クシザシタロウXVI

作製機体
かわさきロボット競技大会参加機

第18回かわさきロボット競技大会参加機クシザシタロウXVI 特別戦出場賞受賞！

タロウシリーズで16台目、クシザシシリーズで6台目、ロッククローラの応用で3台目。やってみたい要素が色々あって、全部盛り込んでみたら操縦練習が不足していました。。ただ会場では例年になく多くの人に質問頂いたりしたので、参考になるか判りませんが情報公開していきます。。
【足先ゴム】今回の機体で~~最高額~~最大の特徴となる部品、通称”黒ゴーヤ”（命名：松山工業（株）社長）なんせ金型起しちゃいましたので。ちなみに金型依頼したときの図面はこちら（pdf、160kb）足先に取り付けるとこんな感じ。粘着性など摩擦係数という意味では家具固定用のテープとかの方が良いですが、かわロボ公式リングの硬質ゴムとであれば十分に食いついてくれます。特に重要なのがこのヒダ。力が加わるとこんな感じでたわんでくれるので、適度な柔軟性が得られます。丘をのぼる時にもこれが引っ掛かってくれるので、スムーズに進むことができます。特に今回は中央の十字丘の下側、下駄丘、凹丘の入り口あたりで効果発揮していたと思います。正直なところ今までの面状の足裏に比べるとグリップの効き具合がまるで違います。また設計段階では走っているうちに擦り減ったりヒダがなくなったりするだろうと思っていましたが、普通に走っているだけではまったくそんなことはありませんでした。逆にグリップが効きすぎるせいか、昨年までと同様に足回りのギヤ比1:20でやっていたらモータの発熱が酷く熱ダレを起こすようになってしまいました。また横方向にもしっかりグリップするので、旋回しにくくなっているようにも感じられます。ステアリング付きの機体だったら、そんな心配もないんでしょうが・・・第19回会場では、この足先ゴムの調達方法について多数ご質問頂きました。宣伝にもなりますが、具体的な方法と注意点等について紹介しておきます。【方法1.自作】ある程度硬い材料であれば卓上フライス等でゴムを削ることは不可能ではありませんが、非常に難しいのでおススメしません。また形状そのものが作れたとしても、余計な切削やキズなどが付いてしまうとそこから裂ける原因になります。もし実際にチャレンジする場合、切削中は絶対に機械から目を離さないようにしてください。ゴムは柔らかく加工中に失敗があっても機械が過負荷等で止まることはありません。工場見学に行った際に聞きましたが、異常を最も早く検知できるのは作業者の鼻になります。またゴムの切り子は燃えるものでもあるので、プロでも無人稼働はしないそうです。【方法その2．外注（切削）】松山工業さんに依頼すると、上記のような図面＋3Dデータ等で切削加工での依頼できます。注文は1個単位からできますが、単価はそれなりにします。私の足先の用に段付きのものであればフライスでやるしかないのである程度硬さが要りますが、ただ単に切りぬくだけならウォーターカッターが使えるので素材も形状も割と自由につくれるはずです。最近は5軸ウォーターカッターとかいうのもあって、斜めカットもできるとか・・・【方法その3．外注（金型）】同じく松山工業さんに依頼して、独自に金型を起こして成型品が作れます。これで貴方もMy金型持ちに！wというネタは置いておいて・・・金型はゴム用のものなので、鋳型や射出成型型に比べると圧倒的に安く作れます。無論形状と寸法、取数等にもよりますが、射出成型の簡易型とかと同等以下じゃないでしょうか。ちなみにショット数は3万～4万くらいは平気だそうです。また金型は中国で作られるので直接目にすることは無いですが、必要な場合は預かり証を発行してもらえるそうです。金型自体は工期3週間程度、そこから成形して送ってもらって1週間といった感じでした。勿論一度金型が出来あがってしまえば、好きなタイミングで追加発注も可能です。作者の許可さえあれば別の人の金型で作った部品だけを買うこともできるわけで・・・というわけで私の足先部品、欲しい人いたら売ります。詳細は未定につき、uemurakoubou2004あっとまーくyahoo.co.jpまでご相談ください。一応フタバ産業からの販売というのも検討されています。ちなみに私の足先の場合は必要数が18＋予備で計24枚程度欲しかったんですが、ちょうどそれくらいが切削加工で作った場合と金型を作った場合とで費用が釣り合うラインでした。今後も足先だけは継続して利用するつもりですので、来年以降で効果が増える、といった見込みです。実際問題イニシャルコストは高いですが、大学のサークル等で足先を共通化している機体が3～4台もいるのであれば金型起こしてしまった方が安上がりになります。
