイプ）（TAMIYA）
• 単三電池ボックス（TAMIYA）
• プーリ（s）セット（TAMIYA）

（道具）

• ハサミ
• ボンド
• キリ
• ドライバー

製造工程

①本体上（上顎）

牛乳パックを真ん中で半分に切る。

片方を下記写真赤線のように切る。

上顎に折り紙で作った目を貼る。

②本体下（下顎）

もう片方の牛乳パックを下記写真赤丸位置をキリで穴をあける。

この穴を使ってモータ&ギアボックスを固定する。ギアボックスはエコモーターギヤボックス（3速タイプ）のCタイプ（ギヤ比114.7:1）で組立てる。

テープを輪っかにし、簡易両面テープを作成。

簡易両面テープで電池ボックスを牛乳パックな中に固定。

ギヤボックスを牛乳パックの切り込みからシャフトを通して設置する。

ギヤボックス付属部品スペーサ、丸ビス、ナットで固定する。

③前足

ダンボールと竹串を下記サイズで切り出して、ボンドで組立てる。

ギヤボックス付属部品のクランクプレートと写真の用に組み合わせる。竹串がクランクプレートから抜けないようにダンボールで止止める。

これを左右の足用に2個作成する。

④ワニさんの口開閉機構

ダンボールを下記の楕円形に切り出す。

切り出したダンボールをプーリに丸ビスとナットで固定する。

下記の位置に竹串を通して中に上記プーリと輪ゴムを通す。輪ゴムは二重にして張るようにする。

ダンボールを下記サイズで切り出す。

一面に牛乳パックを貼り付ける。

上顎に上記で作成した物を上顎にボンドで取り付ける。

上顎と下顎を合体させる。

下記写真のエリアにボンドを付けて上顎と下顎をくっつける。

出来栄え

作成時間:★★★⭐︎⭐︎

作業時間は3時間程度。

ボンドでの固定箇所を少なくなるように考えた。ボンドが乾くのをまた時間は少な目かと思う。

見た目:★★★⭐︎⭐︎

折り紙で目をつけるとわりとワニに見える。

2歳半の娘もちゃんとワニさんと認識してくれた。

品質:★★⭐︎⭐︎⭐︎

問題なく足は回転して、口も開いたら閉じたりする。ただ地面によってワニさんが前進したり、しなかったりする。

NEXT

足を動かして安定して前進させるのは難しいと感じた。次回は車輪ベースでウネウネ動くヘビを作れないか考える。

#5【失敗】モータで歩くゾウさんを作ってみよう！！

ダンボールや竹串などの身の回りの物で簡単に

歩くゾウを作れれば、今後子どもとも一緒に作れると思い挑戦。ただ結果としては上手くいかず！！失敗点をまとめる事で今後の工作に活かせるようにまとめる。

何が原因で上手くいかなかったのんだろう？

作成したかった歩くゾウさん

前足が動いて歩くゾウさんDCモータとプーリ（s）セット（TAMIYA）を使用して、あとはダンボールと竹串だけで簡単に作れるゾウさんを目指した。

（駆動部）

モータの駆動をプーリ4個で変換する。ギア比は約202:1。これにより下記表のように回転数を1分間に約34.4回転。トルクを1216.8（g･cm）に出力を変換。ゾウさんの重さは約180gの為、駆動トルクは足りる。

（構造）

上記よりモータ駆動をゾウさんの前足に伝える。伝わった駆動は下記図のように回る。これによりゾウさんが前に歩くようなる。

失敗点

下記図のベルト&プーリ部が空回りすることが判明。プーリだけが周りベルト（輪ゴム）が駆動しない。。。ゾウさんを地面に置かず、負荷が無い場合は前足は回転する。

ベルトとプーリの摩擦力がゾウさんの体重負荷に対して負けて滑ることが失敗の原因である。

気づき

この輪ゴムのようなベルトのプーリでは20〜30g以上の負荷には向かないと考える。

ベルトに歯などの引っかかりが有れば、もっと高負荷での駆動でも使えるが、今回のプーリでは難しい！！

今回のプーリでもベルト（輪ゴム）の引っ張りを強くすると、今回の失敗原因である空回りに対して有利である。

しかし、ダンボールで作っていることもあり、ベルト（輪ゴム）の引っ張り力を耐えれない可能性もある。さらに、ベルトの張り具合の再現性が難しく、誰でも簡単に作れるからコンセプトから外れる。

