合志市栄のマイファブラボ SAKAEPC

ものづくりサポートCAD講座

駆動模型の設計

六足歩行アクリルロボット・・・足の動き（リンク機構）を検証

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　無償のソフトでリンク機構の解析を（多分に力技で ^^;）行おうという試みです。

　「アクリルロボット(三角板リンク機構タイプ) akurirurobo_8003A-6B」の「足」を共通部品としています。

　「多足歩行アクリルロボット用足の標準化」ページの《共通仕様》を参照してください。

「足の動き詳細」
　手書きの図面です。日付は…昭和！！

　6本の脚は同じ構造で、中央の足は「三角リンク」を固定して見ると、他の足と同じ動きをしています。

　「リンクシミュレータ」で同様の図を描いてみました。

　「かわロボ向け設計補助ソフト：Links」を使わせていただきました。

「解円度」で表示数を指定し、「毎分回転数」でスピードを変化させます。

レバーの長さを０に設定すると
スライダリンクとして認識されます。

アニメーションGIFを作成するための
連番ビットマップが出力できます。

「Linksの使い方」より

「GIFアニメ」にしています
←　フレーム表示時間：80ミリ秒

　上の動きを参考に、SketchUp 8 で36シーン（10°毎）のアニメーションを作ってみました。
　ここでは、「三角板リンク機構タイプ」の中央の足を、「三角リンク」を固定した状態で動かしています。

「8003A-0001-01.skp」+「8003A-0003-00.skp」	［等角図］［全体表示］、［表示］→［アニメーション］→［シーンを更新］

［8003A-0001_3migi.skp］	［8003A-0001_3toukaku.skp］

　各作図例ファイルのマーカーとして描き加えた線は、残してあります。

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複数のレイヤを使ってアニメーション作成

六足歩行アクリルロボット3号Aタイプ右側面図（足の動き）	等角図（全体表示）

［6s3_Aani-migi.skp］	［6s3_Aani-toukaku.zip］

　駆動側（中央）と従動側（前後）の「足の動き」が違います。全ての足を動かすよう、各シーン（クランク回転10°毎）を
レイヤごとに描き分けています。

　補助線（マーカー）を2D_CADで描き、3DS出力しましょう。前ページで作成した「6s3_AB.jww」を開いてください。

　「［0-9］Aタイプ駆動リンク板」を「書き込みレイヤ」にし、他の「レイヤの状態」を「レイヤバー」から図のようにします。

「線属性」を変更し、クランクの中心線を引く

連続回転複写
［範囲］：図の直線を選択→［複写］：回転角10入力、複写先の点を指示、［連続］ボタンを16回クリック

　線が混んでいるので、十分に拡大して作業してください。ここでは「レイヤの状態」を変更せずに進めています。

図の直線（垂直時の足の中心線）を引き、クランクの回転に合わせて「連続（18ヶ所）複写」

　「リンク版」の穴の横移動を示しています。

「垂直時の足の中心線」を半径とする円を描き、「線［伸縮］」の「基準線」とする

　垂直線（18本）を円弧に合わせて［伸縮］しています。

足の回転軸のセンターから、垂直線の「端点（図では円弧との「交点」）」に直線を引く

不要な線を［消去］、扇型（従動側の角度を示す）をもう一方に［複写］
駆動側の支点の中心線を描く

　次ページで解説するBタイプも含め、アニメーション作成用として、「6s3_ABani.jww」と名前を付けて保存しています。

3DSデータの出力
　描き加えた中心線（線色3）のみコピーして、新しいファイルに貼り付けます。
「範囲」［全選択］→［<属性選択>］から「線色3」を指定（選択）→［コピー］

「新規作成」→「貼り付け」
　同じ名前のdxfファイルとして保存し、3DSデータを同時出力しましょう。

3DSデータのインポート
SketchUp 8 を起動→保存した3DSファイルを「インポート」

　分解・縮尺変更を行い、図のように配置します。

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　前ページで作成したSketchUp モデル「Aタイプ検討用組立図6s3_A.skp（圧縮ファイル6s3_A.zipとして保存）」を開いてください。

　一つのグループになっているので「分解」します。

　胴体（動力ユニット）部を非表示にしておきます。

■ レイヤを追加
［ウインドウ］→［レイヤ］→［レイヤを追加］

■ レイヤ間移動
選択（［Ctrl］+［A］：全選択）、対象の上で右クリック→［エンティティ情報］→移動先の「レイヤ名」をクリック

レイヤ［可視（ON/OFF）］
レイヤ1［可視OFF］→全て非表示

現在の書込みレイヤ「Layer0」に「補助線」を［コピー］［貼り付け］

■ レイヤ間コピー
　同一レイヤ内にコピーして、「レイヤ間移動」を行っています。
「レイヤ2」を［追加］、「レイヤ1」を書込みレイヤにして「Layer0」非表示
「レイヤ1」全選択（9個のグループ）、［移動］+［Ctrl（コピー）］→移動（図では「赤い軸上」）→「長さ［0］」を入力