【足先構造】一昨年にカンタンク氏に教ったものの昨年作りそこない、その後うしとら足としてネット上で解説記事が出ていたものを読んでようやく作り方を理解した構造。動きとしてはヘッケンタイヤに近い（というか同じ）ものになっています。参加申込書類に使った画像を繋いでアニGIFにすると、こんな感じ。支点の入ってる溝が完全に単純円弧になっているので非常にシンプルな形状になります。また先端は単純円弧ではないですが、足先自体の弾性変形成分で誤差分を吸収しちゃってます。回転軸に一体化した偏心円板クランクと足先の間には薄肉ベアリングを取り付け。 SEKIベアリングでサイズ＋『最も安価なメーカー、中国製品可』で指定して1個600円くらいでした。支点のところにも内径5外形8のボールベアリングを入れています。さんざん慣らしやってみましたが、ここはどうしてもベアリング入れないと動きませんでした。それと多くの実経験者の方から「回転シールドでぶん殴られると溝が歪んで動かなくなる」と言われましたが、ダークリパルサーにぶん殴られて周囲がベコベコになったものの足先自体は無事に動き続けていました。A2017材のｔ5mmのアーチ状部品なので、ここが歪む前にどこかほかのところが吹っ飛ぶ（特に私の機体の場合は多分ユニット同士をつなぐジョイントが砕ける）のではないかと思われます。アニメーション見る限り本当にこんな都合よく動くのかと疑問になりますが、実際問題かなり軽く動いていますし、バックドライブも出来てしまいます。大会の規定でも極めてNGにし難い形状でもあるので、もしかすると今後さらにこのタイプの足構造が増えるのではないかと・・・設計の仕方は人によって微妙に違う（スライダ溝が単純円弧の人とそうでない人がいる）ので、後日別ページにて私なりの設計方法も公開します。NC無くても作れる方法なので、ある程度参考になるかと。
【脚ユニットの構造】脚は大きく前足・中足・後ろ足に分かれ、それぞれ自作のアームで繋がっています。つないでいるアームはタミヤ製品の応用。両端はタミヤ製のホップアップオプションズ No.1257 OP.1257 5mm強化アジャスター (グレイ8個) 54257。 M3ねじ棒に内径3mm外径5mmのアルミパイプを被せ、強化アジャスターを両端に取り付けてから手で曲げています。正直なところ両端の球の中心間距離さえあっていれば途中は適当でも良いので、傷が付かないようソフトグリップのペンチを使ってえいやっと気合いいれるだけです。接続のポイントは、左右二本ずつあるアーム（下図の赤と青）が上からみたときに交差するように、横からみたときには平行になるように配置すること。こうすると横から見て上下方向には平行に、正面からみると捻じれるような動きができるので、対地追従性が非常に良くなります。緑は中央のユニットのギヤドアームから前後のユニットに動力を伝えるシャフト。これもよく質問を受けましたが、さすがにこんなもん自作出来ません。。というわけでタミヤ製のホップアップオプションズ OP.1113 CR-01 カーボンスチールプロペラシャフト(95mm) 54113 を使ってます。この昨年までクシザシタロウXIV、XVで使ったリンク方式と違って機体の中央にリンク構造が入らないので、アームの基部に使えるスペースが広く取れるようになります。それと本来中央のユニットから前後のユニットにラジコン用のダンパー使っていたんですが、どうしてもストロークが足りないのと重いので途中からリボン鋼を使ったトーションバーに変えました。材料は東急ハンズで購入。1m400円くらいだったかな？厚さ0.5、0.7、0.8、1.0で、それぞれで試して一番感触の良かった0.8を採用しています。なお材料硬すぎて普通のドリルだと刃が立たないので、ペンチで掴んで無理やり折って、固定はロックタイで縛っているだけです。折った断面は危ないのでダイヤモンドヤスリでバリとってから、ビニルテープで保護。最後に、脚の動力の向きを変えるのに使っていたギヤ。ウォームだとか傘歯車だとか色々言われてましたが、ねじ歯車が正解です。KHK（小原歯車工業）製品で、モジュール1.5、歯数10枚の右ねじタイプ。購入はオリジナルマインドさんから。タミヤ製品ギヤドモータから前後方向に向きを変え、さらに各足先でまた向きを変える、というややこしいことをやっているため、全身で14個も使っています。特に中央だけは強度がいると思ったのでステンレス製品を使いましたが、実のところ他と同じく樹脂製でも問題なかったのではないかと。。非常に分かりづらいですが、中央のユニットを下からみたところ。写真上右下方向が地面、上が機体前方、下が機体後方になります。中央左側にあるのがタミヤ製ギヤドモータ（カバーは重いので排除）、そこから樹脂製～ステンレス製～樹脂製と動力を伝えています。