球形飛行体 : 空飛ぶ球体を作ろう

カテゴリ：球形飛行体

• ２１．モータードライバ回路
  [ 2011-12-20 07:38 ]
• ２０．モーターの取り付け
  [ 2011-12-15 13:37 ]
• １９．思考錯誤の結果
  [ 2011-12-07 07:17 ]
• １８．球体作成中
  [ 2011-12-05 07:05 ]
• １７．モーターの取り付け方
  [ 2011-12-02 07:23 ]
• １６．羽の位置＆角度
  [ 2011-11-30 07:16 ]
• １５．新しい羽の長さ
  [ 2011-11-28 07:02 ]
• １４．実験その０４
  [ 2011-11-25 07:13 ]
• １３．新しいモーターとプロペラをゲット！
  [ 2011-11-24 10:10 ]
• １２．４つの小型モーターでの考察
  [ 2011-11-18 07:26 ]

２１．モータードライバ回路

モータードライバ回路を作成しました。



1つの基盤に2つの回路があり、合計4回路です。

これをどのように球体に付けるか、思案中です。

２０．モーターの取り付け

最近忙しくて、作業もブログの更新もできない状態でした。

やっと、モーターを取りつけました。






こんな感じです。

羽が回転したときぶつからないように、モーターの位置を決めました。

この後は、モータードライバの回路（pwm）を4つ作成しないといけません。

１９．思考錯誤の結果

思考錯誤の結果、以下のようにモーター枠を取りつけました。







プロペラの長さとモーターの角度を気を付けて作成しました。

この部分では、机上の設計はほとんど役に立ちませんでした。
まあ、設計時はかなり気分でえいやっで決めましたからね。

１８．球体作成中

４モーター用の球体を作成していますが、なかなか難しいですね。




設計で考えたように、縦の枠が直角には交わっていません。
写真では解りにくいかもしれませんが。。。

モーターを取りつける枠の位置や角度を確認するために、ビニール紐を張りました。
やはり設計の通りでは、ダメなような気がします。

モーターの角度、プロペラの大きさなどを考慮しながら、モーター枠を決定しないといけません。
思考錯誤ですね。

１７．モーターの取り付け方

モーター4個をどのように空中に取り付けるか悩みました。
いろいろ考えましたが、これだという決定案がなく、とりあえずこれでやってみることにしました。

下図のように、球体の縦の2つの円を直角に交差させないで、2cmずつずらすことにしました。
前と後の部分が狭く、左右の横の部分が広くなります。



そして、このような感じに棒を作成して、モーターを取りつけることにしました。



しかし、これだとモーターが不安定なような気がします。
とりあえず作成してみて不安定なようなら、上から下に通す棒に固定すればよいでしょう。

１６．羽の位置＆角度

羽を位置＆角度をどうのようにするか問題です。

取り付け後の羽の回転イメージは、こんな感じです。



こんな感じになるようにいろいろ計算しました。



結果このような位置に取り付けることにしました。



途中の過程は省略します。
ブログで解説できるほど論理的ではありません。
ある程度は気分で決めました。

後は、作りながら微調整です。

１５．新しい羽の長さ

新しい球体の作成にあたって、購入した羽がぶつからずに回転する空間を取れるかを考察します。

板状の棒のを円にすると、円周の長さは、
950mm
になります。



となると、この円の直径は、
950 / 3.14 = 302 (mm)。



円の4分の1の扇形部分に入る小円を考えます。
これがプロペラの最大回転円になります。

図のように、小円の半径をxとすると、小円の中心から大円の中心までの距離は、
√2 x （ルート2　カケル x）
となります。
よって、次式が成り立ち、xを計算します。

