calculation tool
名称 MIRS2301-MECH-0005
メカトロニクス開発報告書
番号 MIRS2301-MECH-0005

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A02 2024.2.16 小野 颯斗 青木 悠祐 第二版

目次

  • 1.初めに
  • 2.親機 外観図
  • 3.子機 外観図
  • 4.親機 制作部品
  • 5.子機 制作部品
  • 6.親機 各部の評価と改善点
  • 7.子機 各部の評価と改善点
  • 8.工数分析
  • 9.総括
  • 1.初めに

    本ドキュメントは、MIRS2301「ROCASL」のメカニクス開発完了報告書について示すものである。



    2.親機 外観図

    以下にROCASLの親機の全体の写真を示す。



    fig.1 親機_正面


    fig.2 親機_上部




    fig.3 親機_空気清浄機能




    fig.4 親機_ホース部分



    3.子機 外観図

    以下にROCASLの子機の全体の写真を示す。

    fig.5 子機_正面




    fig.6 側面




    fig.7 背面




    fig.8 全体図






    4.親機 制作部品

    以下にROCASLの親機のスペックを示す。ここで縦と横と高さの関係は以下のfig.4に示す
    table1 親機 スペック
    場所 大きさ 単位
    上部外装縦幅 200 mm
    上部外装横幅 280
    mm
    上部外装高さ 910
    mm
    最大幅 400
    mm
    全長 1080
    mm
    重量 7.80
    kg



    親機における制作部品を以下にtable2として示す。

    〇:設計通り
    △:小さな変更(調整のための加工など)
    ✕:再設計・大きな変更
    table2 親機_制作部品
    制作部品 個数 開発状態 設計との誤差
    骨組み 1 初期設計通り作成した。
    下部支柱 4 外装を装着する際に、装着する箇所がなかったため再設計を行った。
    中部支柱 3 穴を追加してねじを通し、より頑丈にした。
    中部基礎板 1 空気が排出されるように小さくした。
    滑車支え柱 2 支えが低すぎて滑車が意味をなさなかったため、高さを調節した。
    巻き取りモータ支え 2 高さをギリギリに設計したため、干渉してしまった。そのため再設計を行った。
    ホース昇降支え 1 左右に振動したため、パーツを新規作成し、横ブレを抑えた。

    fig.9 新規パーツ





    fig.10 巻き取りモータ周辺





    5.子機 制作部品

    table3 子機 スペック
    場所 大きさ 単位
    縦幅 225 mm
    横幅 210 mm
    高さ 125
    mm
    重量 2.35 kg
     



    table4 子機_制作部品
    制作部品 個数 開発状態 設計との誤差
    骨組み 1 設計通りに制作した。
    水拭き部分 1 シートがめくれてしまうことがあったため、マグネットの位置を変更した。
    足回り 1 タイヤがごみをはねて内部にたまってしまったため、泥除けを追加した。

    fig.11 磁石設置場所





    fig.12 泥除け



    6.親機 各部の評価と改善点

    各部の評価を次の表に示す。
    table5 親機の評価と改善点
    制作部品 評価と改善点
    ホース部分 チョークの粉の吸引はすることができた。しかし、ホースの内側にチョークがついてしまったため、材質の異なるホースを使用する方がよいと分かった。
    また、ホースの径が小さく掃除に時間がかかっているため、径を大きくする必要がある。
    ホース昇降機構 ホースの昇降には問題はなかった。
    しかし、ホースが左右にぶれないようにしたが、不十分で黒板に触れていると曲がってしまうことが分かった。
    ホースの動きを上下に制限するようなより強固な構造にする必要がある。
    吸引機構 空気の吸引はできていた。しかしフィルターを挟むと吸引力が低下してしまうため、ファンをより大きくし、吸引力を強くする必要がある。
    サイクロン機構 ワッシャーなどを吸い込んだ際は分理ができていた。
    しかし、チョークの粉は一部のみ分離でき、大部分は素通りしてしまった。
    サイクロン機構自体の大きさが小さいことや、機構内の傾斜が緩やかである部分を改善する必要がある。

    7.子機 各部の評価と改善点


    table6 子機の評価と改善点
    制作部品 評価と改善点
    水拭き部分 走行中にシートは外れることがなかったため保持力は十分にあったと評価できる。また、十分に水拭きができていた。
    走行部分 水拭きシートを引きずりながらの走行が十分にできていた。
    床に凹みがある部分で走行が不安定になったため、ボールキャスターにもサスペンションを加えた方がよいと分かった。

    8.工数分析

    メカの開発に要した時間を円グラフで示す。

    fig.13 作業時間 薄(計39時間)


    fig.14 作業時間 石川(計82.5時間)


    fig.15 作業時間 山本(計37時間)


    fig.16 作業時間 小野(計39.5時間)


    fig.17 作業時間 全体(計198時間)

     3Dプリントに多くの時間を要してしまった。しかし実際の作業時間を考慮すると、印刷中にほかの作業を進めることができたため、結果的に短い作業時間で完成させることができた。

    9.総括

     メカ全体の役割分担として、親機は石川、薄、山本が、子機は小野が担当した。石川はレビュー資料作成やCADによる部品設計・印刷を担当し、薄と山本はベース構造の設計やCADによる部品設計・組み立て、外装製作を担当した。また、レーザーによる木材やアクリルの加工は全員で行った。 メカとしての進み具合は、主に親機に遅れが生じていた。その原因として、3Dプリンタによる印刷に時間がかかってしまったことや、設計と製作を分けたことで、問題が発覚した時の再設計に時間がかかったことがあげられる。しかし、設計自体や組み立てはスムーズに行うことができたため、結果的にそれほど遅れることはなかった。 次に、実装実験を通してのメカ改善点について考える。一番の問題点は、ホースによる吸引がうまくできなかった点である。これは設計したファンが小さかったこともあるが、ホースの長さや吸引機構の材質や形にも問題があったと考えられる。チョークの粉がホースの内側に付着していることや、ホース先の構造をよく考えるなど、メカにおける改善点は多々あった。外装に関しても、初期に購入した外装は思っていた以上に材質が薄く、別途購入したことは反省すべきであると思う。 進捗状況の遅れや改善点等も多くあったが、親機・子機ともに機能面についてはほとんど妥協することなく製作できたのではないかといえる。

    関連ページ

    MIRS2301-MECH-0001
    MIRS2301-MECH-0002
    MIRS2301-MECH-0003
    MIRS2301-MECH-0004



    MIRS2031ドキュメント管理台帳