向きを変えるだけなら傘歯車とかでも大丈夫ですが、2軸とも簡単に両持ち構造にできる点、また軸方向の位置ズレに強い（多少ずれても動力伝達できる、特に軸方向）点が気に入りました。デメリットはお値段とサイズ、それとスラスト方向の力。。モジュールが大きめのものしかないのと、形状の都合上占有空間が大きくなります。あと構造上仕方が無いんですが、スラスト方向にかなり大きな力が発生します。特に足先がロックしたときなど、フレームがしっかりとしていないとスラスト力で曲がってしまう可能性も。とまぁ色々新要素盛り込んだり失敗したものをやりなおしたりして、ようやくある程度マシなものが出来てきた気がします。後はこれを地味にブラッシュアップして、もうちょい軽くて強い構造にすれば結構いけるのではないかと。足先をジュラルミンからマグネシウム化とか、まだまだやってみたいネタもありますし・・・ただまたリング形状に大幅に変更があったりすると、一からやり直しになっちゃうんですけどね。せめて足先ゴムくらいはそのまま使えるルールであって欲しいです。
【アームその1：ロッドアーム】アームは機体後部から伸びるクシザシアーム。本体はカーボン棒で、東急ハンズで1m\3,000弱。パイプを使うと砕け（砕かれ）ますのでご注意ください。上下動はねじを使ったジャッキ式。かれこれ3～4年ほど使っているものの未だに勘違いされますが、使ってるのはボールねじじゃありません。実際に使っている製品としてはMISUMIのミニチュアすべりねじになります。ボールねじではないにしても摩擦は極めて低く、リード次第ではバックドライブも可能。ナットは樹脂製なので最悪衝撃で砕ける可能性も無いとは言えませんが、それを防止する意味で外側にリンク取付用を兼ねたジュラルミン製部品でがっちりと囲んで使うようにしています。機体の裏側から見るとこんな感じ。すべりねじの両側にある380ギヤドモータからギヤを介して中央のねじを回しています。ギヤはギヤドモータ側の黒いのがKHK（小原歯車工業）製品Kクランプギヤ、ねじ側の白いのがフェアロックギヤ。これも購入はオリジナルマインドさんから。パワーはしっかりありますが、動きは遅めなので”跳ね飛ばす”ではなく”刺して持ち上げる”用。というかアーム側からの負荷をモータで支えなくていいようにこの構造にして、その結果遅くなってる、というのが実際のところ。問題はスピードよりも先端のカーボンロッドがしなり過ぎることか・・・あと折りたたみ式にしてもう一段伸ばしたいところですが、重量的に他の素材が使いにくいのが悩みどころ。
【アームその2：シールドアーム】今回追加した二段目のシールドアーム。大会規定に従ってRCサーボで駆動しています。サーボホーンにギヤ付けて左右二個ずつ計4連装・・・のはずでしたが、重量の都合で2連装になっちゃいました。。ギヤは必要な部分だけをA2017のt5mm板から削り出し、M1.5の20枚でギヤ比は1：1。歯形はKHK（小原歯車工業）さんの歯車計算ソフトGCSW for Webを使ってdxfを入手、それを必要数繋いで作成しています。また歯の強度に不安があったので、どうせ使えない片側だけをフランジ状にして繋いじゃいました。ただ、これの効果がどの程度あったのかは不明。。サーボホーンはRS405CB/RS406CB用のメタルホーン。大体トルクが30kgｆ・cm超えると樹脂製サーボホーンのセレーションが砕けるので、トルク20kgf・cm以上で振り回すならアルミホーン使った方が良いです。使用したサーボはFutaba製BLS172HV。定格電圧はLiPo2セルの7.4Vなんですが、今回はLiPo解禁ならずだったので電源どうしようかと悩んでいてふと気付いたことが一つ。LiPo2セルの満充電時の電圧が8.3Vくらいで、NiMH7セルの標準が8.4V。これくらいなら許容範囲内じゃね？とかいうメーカーの人間とも思えぬ発想のもと、自己責任で電源直結して使っちゃいました。一応開発担当者に「コレ8.4Vで使ってもいいですか？」と聞いたところ、「アぁ？」とのお返事と冷たい視線頂きましたので、自己責任でやってもいいけど保証なんざしねーぞゴルァ！という意味だと解釈して自己責任で使ってます。というわけで定格の範囲外の電圧で使うとサーボがぶっ壊れる危険性がありますのでご注意ください。サーボ2個以上連結する際、それぞれの角度がずれてるとお互いが負荷になって一気に発熱します。なのでそれを防ぐために、S.BUSサーボ用設定ソフト『PC-Link』使って設定いじってます。具体的には片方だけリバースで回転方向を反転（同軸上に向き合うように二つ使っているので）、それとデッドバンドとストレッチャゲインを最大にしています。