卓上ロボット掃除機 しくみ編

メカ好きなら感動必須の卓上ロボット掃除機

ルンバのようにぶつかっても、落ちそうになってもクルリと方向転換
しかも複雑な電子センサー類は一切使わず、一個のモータとギヤだけで自在に動き回る！

一体どうなってるんでしょう。。
（以下ネタバレなので、買ってからのお楽しみな方は注意）

まず一個のモーターで、ファンによる吸引と直進走行までは簡単！

問題は
１．一個のモーターでどうやって片方のタイヤを任意に逆回転させて方向転換させるか？
　左右のタイヤにモーターがついてれば電流方向を切り替えれば良いので簡単ですが。。。

２．障害物に接触したり、落下しそうな時にどうやってタイヤ逆回転をさせるか？

３．方向転換をどうやって一定時間キープするか？


１．タイヤの逆回転のしくみはコレ。　

モーターの動力はギヤを介して、中央の吸引ファンと左側のタイヤを駆動します。
右のタイヤは中央に横たわるシャフトを介して、左のタイヤ用ギヤから駆動されます。

このシャフトは軸方向にスライド出来るようになっていて、
直進時はクラウンギヤの内側に噛み合う。


シャフトをスライドすると、クラウンギヤの外側に噛み合う。

シャフト回転は一方向なので、シャフトを移動することで右のタイヤを逆回転できます！

つまり方向転回させたいときにシャフトを移動出来れば旋回できることになります。
頭良いね～目から鱗です！

これで逆回転は解決！


２．次はどうやって障害物に接触したり落下しそうなときにシャフトを移動させるか？？

本体の前方にはバンパー状の物がついています。


シャフトにはウォームギヤが付いていて、通常はただから周り。。

しかし障害物に接触もしくは落下しそうになると。。。

バンパーにつながったセンサプレートが移動。

シャフトのウォームギヤに噛み合い、ウォームの回転によってシャフトが移動します。

しかしそれだけでは、シャフトを移動し続けられない。。

少し移動することでウォームギヤが黄色のギヤに噛み合い

さらにシャフトが移動してタイヤは逆回転開始！

これで障害物に接触したときに旋回できるようになりました。

しかし、これだけでは逆にシャフトが元に戻らない。。。


３．どうやって一定時間で旋回を終了するか。

それは黄色のギヤについたこの偏芯カムと板バネがポイント

黄色のギヤはカムと板バネで押さえられているので、
シャフトの移動中は黄色のギヤは回らないですが、

移動が終わると、ウォームによってギヤが回転し始めます。


一定量ギヤが回転すると、偏芯カムが板バネから外れて、


バネの力で一気にシャフトを元の位置に戻します！

これで一定時間で旋回が終了します！

さも自分で考えたかのように書きましたが、
これ考えた人凄いな～
俺だったら安易にモータ二個付けてスイッチとタイマーで切り替えにしてしまいそう。。。

こんなアナログで実現できるなんて。。。
メカ好きにはたまらないですね～

是非買ってみて

卓上ロボット掃除機 組立て編

せっかくの週末なのに雨。。。
なので、開けずに取っておいたこれを作ります！

大人の科学マガジンvol.33 卓上ロボット掃除機


これはルンバのようにぶつかっても、落ちそうになってもクルリと方向転換
しかも複雑な電子センサー類は一切使わず、一個のモータとギヤだけで自在に動き回る！

すげ～！どういう仕組みになってるんだ？？
っと思ったら欲しくて。。欲しくて。。。
嫁におねだりして買ってもらった！

本誌と付録をぺりっと剥がす。見難いからね


付録の仰天メカニズムについての説明

一個のモーターと歯車だけで、掃除、走行、方向転換をすべてこなす。
やっぱり凄い！


付録の部品達は発泡スチロールに綺麗に収まってます


説明書を見ながら早速組立て！


最初はスイッチ部分


これがモーター

皆さんミニ四駆等でおなじみのモーターですね！

配線出来たのでスイッチをOFFにして乾電池をセットすると。。


ウィ～～ん！！

あれ？？
スイッチOFFなのに全開なんですが。。。


スイッチの接点金具を調整して解決！

歯車、吸引用ファンを載せ蓋で固定



黄色と赤のギヤを載せる

赤のギヤはそれぞれタイヤ駆動用です

モーターの動力は黄色のギヤを介してファンを回し、
一方で白いギヤを介して左側のタイヤを回します。

まだこれでは右のタイヤが回りません。

ここで登場するのが切り替えユニット

複雑な動作をつかさどる部分です！

偏芯カムと板バネ

これだけ見ても良くわからない。。。

とりあえず装着！


ちなみに組立てはNo1のプラスドライバーとグリス塗布用の楊枝、ハサミだけでOK

バンパー＋センサーを装着

センサーといってもただのプラスチックです

次はごみを集めるスクレーパー

本体にフィルタを付けて、ダストボックスを組み付け


ボディはこれ

スケスケで、完成後も中の歯車が丸見えです！

完成！！！


早速机の上を走ってもらいます！


うぃ～んっと崖っぷちへまっしぐら


落ちる～

っと思ったらクルッと回転！


すげ～と思ったのもつかの間
今度は本に接触


またもクルッと回転


そしてまたもや机の端っこへ


またクルッと反転


涼しい顔して走り続けます！！


完璧じゃん！！凄すぎます！

脱輪しても落ちません。


こんな小さい箱の上でもくるくると動き回ります！

思わずずっと見ちゃいます！

予想以上の完成度！！
掃除機として使えるかは別として、この動作だけで感動しちゃいました！

メカ好きな方は是非！！
おすすめです！

構造についてはまた別で書きます！