足回りの制作

足回り（クローラー部分と、足関節部分）の制作

開発環境

3Dモデルは、Fusion360を使用して（個人非営利無償で利用できます）光造形方式の3Dプリンタと熱溶解積層方式の3Dプリンタを使っています。

全体のデザインはこんな感じです。

今回は、この足回り部分の設計とかを書いていきます。
※ あまり需要ないかもですが、「こんな感じで作ってるんだなぁ」と思ってもらえれば幸いです。

クローラー部分

内部構造

ギアは、タミヤの工作ギアセット（36T/12T）を使っています。

また、モーターもタミヤのトルクチューン2モーターを使用しています。

※上のギア比だとかなりトルクは出るのですが、速度が出ないため再設計が必要・・・（隠れて見えてないですが、クラウンギア１枚、２段ギア4枚、ファイナルギア１枚使ってます）

モーターをクローラー内部に組み込むことで、ロボットの足として稼働もできるように設計してみました。

ホイールの方はタミヤのものだと小さかったり大きかったりしたので、ドライブスプロケット（写真左）とアイドラーホイール（写真右）、ロードホイール（写真下の３つ）については、3Dプリンタで出力しています。

これらはタミヤの連結式クローラー&スプロケットセットを参考にして、制作してます。

※クローラーベルトは、タミヤの上記商品のものを使用

足関節

内部構造

写真の上の方にあるのは、モータードライバモジュール TB67H450 です。

サーボモータは、近藤科学のKRS-2572R2HV ICSとKRS-2552RHV ICS（パーツ取り品）を使用しています。

そのまま使用した場合、トルクが足りなかったので、ギアを足してトルクを上げています（２７０度までの可動域は不要だったので支障なし）

股関節も近藤科学のKRS-2552RHV ICS（パーツ取り品）を使用しています。

これらの3Dプリントですが、自分の持っている熱溶解積層方式の３Dプリンタではあまりきれいに出力できなかったので、光造形方式の方で出力しています。

ただ、光造形方式の方はレジンを使用するため、強度的には熱溶解積層方式より弱く（タッピングビスで割れたりする）、うまく出力するのが難しかったです。

自分的には、上記 Kexcelled 3Dプリンター Washable レジンが使いやすかったです。

基本的には、3Dモデルデータを作って、3Dプリンタで出力して、既存部品（ギア、モーター、サーボなど）を組み込んで、合わなかったりずれたりしたら再度データ作り直して、というのを繰り返します。１発で出来ることってなかなかないですね（汗

電子工作は初心者レベルなので、モータードライバの接続でかなり悩みました。

というのも、繋いで電源つけてもモーターが動かないんですよ。

なんでだろーなんでだろー、と考えてわかったこと。

コンデンサはモータードライバからなるべく近いところにつけましょう。

きっと当たり前なんだと思いますが、ロボットの本体側にコンデンサつけて、１０cmくらいケーブル伸ばして（足回りにケーブル這わせて）モータードライバに接続、モータードライバからモーターはさらに１０cmくらいケーブル伸ばしてました。

で、モータードライバから直にコンデンサつけたらあっさり動いたという。。。
この辺の知識、もっと勉強しなきゃなぁ

というわけで、ハードウェア編書いてみたんですが、あまり有益な情報ない気が（汗

ま、まぁこんな感じで作ってますーということで一つご理解くださいませ。

次は、実際にモータードライバの制御あたりを書いていく予定です。

[次回→]Webでクローラーの制御::Raspberry Pi4 + Ubuntu22.04 + ROS2 Humble でロボット作り（その１０）