親子の時間研究所

[工作動画]ロボットアームを自在に動かす油圧式ダンボールロボットアームを作る

工事現場などで活躍するパワーショベルやロボットアームは「油圧」というモーターとは違った原理で動いています。

今回は実際の工事現場などで活躍するロボットアームと全く同じ仕組みの「油圧式ダンボールロボットアーム」をイチから作ります!

油圧式ダンボールロボットアームに必要な材料と道具

[材料]

  • ダンボール✕複数枚
  • 注射器✕8
  • 透明なチューブ50cm程度✕1
  • 銅線✕20cm✕1
  • 使わなくなった電池✕1
  • 竹串✕数本
  • プラスチック紐✕数本
  • サラダ油✕200ml程度

[道具]

  • カッター
  • ニッパー
  • グルーガン
  • ドリル
  • 定規
  • 鉛筆
  • 水彩絵の具

注射器はバラであれば100均一などでも売られています。
この注射器の先端部分と同じ大きさの透明なチューブは、ホームセンターで売られているので、そういったお店をめぐりながら材料を買い揃えてみてください。

1.4種のパーツをダンボールから切り出す

  • (A)底辺4cm✕高さ8cm✕上編3cm程度の台形✕2
  • (B)2cm✕10cm程度の細い長方形✕2
  • (C)2cm✕15cm程度の細い長方形✕2
  • (D)1cm✕1cm程度の小さい正方形✕4

A~Dまでのパーツを上記と画像を参考に切り出す。

2.1のパーツを組み合わせアームを作る

まず下記を参考に、それぞれのパーツに穴をあけてください。

[各パーツの穴あけ箇所]

  • [1] Bパーツ上辺中央から0.5cm程度の所
  • [2] Bパーツ下辺中央から3cm程度の所
  • [3] Cパーツ上辺中央から0.5cm程度の所
  • [4] Cパーツ下辺中央から0.5cm程度の所
  • [5] Aパーツ上辺中央から0.5cm程度の所
  • [6] Dパーツの中心

注射器を間にはさみながら(ここでは注射器を固定しません)、2つのCのパーツを[1]の穴に竹串を通し固定します。

次に[2]に竹串を通し[3]と重ねます。
[3]を重ねたら、その部分にDを

次にCのパーツの[4]の部分に竹串を通して、その上からDで覆(おお)い、接着剤で固定します。

最後に[4]と[5]が重なるように竹串を通し、やはりこちらもDで覆い接着剤で固定し「アーム本体」がほぼ出来上がりました。

3.アームの底と重しを作り、アーム本体にくっつける

Dパーツの底部分を覆うぐらいの多きさのダンボール「D」とそれよりもやや小さいアームの中に入るダンボール「F」✕2を切り出してください。

アームの底部分にグルーガンでDを固定し、2枚重ねたFをアーム内部にグルーガンで固定します。

4.2本の注射器に穴をあけ、さらにプラスチック紐を注入口に固定する

2つの注射器のお尻にあたる部分に、ドリルで穴をあけます。
さらに注入口の真下にプラスチック紐を使って小さな輪っかを作ります。

5.アーム本体にさらに穴をあけ、その穴と4のパーツをアーム本体に固定

  • [7] Cパーツ下辺中央から3cm程度の所
  • [8] Cパーツ下辺中央から4.5cm程度の所

アーム本体に[7]と[8]の穴をあけ、さらに4で作った2つの注射器の1本の穴とアーム本体の[8]の穴を重ね、プラスチック紐で作った輪っか部分を[1]の竹串に通します。

残りの1本の注射器の穴と[7]を重ね竹串を通し、プラスチック紐の輪っか部分を[4]の竹串に通します。

余った竹串はニッパーでカットし、接着剤で固定します。

6.3種のパーツをダンボールから切り出し、竹串と銅線で固定する

  • (E)コの字状のパーツ✕2
  • (F)ダイヤモンド型のパーツ✕1
  • (G)1cm✕2cm程度の細い長方形✕2
  • (H)1cm✕1cm程度の小さい正方形✕2

E~Gのパーツを動画を参考に切り出し、次の部分に穴をあけてください。

  • [9] Eの右部中央の底辺から0.5cmの所
  • [10]Eの右部中央の底辺から1cmの所
  • [11]Eの右部中央の底辺から0.5cmの所
  • [12]Fの左上部分から0.5cm下の所
  • [13]Fの右上部分から0.5cm下の所
  • [14]Hの真ん中

