基本要件

　BグループのCanSatはローバーで地上を走行します。

　今回の機体に求められる要件として、以下のようなものが挙げられます。

　・CanSatの規定に基づいたサイズ(250×150)や重量(1050g)の調整

　・落下や走行での負担軽減

　・安定して制御するための水平走行

機体

今年度はサイズ(250×100)で重量(456g)のローバーの作成を行いました。

基本要件からの対応として以下のことが挙げられます。

・重量が規程の半分以下

・タイヤの素材が柔らかく衝撃を吸収

・ぷちぷちを張ることでの衝撃緩和

・姿勢維持のためのスタビライザーを設置

採取機構

今回は、目的地のサンプルを採取するというミッションがありました。

採取機構では、綿棒をサーボモーターに直接固定して採取することにしました。その固定器具として綿棒の棒の大きさに合わせたものを３Dプリンターで作成。そして、2か所で採取するという課題のため、交互に置くことで幅の短縮を行いました。

実際に採取機構が動作しているシーンが以下の動画になります。

©2021未来大学プロジェクト学習15

機体の経緯

初めの機体は、サイズ(250×150)で重量が作成途中で800gを超え、モーターが重量に耐えられなくなりました。機体の詳細としては以下になります。

・堅牢性を持たせるため、5.5mmのMDFにM6のボルトで固定し土台を作成

・３Dプリンターでバッテリーやモーターの固定器具を作成

・基盤保護のため2.5mmのMDFでカバーを作成（温度調節のための穴を形成）

1つ目の機体を作成することでいくつかの問題点が判明しました。

・モーターで動かせる重量が軽量の物だった

・機体の重量が重すぎる

・機体の高さが高すぎる

　上記の問題点からの変更点として1番大きいのは、モーターを小さくて強力なものに変更することです。これは、土台以外で最も重いのがモーターであるにもかかわらず、動かせる重量が少ないためです。よって、値段的に高くても軽量で強力なものに変更しました。

　モーターが小さくなることで、変化したものとしてモーターの固定器具が挙げられます。モーターの固定器具は最も多くの変更があった部品となります。これは、機体の高さや土台の制限を受けたため、いくつもの試作品を作成したためです。

以下が固定器具の写真になります。

最初に作成した、モーターとバッテリーを共に固定する器具。

2つ目として、モーターの横にバッテリーを置くことで高さを抑えることを目的に。

3つ目として、モーターの変更が入り固定器具の縮小に成功。そして、バッテリーは別途固定。

4つ目として、さらに高さを減らすために上の部分を除去し、土台で支えるよう変更。

最後に、横の幅を狭めるためバッテリーが入るように空間を開け、モーター入れが作成。

上記にあるように、問題を一つずつ潰すことで土台の大きさを格段に縮めることに成功しました。以下が比較写真となります。

　基盤などはありませんが、高さや重量は大きく減少したと言えるでしょう。残りの変更点としては、以下のものがあります。

・MDFを2.5mmとし、M３のボルトを使用

・MDF自体にバッテリーを固定

・基盤保護に薄いカバーを採用し全体を保護

採取機構の経緯

　初めは、機体自体が大きかったこともあり、綿棒を垂直におろすことで採取を行うという案がありました。

以下の写真では、左が初めの案でギアを用いて綿棒を下すというものです。これは、重さや扉を開ける動作などが難しく作成しませんでした。

そして、右側が二つ目としてギアを噛ませて綿棒と扉を開けるというものです。しかしこれは、ギアの噛ませやスムーズな回転などと課題が多く扉を開けるという機構を除去することになりました。

今後の課題

・タイヤとカバーの間に落ち葉が絡まる問題

・採取機構におけるカバーの取り付け