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教育用アームロボット「WidowX Robot Arm Kit」の組立

 またも、小包が届きました。今度は海外からです。0xF8C2

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II

 アメリカ合衆国はイリノイ州、シカゴ近傍のダウナーズグローブというところから。

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II
(画像は、TrossenRobotics社さんから拝借)

 中身はこちら。TrossenRobotics社の教育用アームロボット、「WidowX Robot Arm Kit Mark II」です。(1,499.95ドル、約172,500円)

 同社からは、「PhantomX Pincher Robot Arm」というエントリーモデル、「PhantomX Reactor Robot Arm」というミッドレンジモデルなどがラインナップされていますが、この「WidowX Robot Arm Kit Mark II」は、それらの中でも最も性能の高い、ハイエンドモデルとなっています。

 さらに、「Mark II」という名のとおり、初代モデルより、「アクチュエータ」(サーボモータ)や「アクチュエータ制御コンピュータ」などが改良されています。

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II
(画像は、TrossenRobotics社さんから拝借)

 ちなみに、同社からは、いくつかの「ヒューマノイド」(人型ロボット)もラインナップされています。

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II

 さて、まずは開封の儀。

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II

 整然と箱詰めされているため、それほど部品点数が多くないように見えますが、実は、ものすごい数のパーツが詰め込まれています。

 Parts Listに基づいて、不足部品がないかどうかをチェックします。

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II

 間接部などを駆動するためのアクチュエータです。

 左側から、「MX-64T」(299.90ドル)、「MX-28T」(219.90ドル)、「AX-12A」(44.90ドル)です。

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II

 当然ながら、アクチュエータの大きさに合わせて、トルク特性などが異なります。

 使用部位に合わせて、使い分けられています。

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II

 Arduinoベースのアクチュエータ制御コンピュータ、「ArbotiX-M Robocontroller」です。(39.95ドル)

 Xbeeを搭載し、ワイヤレスで制御することもできます。

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II

 こちらは、今回の“キモ”となる、旋回ベアリング、「140mm Slewing Bearing」です。(19.95ドル)

 「旋回ベアリング」とは、パワーショベルやクレーンなど、旋回構造を持つ建設機械に使われている部品です。

 実は、今回の組立キットの中で、この部品だけ欲しかったといっても過言ではありません。

#この部品がどのように使われるかは、乞うご期待。0xF9F8


 それでは、組み立てを始めます。0xF9BD

 基本的には、Arm Assembly Guideに基づいて組み立てていけば、特段、難しいところはありません。パーツの構造、メカの機構を理解しながら進めても、一日あれば十分に組み立てられると思います。

 ここでは、Arm Assembly Guideには書かれていない、組み立てながら思い付いたいくつかの工夫点について紹介します。

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II

 まず、1点目です。

 こちらは、アームロボットの基台です。一番上に、前述の「旋回ベアリング」が取り付けられています。

 アームロボットを構成する黒色の部品は、アクリル板をレーザー加工したもので、非常に高い精度で成型されています。部品同士をボルトで固定していっても、ほぼガタツキなく組み上げることができます。

 ただ、この旋回ベアリングを含む部品群については、少し慎重に組み上げました。

 旋回ベアリングは、見てのとおり、「外周部」と「内周部」とがあります。外周部は、6本のボルトで基台に固定され、内周部は、その中心に、旋台を回転させるためのアクチュエータ(MX-28T)が固定されます。

 このアクチュエータ周りをもう少し詳しく説明すると、2枚のアクリル板を重ね、アクチュエータに8本のボルトで固定し、さらに1枚のアクリル板を重ね、内周部に6本のボルトで固定します。

 アクリル板は、高い精度で加工されているため、基本的には、旋回ベアリング(およびアクチュエータ)の回転中心が出ていると思いますが、少しでもズレていると、旋台の回転が渋くなってしまうことから、つぎのようにして回転中心を出すようにしました。

 といっても、大して難しいことをした訳ではありません。

 外周部と内周部を固定するボルトを緩く締めておき、アクチュエータにIDを振る際に使うツール(dynaManager)を用いて、アクチュエータを何回転かグリグリ動かします。

 これにより、ボルトの固定穴の“遊び”の部分を上手く使って、旋台の回転中心が出るようにしました。
(その後、ボルトをしっかり締め込みます)

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II

 つづいて、2点目です。

 こちらは、第2関節(MX-64T)と第3関節(MX-28T)との間です。アクチュエータ同士を繋ぐケーブルを通せるような穴が3ヶ所ほど空いていますが、いずれも3Pコネクタのアタマが大きく、ケーブルを通すことができません。

 そこで、いつもの「コネクタ分解ワザ」を使って3Pコネクタのアタマを分離し、ケーブルを真ん中の穴に通してから、3Pコネクタを元に戻しました。

 これにより、関節を閉じた際にも、ケーブルの余長が外にモワッと広がることがなくなりました。

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II

 3点目です。

 こちらは、エンドエフェクタ(物体をつまむ部分)です。

 基本的には、Parallel Gripper Assembly Guideに基づいて組み立てていくことになりますが、グリッパレールにグリッパハンドを組み込んだところ、動きが非常に渋いことが分かりました。

 プラスチック樹脂(こちらはアクリルではなく、ABS)の成型精度が非常に高く、わずかなグラツキもないのですが、その分、動きが渋くなってしまっているようです。

 そこで、各部に少量、「シリコングリス」を塗布しておきました。

 このシリコングリスは、自動車などの機械用ですが、プラスチック樹脂なども冒さないため、安心して使うことができます。

 これにより、エンドエフェクタの各部がスムースに動くようになりました。

TrossenRobotics, WidowX Robot Arm Kit Mark II

 ということで、教育用アームロボット、「WidowX Robot Arm Kit Mark II」、組み立て完了しました。

 ArduinoのSketchからチェック用のプログラムを起動し、各部の動きを確認します。

 起動すると、このような感じで動きます。

#で、職人が、これをこのまま使う訳もなく・・・。0xF9CF

(つづく)

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