片方のコの字状パーツ[9]と[12]の穴を重ね、竹串で通します。
残りのコの字状パーツ[9]と[13]も同じく穴を重ね竹串で通します。

それぞれの[9]の上にHのパーツを重ね[14]の穴を通し固定。

次に2つの[11]部分に折り曲げたGを重ね、竹串を通してアームカバーを作ります。
そして2つの[10]にはそれぞれ銅線を通しておきます。

最後に竹串ををキレイに処理して、接着剤で固定してください。

7.6の銅線を注射器の押手に固定する

ドリルなどで注射器の押手の部分に銅線がちょうど入る穴を2つあけます。
穴をあけたら、2つの穴に銅線を通し、ニッパーで軽く曲げて固定します。

これでアーム本体の完成です!

8.20cm✕20cmのダンボールの真ん中に電池を通し、その上にアーム本体を乗せる

20cm✕20cm程度のパーツを2枚切り出し、そのパーツを重ねます。
重ねたダンボールの真ん中に電池が入るぐらいの穴をあけ、グルーガンでしっかり固定。

さらにアームの底部分にも電池が入るぐらいの穴をあけ、すっぽり被せてアームがハズれないようにしてください。

9.アイスの棒と注射器に穴をあけ、ダンボールも切り出す

まず13本のアイスの棒と5本の注射器にそれぞれドリルで穴をあけておきます。

  • [15]アイスの棒の上端から0.5cmの所
  • [16]アイスの棒の下端から0.5cmの
  • [17]アイスの棒の中心
  • [18]注射器のお尻部分

次にダンボールを下記の通り切り出してください。

  • [I]10cm✕10cm程度の正方形✕1
  • [J]1cm✕5cm程度の細い長方形✕2
  • [K]1cm✕1cm程度の小さな正方形✕20

最後にJとKを2枚ずつ重ねます。
Kは全部で同じパーツが10個出来上がるはずです。

10.アーム本体に油圧ポンプを固定

Jのパーツを9で穴をあけた2枚のアイスの棒ではさみ、その片側に同じく9で穴をあけた注射器のお尻部分とアイスの棒の穴を重ね、竹串と接着剤で固定します。
(余った竹串はカット)

作った油圧ポンプのダンボール部分をアーム本体に固定。次に注射器の注入口の部分にプラスチック紐で輪っかを作り、その輪っかに銅線を通して、アームの底部分と固定します。

11.油圧ポンプを4セット作る

Kを2枚ずつ重ねたパーツをアイスの棒の両端に固定し、もう片方のアイスの棒ではさみます。
またその中央にあけた穴と注射器の穴を重ね、竹串を通し接着剤で固定します。
(余った竹串はカット)

これを4セット作ります。

12.11とIを組み合わせて操縦桿を作る

  • [N]10cm✕2cm程度の細い長方形✕1

NをJの片端にくっつけ、さらに11で残ったアイスの棒を半分にカットし画像のように左側に2つ、右側に2つグルーガンでくっつけます。

最後にそれぞれの穴に10で作った油圧式ポンプを2個ずつ竹串を使って通し、アイスの棒を引っ張ると注射器も動くようになっていたら操縦桿の完成です。

13.油に絵の具を混ぜ、それぞれの注射器に装填し、透明なチューブでつなぐ

操縦がわかりやすくなるように油に絵の具を混ぜて、5色の油を作りましょう。
次のように注射器に油を入れると操縦がわかりやすいですよ。

  • [オレンジ]操縦桿1本目とアーム下の注射器
  • [ブルー]操縦桿2本目とアーム上から2番目の注射器
  • [グリーン]操縦桿3本目とアーム上から1番目の注射器
  • [イエロー]操縦桿4本目とアーム上から3番目の注射器

最後に同じ色の油が入った注射器の注入口同士を透明なチューブでつなぎ、レバーを動かすことでロボットアームが動いたら、完成!

ゆっくり作れば君ならちゃんと出来るハズ!

1つずつ手順を確認しながら作らないと混乱してしまいますが、逆にいえば手順さえ間違っていなければ、動画と同じロボットアームが作れるということ。

作るのは確かに難しいですが、工作に必要なテクニックは「根気」だけ。

ワンランク上の工作にチャレンジしたい君も、慎重にやればこれぐらい作れるハズ!

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