名称 MIRS2201 メカニクス開発報告書
番号 MIRS2201-MECH-0003
現在時刻



版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A01 2023.1.26 石井虹太朗 第1版
A02 2023.2.09 石井虹太朗 青木先生 第2版
A03
A04



-目次-


1. はじめに

本ドキュメントはmirs2201メカニクス開発報告書である。

2. 外観図

以下にとしょかえるの外観図を示す。

としょかえるのサイズは外装をつけた状態で
全長595mm
全幅669mm
全高1065mm
重量13.26kg
内部フレームのサイズが
390×340×1080mm
足回りのサイズが
全長595mm
全幅497mm
である。

3. 制作物一覧

以下に制作物一覧を示す。

〇:設計通りの製作
△:設計書にない小さな変更(調整のための加工)
×:再設計や大幅な変更

制作物 個数 開発状況 設計との差異
骨組み 1 予定通り完成した。
底板 1 当初の設計ではマシニングセンタで加工できなかった為、設計を変更した。 ×
押出機構 1 力が伝わりきらなかった為、押出機構の向きを変更した。
斜面板 1 予定通り完成した。
蛇腹機構 1 当初はアクリル板を用いていたが、上手くスライドしなかった為、材料をプラスチック段ボールと画用紙に変更した。 ×
基板ボード 1 当初通り完成した。
その他 1 バーコードリーダーマウント、緊急停止スイッチマウントを作成した。

4. 各部の評価及び変更点

以下に各部機構の写真及び評価、特記事項を示す。

メインフレーム

メインフレーム 評価:当初の設計通りMISUMI製4面溝アルミフレームを組み合わせたものとなっている。4面溝アルミフレームを用いたことによって高い剛性と拡張性を実現できた。

外装

評価:蛇腹押出機構のリンク機構の展開時のカバー以外は当初の設計通り作製することができた。
特記事項:この外装はプラスチックダンボールを使用しており最低限の強度を持ちつつ非常に軽量である。また、機体本体との接合は取り外しがしやすくするため面ファスナーを採用し、回路スペースにアクセスしやすくなっている。

蛇腹機構

評価:当初の設計から大幅な変更が変更があった。
特記事項:最終的なものは蛇腹部に紙を使ったものになっており押出用リンクもリンクの形状を変更している。(詳細は以下の写真に示す。)また、MISUMI製4面溝アルミフレームの溝を使ったスライダーは当初の設計であったアクリルの蛇腹部の板は剛性が高く十分な強度であったがそれ故に少し傾いただけでスライダーが摩擦によって動かず使い物にならなくなってしまったため廃止している。

本射出機構

評価:当初の設計通り作成することができた。

足回り

評価:当初の設計一部変更を加え作成した。
特記事項:当初の設計では直径577.95mmの円形の板を標準機と同様にアルミ板を切削して作成しようとしたがマシニングセンタのサイズ制限が600*400mm出会ったためホイール用にスリットがあった部分をそのまま切り取ったか形に変更した。

5. 総括

中村

当初のコンセプト通りの機構を実現することができたが、大幅な日程の遅れや材料の変更などは反省点となった。特にメイン設計を担当していた私が計画していた日程から一週間ほど遅れた状態で利き腕を骨折し、作業できるようになった3日後に新型コロナウィルスに感染したことは大きく影響していただろう。これによって試作品を作ることができず、蛇腹機構の製造が大幅に遅れてしまった。また試作品が作れなかったことにより蛇腹機構の欠陥を蛇腹機構を製造するまで把握することができなかった。しかし開発序盤に作業が少なかった小柳津がCADや機械加工などの練習をしていたことによってある程度遅れをカバーする事ができた。また、このCADの練習用に作ったバッテリーや回路基盤などが開発中盤にてCADのフルアセンブリに使用されている。今回の開発において開発の大幅な遅れの原因にメイン設計者の進捗の遅れに重なった怪我と感染症が挙げられるが3Dプリンタの不調も原因の一つに挙げられるだろう。開発初期から3Dプリンタの状態が良くなく3Dプリンタの不調によって製作物の品質が下がり、低品質な製作物は壊れやすく使用できないこともあるため、パーツの作製、組み立て作業においてこれが原因で遅れが出てしまった。またそれ以上に大きな問題がありプリンタの調整を後回しにした結果さらにプリンターの状態が悪化し最終的にヘッドを全て分解することになってしまった。   作業の遅れが挙げられたが他のパートとの連携が取れていなかったことも反省点の一つである。ソフトの想定してる動きと差異があり機構を互いのパートが余計な作業をすることになったり、エレキの基板を置く位置がメカの想定していたもの違いその部分を設計し直し新しいパーツを作り出したりと連携が取れていないが故に時間のロスを引き起こすものとなってしまった。そのためパート間の定期的な連絡はミーティング以外でも重要だと感じた。   反省点はいくつか挙げられたが当初のコンセプト通りの機構を実現し整備性と拡張性に優れた機体を作製することができたことは大きな功績と言えるだろう。

小柳津

自分はメカとして中村の補佐的な役割を担った。具体的には 3DCAD(solidworks)を用いて 部品のモデリング、3D プリンタパーツの印刷、サポート材の剥離、骨組みの misumi フレ ームや底板の加工を担当した。また、中村が病欠の時や骨折により参加できない時に中村の 仕事を肩代わりすることもあった。自分が特に苦労した点は 2 点あり、1 つ目は solidworks を用いた設計方法の習得である。中村は部活動で事前に習得していた為、中村に分からない ところを聞いたり、教本を読んだりして徐々に慣れていった。これによって中村とコミュニ ケーションを取り、それ以降の製作にしかし、最低限のモデリング、造形物の設計しかでき ないので、アセンブリの詳しい方法や測定などより詳しく理解することが出来たら良かっ たと思う。2 つ目は実際に組み立てを行った際に蛇腹機構がうまく動作しなかった点だ。具 体的には misumi フレームと 3D プリンタパーツが干渉してしまい滑らかに動作しなかっ た。最終的にはアクリル板を模造紙とプラスチックダンボールに変更し干渉しないように 変更した。このように実際に上手くいかないことも臨機応変に対応していくことが大切だ と思った。今回、中村と自分の 2 人がメカで彼に頼ってしまう場面ばかりだったので非常 に申し訳なく思う。しかし、中村と製作していく中で知識を蓄えたり、実際の加工で経験を 積んだりすることで、メカとして成長することが出来たと思う。

6. 各完了報告書のリンク

MIRS2201開発完了報告書
ソフトウェア開発報告書
エレクトロニクス開発報告書



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