100gを超える今回の負荷には向かないと判断！！

NEXT

購入品のギアボックスで歩くゾウさんに再挑戦する。これにより100gを超える負荷の構造知見を増やす。

#4 ダンボール車をarduinoで遠隔操作をしよう

ずっとやりたかったarduinoを使ってダンボール車の制御をする。

自分で遠隔操作できる様にしていきたい。

今回は赤外線センサでON/OFFを信号を入れてダンボール車の発進、停止を操作する。

準備

• arduino uno
•  MOSFET(2SK2232)
• 整流用ダイオード(1N4007)
• 抵抗(1kΩ,10kΩ)
• 赤外線センサ(SPS-440-1)
• 単三電池ボックス（TAMIYA）
• DCジャック変換コード
• 9V乾電池
• DCモータ（FA-130RA）
• プーリ（s）セット（TAMIYA）
• ダンボール
• ストロー
• 竹串

電気回路

（入力制御）

1. 赤外線受信モジュールに5Vを供給。
2. ピン11にて赤外線受信をarduinoに取り込む

（出力制御）

1. arduino ピン13よりMOSFETのゲートに出力。
2. ゲートに電気が流れることでMOSFETのドラインからソースに電気が流れる。
3. MOSFETを制御する事で電池の電気がモータに流れる。

（ダイオード、抵抗は電気の逆流など回路を安定させる役割）

プログラム

（制御仕様）

赤外線信号を受けると2.5s間モータが稼働する制御

 

（プログラム）

ーーーーーーーーーーーーーーーーー

#include <IRremote.h>

IRrecv irrecv(11);

void setup () {

  Serial.begin(115200);

  irrecv.enableIRIn();

  pinMode(13, OUTPUT);

}

void loop () {

  decode_results results;

  if (irrecv.decode(&results)) {

    digitalWrite(13, HIGH);

     delay(2000);

    digitalWrite(13, LOW);

    irrecv.resume();

  }

}

ーーーーーーーーーーーーーーーーー

 

搭載工程

『#3 モータで動くダンボール車を作ろう』にて作成ダンボール車に制御機器を搭載。

車体内部にストローを立てて柱を作成。

モータなどより高くなる様にストローの長さを決める。

ダンボールを車体内部の形に切る。

ダンボールに電子基盤を搭載。

固定はテープにて。

ストローの柱の上に電子基盤セットを載せる。

出来栄え

作成時間:★★★⭐︎⭐︎

作業時間は3時間以下。

『#3 モータで動くダンボール車を作ろう』にて作成ダンボール車が作成出来ているところからだとあんまり時間は掛からない。

プログラムなど色々試すと時間はめちゃかかる。

見た目:★★⭐︎⭐︎⭐︎

赤外線受信モジュールを外に付けたカバーを作成して電気基盤を見えない様にしたかったが、、

赤外線受信モジュールへの電気配線接続が安定せず諦めた。

品質:★★⭐︎⭐︎⭐︎

基盤や電池が重く、それに対してモータトルクが足りずたまに動かない事がある。

NEXT

次は赤外線信号で車を左右に曲がる様に制御できる様にしたい！！

左右に車を曲げるために車体構造から考える必要がある。

#3 モータで動くダンボール車を作ろう

モータで動かして、電子部品でダンボール車を制御できたら、面白いモノが出来ると想い。まずは、モータで動くダンボール車を作ってみる。

モータで動かすことが出来たら、動作ON/OFFの遠隔操作，左右のハンドル操作制御なども付けていきたい。

準備

今回のモノづくりで使用した物は以下。

• ダンボール
• ストロー
• 竹串
• 単三電池ボックス（TAMIYA）
• DCモータ（FA-130RA）
• プーリ（s）セット（TAMIYA）

製作工程

①基本車体作成

ダンボールを切り出す。

のり代部にボンドを付けて箱を作る。

車輪を通す所に穴を空けてストローを通す。

ボンドを付けてストローが車体から外れないようにする。

内側のストローを切り取る。

②車輪の作成

段ボールを切り出し片側の表面をめくる。

ギザギザのベルトを作成する。

ダンボールを円形に切り取る。

円形のダンボールの周りに作成したギザギザのベルトをボンドで取り付ける。車輪は4つ作成する。

③駆動動力の作成

購入品の電池ボックス（TAMIYA）を組立てる。

購入品のプーリ（TAMIYA）を竹串とモータに取り付ける。

モータはダンボールを巻き付ける。

ダンボールはほどけないようにボンドを付ける。

(車体に固定できるようにする。)