√2 x + x = 151
x = 151 / (√2 + 1)
x = 62.5

つまり、プロペラの回転半径は、
約62mm
になります。

しかし、購入したプロペラの1枚の長さは、
65mm。



斜めに取り付けないといけません。
まあ、初めから斜めに取り付けるつもりでしたが、かなり正確に取り付ける位置や角度を計算しないといけないことがわかりました。

結構シビアですね。

１４．実験その０４

新しいモーターとプロペラでどのくらいの重さを持ちあげることができるかの実験です。

■モーターの重さの比較
・musashino motor A 185g
・MSP24BBモーター（ハイトルクタイプ） 46g



MSP24BBモーター 4つでほぼ musashino motor A の重さになりますので、全体の重さは同じですね。
全体を少しでも軽く出来ないかなと思っていましたが、それは無理となりました。

このモーター4つバージョンでの変更点は、以下になりますね。
・少しでも重心を下げる
・回転や前進の制御の仕方の変更


とりあえず、どの位の重さを持ち上げることが実験して見ました。



重りはUSBケーブルです。
モーターやプロペラを含めた全体の重さは、
110g
です。

これくらいは浮かばないと、話になりません。




今回もPWMで徐々に電圧を上げていきました。
成功！！！！！！
3V前後で浮かびました。

動画では手で持ち上げているように見えますが、倒れないように手で支えていただけで本当に浮かんでいます。

次は新しい球体の設計を考えなければ。。。。。

１３．新しいモーターとプロペラをゲット！

新しいモーターとプロペラをゲットしました。

■モーター

MSP24BBモーター（ハイトルクタイプ）
（説明）
・7.2V
・直径：24mm
・加速重視型ハイトルクモーター
・シャフト軸はベアリング支持で回転効率と耐久性が大幅UP！
（適合機種）
・ロッシMini-T
・他1/18RCトラック等

楽天市場のサンダースというショップで
　価格1,869円 (税込) 送料別
でした。

こうして比べると、モーターの大きさは全く違いますね。



■プロペラ
GWS5*3DONプロペラ逆ピッチ/GWPRO007S3C(2本)
　330円
GWS5*3DONプロペラ/GWPRO007S3C(2本)
　308円

ともに、RC Model Shop DONで購入しました。
このショップは、中華系ですね。


■プロペラアダプター
プロペラアダプター M3-2mm
（説明）
2mmモーターシャフト用
プロペラ部分のシャフト径は、3mm
アルミ削りだしパーツ

これは、357円。
エンルートで購入しました。







こんな感じです。
一番不安だったのが、逆ピッチのプロペラですが、探せば案外見つかるものですね。

モーターでこのプロペラを回せるか。
このプロペラは5インチですが、カットして4インチにした方が良いかも、と思っています。
とりあえずは、このプロペラとモーターでどのくらいの重さを持ちあげることができるかの実験をする必要がありますね。

１２．４つの小型モーターでの考察

前回のブログの【案３】をもう少し考察してみたいと思います。




このように少し傾けてプロペラ＋モーターを付けたいと考えています。
また、モーターの軸の延長線は、球体の縦の中心線には交わりません。わざとずらします。

回転も
・B、Dは正転
・A、Cは逆転
です。

■上昇／下降／ホバリング
A～Dの4つのモーターを同じように回転の速さをPWMで制御すれば、上昇／下降／ホバリングの制御はそんなに難しくなさそうです。

■回転（右、左）
BとDのモーターの回転を上げると、球体全体は右に、
AとCのモーターの回転を上げると、球体全体は左に、
回転するような気がします。たぶん。

■前進／後退
DとCのモーターの回転を上げると、球体全体は前進し、
AとBのモーターの回転を上げると、球体全体は後退する
ような気がします。たぶん。

実際作ってみていろいろ実験しないといけないですね。
さらに、時間とお金がかかりそうです。

しかし、一番の問題は、逆ピッチのプロペラが手に入るかどうかです。

・B、Dは正転⇒正ピッチのプロペラ
・A、Cは逆転⇒逆ピッチのプロペラ

ネットで検索してみます。