不感帯が広がり、保持力に弾力性が付くので厳密な角度の保持はできなくなりますが、取付誤差程度なら吸収してくれるのと床面に押し付けたときなどに効力を発揮してくれている、はずです。機構の都合上アームの動作角度は-15°～＋90°程度です。サーボの動作角度もサーボ側で設定できますが、今回はプロポのEPA（End Point Adjuster）の方で設定調整しました。別にサーボの側で設定しても問題は無いんですが、特に上げ方向の設定をときどきいじりたかったのでプロポ側でやっています。結論から言うと、出力的には2個でも機体をひっくり返すには出力十分。四連装すれば相手機吹っ飛ばす勢いでいけたのではないかと・・・ということで、クシザシアーム要らない子疑惑発生しました。
【大会結果】【初戦：VS　霰 snake】（動画提供：Dyama氏。感謝！）聞いた話では相手機のアクリルシールドを叩き割ったとかなんとか・・・実際戦闘中、あちらの回転アームにこちらのカーボンロッドが削られて粉が俟ってるのが見えました。。対戦するのは二年ぶり。実はこれまで27MHz送受信機を使っていたものの、大会当日の朝一番に会場の双葉ブースでT6Jの送受信機セットを購入、急きょ2.4GHｚ化したというツワモノ。ところが送受信機のリンクができないということで慌てていたので、大戦直前でしたがユーザサポートしてましたww 【第二回戦：VS　ダークリパルサー】こっちの機動力の方が低いんだから、追っかけちゃダメー（泣）十字丘の裏側に入ると足元が見えないのでヒジョーに走り難いです。大外周りで走りゃーいいんでしょうが、そーすると小突かれただけで落っこちるし・・・後で見たらぶん殴られた左後ろ脚のフレームがひしゃげてました。今年の機体はこんだけ歪んでも走れます！（実話）ってまぁ、そういう問題じゃないんですがね。。【敗者復活第二回戦：VS　２０１２】だから突っ込んじゃダメだってば。。>自分 30秒あたりのとこ、結構良い位置取れてこれはいけると思ったあたりから記憶が曖昧なので、多分油断ぶっこいてツメが甘くなってた模様。一撃必倒の攻撃力が無いってのもいかんかなー。あとシールドの角度が浅いですね。もっと押し込みながら上げるような角度にすれば、途中の一撃うまくヒットしたと思います。
というわけで一勝二敗で予選敗退（‐‐；もう少し何とかしないとなーとか思いながら売り子やってたところ、翌日の特別戦選出のご案内頂きました！クシザシタロウでは14に続いて2回目、タロウシリーズ全体では3回目。前回のクシザシタロウ14で全身のグネグネ構造については既に紹介済だったので、今回は足先ゴムの紹介、というか売り込みをメインにしましたｗ
【特別戦Aリング】
【反省点とかいろいろ】 ●とにかく対戦練習しないとダメ。もう長いこと問題には思っていたんだけど、やはり対戦形式で練習しないとダメ。。やまだーんの塾長だったかな、ダークリパルサーに負けた後に「迷いながら操縦してるのが見てて判った」と。やっぱりやってる人にはバレますね（＾＾；；そこんとこ補うべくかわロボサロンに通いつめたりもしたんですが、いかんせん機体が仕上がるのが遅すぎでした。あと仕事の都合で練習走行会いけなかったのが一番痛かった・・・来年は誰かに代わってもらいたいなぁ。会社の後輩も寮内で練習したいということで、一応場所も確保できたもののイマイチ人数不足。折角近場でもあるのでやまだーん塾とかいければいいんだけどね。 ●クシザシ必ずしも悪いわけじゃないんだけど、長さが中途半端。特に今回はシールドがあったので、そこと明確に分けるためにもあと15cmは長くしたかった。 ●ポリカシールドシールドは結構丈夫だし良い感じなんですが、見た目よりかなり重いので使いどころが難しいです。 ●サーボは強い。正直なところシールド用のBLS172HVは何個かぶっ壊す覚悟で使ってたものの、練習から本番通じてバカスカ動かしててもまったく壊れる気配なし。さすがにちょっと熱くはなるものの、熱ダレするとか燃えるとかいうレベルには程遠い・・・ 4連装にすれば出力的にはもっと余裕ができるわけで、下手に380連装するよりよほどやりやすいのかもしれない。 ●ゴム足先はもっと強い。グリップが効き過ぎちゃって滑らないもので、旋回性が大いに悪くなっちゃってましたよ。むしろコレを使うことで今までどれだけ滑ってたのかを思い知らされたような有様で・・・。使いどころを間違えなければもっと確実にいける、ということは見えたので来年以降も継続！まあ金型作っちゃった時点で他に選択肢もないわけですがｗ
操縦練習とか色々やってみたいので、ちょっとカスタマイズして学際バトルなりKHK杯なりにエントリーしてみようかと思います。まずはサーボ四連装シールドアームのみのササナイタロウにして練習を！ｗ