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Make Your Move

今回はマイコンカーのAクラスを含めた車体作りで役に立ちそうな事を幾つか記事にしたいと思います。


初めて車体を設計するとなるとどこから決めていいか判らず結構困ると思いますが、
まずホイールベースやトレッドを適当に決めておきましょう(設計が進むと後で変更になる場合が多いので)
ホイールベースはわからない場合とりあえず高性能なマシンのデータを真似する、で良いと思います。
後から変更できるように穴を大めに開けておいたりするといいかもしれません。

ホイールベースは180mm前後くらい、トレッドは結構バラバラな印象です。
トレッドに関してはタイヤの中心から中心までですが実際重要なのはタイヤの端から端までの全幅だと思います。
これもスペーサ等での調整幅があると後々楽です。

車体のサイズはあまり小さくまとめる必要は無いかと思います、それよりも低くまとめる方が重要です。
レーンチェンジの接触を回避できる範囲で大きめにした方が部品の配置が楽になります。
車体サイズの拡大は低重心化に近いメリットがあり、トルク配分による姿勢制御の効きも良くなる方向なので
マイコンカーではメリットが大きいです。


大体の大きさが決まったらモーター、バッテリー、サーボ等の
必ず積む必要がありかつ重要な部品から配置していくと良いです。
これらの部品はそれ自体が性能を大きく決めると同時に重量も多くの割合を占めます。

基本的には重いものは車体の真ん中に低く、というのがやはり良いですが
ステアリングまわりの稼動範囲やスペースの問題で全部が理想どおりに配置は出来ません。

やはり電池を中心に、その周辺に駆動モーターとサーボ機構を配置し、
上に駆動基盤とマイコン、となると思います。

ここで重心を低くするのは大きなメリットなのでロードクリアランスを出来るだけ低くしたいと
誰でも考えると思います。実際には10度の坂で摺らないというと
一般的なホイールベースでは大体8~9mm程でしょうか。

あまりぎりぎりにするとタイヤを変更した場合に車高が足りず車体を作り直す必要が出てきたりするので
車高は少し高めに作り、ギヤボックスの固定時にワッシャー等で
微調節して車高を合わせるとリスクが少ないです。

また、シャーシ形状はとりあえずただの長方形を書いて、
干渉部分を削っていく方法が最初は良いかもしれません。
メインシャーシを板材で作り一番下に配置する場合が多いと思いますが、
最初は軽量化のための穴あけは薦めません。

車体の底は剛性が必要な部分なので軽くなるメリットより
剛性低下でのデメリットの方が多く出る場合が多いです。

重いものは真ん中に低く、と書いたとおり相対的に軽量化のメリットが大きく出るのは
外側の高さがある部分です。


RCサーボでない場合は自作サーボの機構も平行して進めていく感じになるかと思います。
自作サーボの減速機構の設計は大変だと思います。簡単だと思う人が居たらおそらく天才です。

悩むポイントは大きく見て二つあり、減速のカウンターギヤの作り方と使うモーターの選定ではないでしょうか。
減速のギヤの部分の作りの良し悪しは自作サーボの性能の8割、9割位を決めるんではないかと
個人的には考えていて、ここが駄目だとマクソンモーターもセンサアームを振動させるだけになってしまいます。

特に減速用の2段になったギヤの作り方は難しいですし個々の工夫が現れる部分でもあります。
ギヤ比は70前後が多いようです、実際そのくらいがいいですね。
アームが長かったり重い場合は大きめ、そうでない場合は小さめのギヤ比が合います。

減速の段数は少ない方が良いので2段減速がほとんどだと思います、理に適っていますが
必ずしもそうする必要はありません。

段数を増やす事で幾つかのメリットが得られます。
まず1段で減速比を稼ぐ為に大きなギヤを使わなくて良いのでレイアウトが比較的楽。
あと動力側の小さいギヤもある程度大きく出来るので
噛み合わせがスムーズでガタも減り、破損にも強くなります。

次回作るサーボにはタミヤのワイルドミニ四駆に使われている
オレンジ色のカウンターギヤを2段で使用する予定です。
このカウンターギヤはAZ-1とRS-Rのサーボに使っていますがなかなか良いです、
まだセンサアームを振っていませんが大きい側のギヤの厚みが2mmあり、
小さい側は4mmあるので破損した事はありませんし、精度も良いのでスムーズに回ります。
何より一体成型なので2つのギヤの連結で悩まずに済みます。

また、各段の軸間距離は調整できるように作った方が良いでしょう。
私は加工機で切った板を削ったり接着剤で埋めたりしてバックラッシュを調整しますが結構手間です。
慣れるまでは分割して固定部分に調整幅を持たせて作ると良いでしょう。

使うモーターは定番だとREMAX21の定格電圧6V、グラファイトブラシ仕様とかでしょうか。
とても高性能ですが使い方がいいかげんだと結構壊れるのである程度リスキーです。
私が最初に作った自作サーボはラジコンから外したマブチのモーターでしたがまぁまぁ追従できていました。
最初はソフトでのリミットを掛けなかったり、掛けていても上手く作動しなかったりで
モーターやドライバを壊すのは結構あるかなと思うので最初自作サーボの練習では安いモーターが良いのではと思います。
http://www.mabuchi-motor.co.jp/cgi-bin/catalog/j_catalog.cgi?CAT_ID=fc_260sa
昔使った物はおそらくこのサイズで巻き線は違うっぽいです(うろおぼえ)。
同じ物は簡単には手に入らないので今だとタミヤのRCのタムテックギア用モーターが丁度良いかもしれないですね。
シャフト径もΦ2のようでブラシもカーボンだと思われるので練習向きです。
※一応調べてはいますが実物は確認していません、使う場合は寸法、スペック確認を。
ただちょっとでかすぎる気もするのでこれで上手くサーボが出来たらコアレスに、というのが良さそうです。

サーボの話が長くなってしまいましたがやはり重要なので。

まとめとしては最初は高性能マシンを目指してバリバリ軽量化するよりもしっかり必要な剛性を確保して
手堅く走る車体を作り、それを調整するうちに必ず気になる点が出てくるので
次の車体で改良した方が優秀なマシンを作りやすい、といった感じです。

また思いついたことがあれば記事にしたいと思います。
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