④車体組立

プーリを付けた竹串、モータ、電池を車体に取り付ける。

竹串はストローに通すだけで、後で車輪を付けて抜けないようにする。

モータは巻き付けたダンボールにボンドを付けて車体に固定する。

電池ボックスはテープで固定。

竹串に車輪を通してボンドで固定する。

・

⑤外装作成

車体と同じ様にダンボールで箱を作成。

車体にはまる様に内側にダンボールの板をボンドで固定

ダンボールで小さい丸を切り抜き、黄色になって外装にボンドで固定。

外装を上から車体に被せれば完成！！

出来栄え

動画

作成時間:★★★⭐︎⭐︎

作業時間は3時間以下。ボンドを乾かしたりする為、合間合間で作業をしたので期間としては4日かかっている。

見た目:★★⭐︎⭐︎⭐︎

シンプルな見た目で悪くはないが。。。

もう少し車っぽいデザインにしたかった。

せめてと想いヘッドライトを付けたがロボット感が出た！！

品質:★★★⭐︎⭐︎⭐︎

グルーガンを使わずにボンドで部品を固定したので前回の風で走るダンボール車より壊れづらい！！

NEXT

次はarduinoを使って赤外線でON/OFF制御出来る様に本車を改造したい。

#2 風で走るダンボールを作ろう2 再挑戦！！

前回作った車が歯車の噛み合わせが悪く走りが不安定であった。また、サイズが大きくバランスも悪いこともあり、2歳の娘に1分以内に壊されてしまった。これらの反省を活かしてより良く作り直す。

前回

今回作成寸法

歯車寸法

（歯車小）

（歯車大）

タイヤ寸法

（タイヤ小）

（タイヤ大）

使用材料

（ストロー）

車輪の軸受であるストローを直径4mmを使用。

前回は直径7mmを使用。ストロー直径を小さくしてガタツキの改善を実施。

出来栄え

動画

作成時間:★★★⭐︎⭐︎

3時間ほどで作成完了。前回よりサイズを小さくした事で作業がやりやすかった。2回目とあって作業の慣れもあった。

見た目:★★★⭐︎⭐︎

寸法を見直したことで前回よりバランスが良い出来になった。

品質:★★⭐︎⭐︎⭐︎

ドライヤーで紙コップに風を送ると動く。

風の当て方にコツがいて、上手く動かない時もある。実は、動画は何度か撮り直している。。

NEXT

歯車の組み合わせは動作の安定性が難しい。

かなりキレイに作り込めば出来るとは思うが。

次はプーリ駆動でモータで動かせる段ボール車を作りたいと思う。

#1 風で走るダンボール車を作ろう

2歳の子供も分かりやすく楽しめる。動くおもちゃを簡単に作りたく。段ボールで風の力で動く車を作成。

準備

今回のモノづくりで使用した物は以下。

• 段ボール

• ストロー

• 爪楊枝

• 竹串

• 牛乳パック

• ハサミ

• ボンド

• グルーガン

• テープ

製作工程

①歯車作成

段ボールを直径70mmと直径110mmの円形にカットする。

角度度毎に爪楊枝を取り付ける。

爪楊枝を取り付けた側に厚紙を貼る。

②タイヤ作成

段ボールを切り出し片側の表面をめくる。

ギザギザのベルトを作成する。

円形に切り出した段ボールの周りに上記で作成したギザギザベルトを取り付ける。

ストローに段ボールを巻き付けて軸受を作成

タイヤに軸受を取り付ける。

タイヤを前輪後輪の4つ作成する。

③車輪作成

前輪は②で作成したタイヤを竹串で接続して車輪を作成

後輪は間に①で作成した大きい方の歯車を間に入れる。タイヤの軸受と歯車を接着剤で取り付ける。

④風車

段ボールで四角に巻きます。

紙コップに割り箸を取り付けます。

紙コップと反対側の割り箸を段ボールの四角に取り付けます。

⑤本体組立

本体となる牛乳パックに穴を空けて、ストローを通す。

竹串を通して①で作成した小さい方の歯車を取り付ける。

小さい歯車は接着剤で固定しない。

後で別の部品で竹串から抜けないようにします。

後輪を本体に取り付けて、大きい歯車と小さい歯車が噛み合うようにする。

この際、本体にはストローをテープで固定して、ストローに車輪の軸（竹串）を通す。

前輪も本体にストローをテープで固定し、車輪を通す。

小さい歯車に風車を接着剤で取り付けます。

⑥完全

出来評価

作成時間:★★⭐︎⭐︎⭐︎

5時間ほどで作成完了。ボンドではなく、グルーガンを使うと乾く時間を短縮できてさらに時短可能。

見た目:★⭐︎⭐︎⭐︎⭐︎

元々装飾予定はないが、色んな部品のサイズを考えずに作成を開始した為、途中でサイズが合わず無理やり合わせた。対称性が崩れた。。。

品質:★⭐︎⭐︎⭐︎⭐︎

風車の紙コップにドライヤーで直接風を当てると動く事を確認。ただし、上手く動かないこともある。原因は軸受に使用したストローの内径が大きい為、小さい方の歯車のガタツキが大きく歯車の噛み合わせが合わなくなることあり。

NEXT

全体的に寸法を考えず作成したことでかなり荒い出来であった。もう一度寸法を考えて作成をしてみる。