本ドキュメントは、MIRS2501、BABLOONプロジェクトのMVP(Minimum Viable Product)設計書のモジュール説明である。

各モジュールを構成する機構を以下に示す。

• クローラーモジュール(図1)

  

  標準機準拠の足回り。巡回走行のために使用する。 20×20アルミフレーム(500mm4本)でクローラー2個を支え、20×20アルミフレーム(505mm2本)でそれらをつなげる。


• MIRSコンテナモジュール(図2)

  

  機体を制御するための電子機器、電源を入れる箱。
  主電源とモード(風船作成モード、巡回モード)の切り替えを行うボタンが取り付けられている。
  MIRSコンテナに搭載するエレキ関連部品を以下に示す。
  • Arduino UNO 3台
  • Raspberry Pi
  • 電源(LiFePO4 24V)
  • モバイルバッテリー
  • 24V→12V・5V降圧基板
  • 電磁石スイッチ基盤
  • 冷却ファン


• ストックモジュール(図3)

  

  風船を保管しておくモジュール、以下の機構・部品で構成される。
  
  
  • 風船ストック(図4,stl)
    風船が取り付けられた逆止弁を保持するための部品。
  
  
  • ストック機構(図5)

    

    
    ワクワクフィーダー(図6)と呼ばれるからくりが三つ並んだもの。
    
    ワクワクフィーダーとは上下のラックギア(図7,stl)でサーボモーターが付いたピニオンギア(図8,stl)を挟み込み、サーボモーターで風船ストックを一個ずつ送り出すからくり。

  

  • 風船ストック受け皿(図9)
    
    ストック機構(ワクワクフィーダー)から落ちてくる風船ストックが入る受け皿(図10,stl)。受け皿固定用パーツ1,2(図11,stl|図12,stl)と受け皿サポートパーツ(図13,stl)でフレームに取り付けられている。

    

  • 風船ストック回収ボックス(図14)
    風船ストックを入れる箱(図15,stl)返却口にリミットスイッチが取り付けられており風船ストックがセンサに感知されることで⑤(シャボン玉吹き出しモジュール)からシャボン玉が噴き出す。
    20×20アルミフレーム(500mm1本)を介して赤枠のアルミフレームにつけられている。

    

  • 色選択ボタン
    どの色の風船を膨らますか選ぶボタン、各レーンに一つずつつけられる。
  
  
  • アクリル板
    機構を保護するための板。
  
  ※諸部品として20×20アルミフレーム(205mm4本)、20×20アルミフレーム(85mm6本)、20×20アルミフレーム(505mm1本)、20×20アルミフレーム(85mm2本)、鉄板(横85.6mm縦20mm厚さ3mm3枚)、マイクロサーボモーターマウント(図16,stl)を用いる。
  
  
  • 一連の動き
    ストック機構には各レーンごと色の違う風船がつけられた風船ストックが四つずつ保管されている。
    ボタンにより風船の色(レーン)が選ばれるとそのレーンの風船ストックについた風船が膨らみ提供される、その後風船ストックはストック機構により風船ストック受け皿にのる。
    風船ストック回収ボックスには風船ストックがちょうど入る穴が開いているのでそこに受け皿にのっている風船ストックをいれる、すると⑤のシャボン玉吹き出しモジュールからシャボン玉が噴き出される。



• ヘリウム供給モジュール(図17)
  風船にヘリウムを送るモジュール、以下の部品機構で構成される。

  

  • ヘリウムボンベ
    ヘリウムのボンベ市販品。
  
  
  • チューブ
    ヘリウムボンベとノズルをつなぐチューブボンベの付属品(内径5mm 外径7mm 長さ1000mm)。
  
  
  • ガントリー機構(図18)

    

    ノズルの位置を選ばれたレーンの位置に動かす機構、以下の要素で構成される。
    • ステッピングモーター
      タイミングベルトを回し、ノズル押し付け機構を動かす。ノズル押し付け機構に用いられるものと区別するため、以降このステッピングモーターをGモーターと呼ぶ。
    
    
    • タイミングベルト
      ステッピングモーターのギアに嚙み合わせ、ノズル押し付け機構を移動させる。
    
    
    • ガントリーレール
      ノズル押し付け機構を走らせるレール。20×20アルミフレーム(500mm)を用いる。
    
    
    • ガントリーレールマウント(図19,stl|図20,stl)
      ガントリー機構を図1で示した赤枠のアルミフレームにマウントする。
  
  
  • ノズル押し付け機構(図21)

    

    ノズルを風船ストックに押し付け、ヘリウム供給中にノズルが抜けないようにする機構。以下の要素で構成される。
    • ノズル(図22,stl)
      先端に電磁石がつけられたヘリウムが噴き出す部分、一部がラックギアになっている。
    
    
    • ステッピングモーター
      ピニオンギアを回転させて、ノズルを動かす。以下Nモーターとする。
    
    
    • Nモーターマウント(図23,stl)
      Nモーターをマウントする。ベアリングが付いた四つのタイヤ(図24,stl)でガントリーレールを移動する。
  
  
  • ボンベ制御機構(図25)

    

    ヘリウムボンベの弁を開閉する機構。以下の要素で構成される。
    • ボンベ制御用モーター
      ボンベ制御用パーツを回転させるDCモーター。
    
    
    • ボンベ制御用パーツ(図26,stl)
      ボンベの弁を開閉する部品。
    
    
    • ボンベ制御用モーターマウント(図27,stl)
      ボンベ制御用モーターをマウントする。
  
  
  • 一連の動き
    ストック機構についたボタンで風船の色(レーン)が選ばれると、ガントリー機構により対象のレーンの風船ストックの前にノズルの位置が調整される。
    ノズル押し付け機構を用いて風船ストックにつけられた風船にノズルを刺す。
    ノズルの先には電磁石がつけられている、風船ストックには電磁石が付く用の鉄板が備えられており、ヘリウムの供給が始まった後風船ストックからノズルが抜けないよう電磁石が制御される。



• シャボン玉吹き出しモジュール(図28)

  

  
  シャボン玉吹き出し機構(図29)が左右に取り付けられている。シャボン玉吹き出し機構に接続したDCモーターを回転させシャボン玉を吹き出す。

  

  
  風船ストック回収ボックスに風船ストックが入れられることによりシャボン玉が吹き出す。
  DCモーターはシャボンモーターマウント(図30,stl)で赤枠のアルミフレームに固定される。
  ※諸部品として20×20アルミフレーム(405mm2本)、20×20アルミフレーム(120mm3本)、20×20アルミフレーム(140mm3本)を用いる。


• 赤枠について
  20×20アルミフレーム(長さ400mm4本　長さ500mm2本)　10×10アルミフレーム(500mm3本)で構成される。