１０．３ ２代目散歩のお供

③散歩のお供：
ここで使っている車の説明が１０．１、１０．２にあるので、そちらもぜひご覧ください。

前を走る４輪車はリモコンでステアリングと前進・停止を制御する。４輪車が200ms毎に40KHzの超音波を送信するので、後を追いかける３輪車は超音波を受信し、左右の受信器の時間差で超音波の方向を判断する。また、車間を測定するため、３輪車が超音波を発信し、４輪車からの反射音が戻ってくる時間を測定する。
動作の制御は、停止中に車間が大きくなったら前進する。方向は前の車からの超音波の方向を目指す。車間が近づいたら停止する。

孫の反応：
最初に散歩のお供を見せたときは、クネクネ動くのを怖がって逃げて行ったが、それから１年半が経ち強くなってきた。怖がることなく見ているので、「前の車にうしろの車がついてくるんだよ」と言うと「それはわかってる」などと生意気なことを言うようになってきている。

１０．２ ２代目散歩のお供の３輪車

②３輪車：
３輪車はサイズをできるだけ小さくすることを目指して作成した。
後輪のタイヤを小さいものにし、後輪を支える仕組みを作り直すことで、ボディの高さは以前よりもかなり低くできた。後輪は１つの軸に２つついているが、それぞれが自由に軸の周りを回転できるので、曲がりやすくなったはず。
左右の前輪をそれぞれモーターで駆動する。左右両方のモーターで駆動すると直進、片方だけだと右または左に曲がり、左右のモーターを逆方向に駆動するとその場で回転する。

車体の前部左右に超音波の受信器をつける。前部中央には、距離測定用に超音波の発信器をつけてある。
リモコンで直進・右前・右回転・右後・後退・左後・左回転・左前・停止の制御ができる。
４輪車と比べて動きの制御のボタンが多いし、その場で回転もでき、動きの変化も速いので、リモコンで動かすのは３輪車のほうが面白いようである。

最初の動画は３輪車の動作説明、２つ目はリモコンで走らせるデモ。

１０．１ ２代目散歩のお供の４輪車

モーターが４つになったので、車２台で何かやらせることにした。あれこれ考えてみたが良いアイデアがまとまらず、２番煎じであるが、散歩のお供の２代目をつくることにした。

前を行く車は４輪車とし、後から追いかける車は３輪車とする。４輪車をリモコンで操作すると、３輪車が追いかけていく。

①４輪車：
４輪車は、ステアリングとディファレンシャルギアつきのものとするが、以前のものと同じでは面白くないので、メカを作り直すことにした。以前のものはステアリングの部分は左前輪のところに大きな歯車がついていて、左右対称でなかったので、この歯車をボディの中央に持ってくるようにした。本来は、１本のタイロッドで左右の前輪を左右に動かすのだが、レゴのパーツだけでは作成が難しかったので、歯車から左右に１本ずつバーを出し、これで前輪を動かすようにした。バーの取り付け位置の関係で左右のバーが１直線にならず、ステアリングを真っ直ぐにした状態で、左右の前輪が並行でないのが難点であるが、走るスピードも遅いので、走行に問題はない。
ステアリングの位置を管理できるよう、歯車にフォトインタラプタをつけ、回転数を測定する。

また、以前はディファレンシャルギアをレゴの普通のパーツで作ったので、ギアが大きくなり、車輪はバイク用の大きなものしか使えなかったが、ディファレンシャルギア用のギアボックスを入手できたので、これを使いコンパクトに作成できた。タイヤは普通のサイズのタイヤが使える。モーターからの駆動は、前回と同様チエーンで駆動する。

車体の後部に超音波発信器をつける。また３輪車からの超音波を反射する反射板もつける。
リモコンでステアリングの右・左・中央と前進・後退・停止のコントロールができる。

最初の動画は４輪車の動作説明、２つ目はリモコンで走らせるデモ。

８．６ ショベルカー

働く車シリーズでショベルカーを作った。
以前レゴテクニックの8047（ショベルカーのセット）を買ってあったので、バケツやアームなどはほとんどそのまま使うことにした。
モーターで動く部分は、バケツの上下、アームの上下、全体の左右回転の３つ。
バケツとアームの上下は歯車で動かすのは難しく、ひもで引っ張ることにした。（写真４）
アームの上下は、降ろす方は重力で自分で降りて行くので、上げる方だけひもで引っ張る。バケツは上げる方も降ろす方もひもで引っ張らないとうまく動かないため、１本の軸の左右に逆方向にひもを巻きつけ、左側のひもで巻き上げ、右側のひもで降ろすことにした。左右逆方向にひもを巻きつけてあるため、ひもにたるみが生じ、逆に動かす時に動き始めるまでにちょっと時間がかかるのが難点である。

バケツとアームの位置を管理するため、歯車にフォトインタラプタを取り付け、移動量を測定するようにしてみたが、ひもで引っ張っているためか、再現性が低く使えないことが判明した。結局バケツとアームの一番上と一番下の位置にスイッチを取り付け、その範囲だけで動くようにした。（写真５，６）
スイッチはレゴのパーツにメッキ線を巻きつけ、２つのメッキ線が接触するのを検出するようにした。長期間安定して使うことはできないと思われるが、うまく動作している。

歯車の回転数測定からスイッチ方式に変更したため、スイッチや配線ケーブル作成に予想以上に時間がかかってしまった。

全体の左右の位置の検出は反射式のフォトインタラプタを使用した。（写真７）フォトインタラプタをボディの左右に取り付け、右いっぱい、中央、左いっぱいを検出する。

バケツで掬う荷物は、最初レゴの一番小さいブロックを使ってみたが、四角くて角があるため、引っかかって飛び散ることが多くあきらめた。丸いものにしようと考えていて、友人がBB弾を持っていたのを思い出し、少し提供してもらった。試してみたところ、具合が良くこれに決めた。
レゴのブロックで箱を作り、これに入れておく。
トラックもレゴで作成した。

マニュアル動作では、リモコンでバケツの上下、アームの上下、全体の左右回転を制御する。
自動動作では、全体左回転->バケツ降ろす->アーム降ろす->バケツ巻き上げ（荷物を掬う）->全体右回転->バケツ降ろす（荷物をトラックに載せる）、の動作を２回行い、最後は全体が正面を向き、バケツ・アームを巻き上げた状態で終了となる。

動画は２つあり、１番目は動作説明で２番目は自動動作のデモ。

孫の反応
最近はキラキラ光る折り紙で何かを作るのに熱中しており、レゴのおもちゃには興味を示さない。唯一興味を持ったのはBB弾だけ。