2025年4月末から5月初週の授業 3Dモデルと歯車

EV3

久しく更新できていなかったので、定期的に投稿していこうと思います。

1.3Dプリンタを使うための3Dモデルを作ってみる

つい最近、教室にBambu Lab A1という3Dプリンターを導入しました。

Bambu LabA1

出力スピードが早い、大きいものも作ることができる、精度も良い、多色プリントができるということで、色々と創造の幅が広がりそうです。

ということで、一部の子には3Dのモデリングソフト(TinkerCAD)を使って好きなものを作ってもらったり、実際にトラックに寄せたガワを作ってもらっています。

TinkerCADで荷台造り

これにmicro:bitを中心にモーターやLEDを取り付けて動かせるようになればひとまずのゴールという設定です。

LEGOの時とは違って、やってみて動かない(サイズがおかしい)などの問題が発生すると再印刷に時間がかかることから、結構慎重さを求められるようです。

まだまだ一般的ではない3Dプリンターですが、この構造や使い方、3Dのモデルの書き方などはものづくりの設計力を支える基礎力になると思います。

もっとできるようになったら、二足歩行のロボロボしたものを作って欲しいと思っています。

2.ウォームギアを使ってみよう

別の授業ではウォームギアを使った車を動かして見てもらいました。ベベルギアを使ってみたり、ギアボックス的な使い方をして回転方向を変えたり、速度やパワーの変化を見てきた上で、最後の歯車になるウォームギア。

歯車に見えないこのパーツは、色々と変わった特徴を持っていますが、色々な場面で活躍しそうな優秀なパーツです。

ウォームギアと平歯車の組み合わせ

ウォームギアの特徴として、

力がとても強くなる(かなり減速する)

駆動側から回転させられない

回転方向が垂直に変わる

などがあります。

身近なところだと、扇風機の首振りに使われているとかでしょうか。

車型にした場合、とても遅くなりますが、力が強く多少のことでは止まらない車が出来上がります。相撲などでは強そうです。が、タイヤが浮いてしまうとSpikeの軽いロボットにすら押し返されてしまうという事故も起こり、構造を考えないとダメなのと、EV3のタイヤは微妙だなという結論がでました。

見えにくいのですが、タイヤの内側にウォームギアを仕込んでいます。どちらを前にしても大丈夫なのですが、この場合、後輪駆動で動かした方が安定しますかね。色々とやってみないとわからないというのも面白いところですが、難しいところでもあります。

とりあえず、タイヤの周りを補強するつもりの枠の部分がテコの原理で持ち上がりやすくなっているというのは間違いないと思います。タイヤが浮いたら意味がないんですよね。

ウォームギアの今後の使い方としては、

このような4本で掴むアームを使って、UFOキャッチャーを作って欲しいなと思っています。キットがどれだけ必要になるかわかりませんが。

3.今計画していること

Inventorでデファレンシャルギアとステアリングの機構を取り入れたリモコンカーのサンプル作成

micro:bitベースでライントレース(PID制御にチャレンジ)

EV3かInventorで首振り扇風機のサンプル作成

こんな感じでしょうか。

4.勉強面の話

枚方中学と渚西中学はGWが開けると中間テストが待っています。1学期中間は数学は計算問題が多く出ますし、英語の文法もそれほど増えてなくて単語力と今までの内容で勝負ができるので、点数アップを狙いやすいはずですが、そのためにもこのGWに遊び呆けるか、学校のワークを少しでも手をつけておくか、ですね。

そして、中間テストがないという枚方一中は、範囲がどうなるのでしょうか。

体験授業を実施中です

枚方ロボットプログラミング学習塾では無料で体験授業を実施しております。

興味を持たれた方はお気軽にお申し込みください。事前の問い合わせも可能です。

メール(info@hrktrpg.com)への問合せもお待ちしております。