　同一レイヤの同じ位置にコピーされました。

　コピーされた図形が選択されています。「レイヤ間移動」しましょう。

「エンティティ情報」→［レイヤ2］をクリック

　先に「書込みレイヤ」を切り替えておくと、コピーと移動が同時に（レイヤ間コピーが）行えます。［参照図→記事はコチラ］
2020年7月追記

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「レイヤ2」を「書込みレイヤ」とし、「Layer0」表示、「レイヤ1」非表示とする
　「右側面図」,「X線」表示にし、「Layer0」の「補助線」が透けて見えるようにします。

　図では、手前の「駆動リンク板」を選択しています。

　「補助線」の「端点」を基準に操作し、各部品を順次「移動」,「回転」しましょう。画面を十分に拡大して、「補助線」を確認してください。

■ 移動

一番目の位置を示す「端点」をクリック→

→二番目の位置を示す「端点」をクリック

■ 回転
　手前の従動側前足を選択しています。

「端点（軸センター）」をクリック→「端点（足のセンターライン上）」をクリック→

→二番目の位置を示す「端点」をクリック

後足も同様に「回転」

　「左側面図」表示にし、手前の「駆動リンク板［移動］」,「前後足［回転］」（いずれも方向変わらず）を行います。

■ 回転
　「右側面図」表示にして、クランクと中央足（左右）を選択しています。

「端点（回転軸センター）」をクリック→

→一番目の位置を示す「端点」をクリック→二番目の位置を示す「端点」をクリック（回転角~10°）

　クランクの回転に伴い中央足（左右）が移動しました。「回転」して、長穴をスライド機構の「支点」に合わせましょう。

　図では、手前の足を選択しています。

「端点（軸センター）」をクリック→「端点（足のセンターライン上）」をクリック→支点のセンター「端点」をクリック

　奥の足も同様に「支点」に合わせます。

　「レイヤ2」を描き終えました。以降、レイヤ36まで同様の作業を続けます。

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「レイヤ3」を［追加］
「Layer0」非表示、「Layer2」全選択（9個のグループ）、［移動］+［Ctrl（コピー）］→移動（図では「青い軸上」）→「長さ［0］」を入力

　同一レイヤの同じ位置にコピーされました。

　コピーされた図形が選択されています。

「エンティティ情報」→［レイヤ3］をクリック
　追加したレイヤに移動しました。「書込みレイヤ」にし、補助線が描かれた「Layer0」を表示して作業を進めます。

　「レイヤ10」まで描き終えました。
「レイヤ11」を［追加］し「書込みレイヤ」とする→「レイヤ10」非表示
　「駆動リンク板」と「従動側足」の動きは往復運動です（「レイヤ11」では描き終えた「レイヤ9」と同位置、対応表を書いておくと便利）。
「Layer0」非表示、「Layer9」表示して全選択（9個のグループ）、［移動］+［Ctrl（コピー）］→移動（図では「青い軸上」）→「長さ［0］」を入力

　同一レイヤの同じ位置にコピーされました。

　コピーされた図形が選択されています。

「エンティティ情報」→［レイヤ11］をクリック

「レイヤ11」を「書込みレイヤ」とし、「Layer0」表示、「レイヤ9」非表示とする

クランクと中央足（左右）を選択→［回転］→「端点（回転軸センター）」をクリック→

→九番目の位置を示す「端点」をクリック→十一番目の位置を示す「端点」をクリック

　表示される「角度（ここでは~20°）」にも注目してください。

中央足（左右）を「回転」
　図では、奥の足の長穴をスライド機構の「支点」に合わせています。

　作業を繰り返し、「レイヤ36」まで描き終えました。不要となった「補助線」を削除します。
「Layer0（書込みレイヤ）」のみ表示、全消去

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　アニメーションにするために、レイヤ順に表示する「シーン」を作成します。
■ シーンを追加
「Layer0（書込みレイヤ）」表示のまま「レイヤ1」を表示、［全体表示］をクリック、［表示］→［アニメーション］→［シーンを追加］

　「シーン1」が作成されました。［全体表示］は以降は行わず、表示サイズが変わってしまった場合は「シーン1」に戻ってください。