リンク機構の有名な作品と言えば、テオヤンセンリンク機構だろう。芸術性でいえば、エンジンも同様にてこクランク機構であるため、リンク機構の応用と言える。動きとして面白いのはテオヤンセンリンク機構であるため、ラピッドプロトタイプを作成していきたい。
理論を学ぶ
テオヤンセンリンク機構の理論に関しては、すでに計算からシミュレーションまでやられている。ここは先人の知恵を借りて、楽していきたい。すでにテオヤンセンリンク機構のリンクの長さは計算されている。比率であるので、そのまま長さとして利用してもよいが、簡単には回転半径に合わせて規格化するのがいいだろう。ジョイントの大きさが5mmであるため、ジョイントを含めて3cmであると、ほかの部分との動かし方がわかりやすい。
各リンクの長さを整理した。aとlは今回利用しない。うまく貼り付けられなかったので、画像データで貼り付けた。
テオヤンセンリンク機構を作る
4節リンク機構を作った際に、作り方はまとめた。細かい話はそちらを参考にしたい。ジョイントの作成と、接続を記載している。
リンクを早速画用紙から切り出した。AとLに関しては、切り出してから利用しないことがわかった。4節リンク機構と異なり、切りのいい長さでないため、ジョイントの中心位置は注意する。
各リンクをジョイントで接続し、テオヤンセンリンク機構ができた。早速動かしてみるが、動かし方には注意がいる。回転体であるM軸を原点に固定することは、理解できると思う。しかしながら、ものというのはこのままでは動かない。力の伝達に対して、さらに固定される点がないと、そのままくるくる回転するだけである。そのため固定点がもう1点必要になる。その点はB、C、Dの交点のジョイントになる。
つまり、回転軸の原点とBCDのジョイントを固定することで、力の伝達と拘束が働き、動作を行うことが可能になる。それでは早速動かしてみよう。
テオヤンセンリンク機構の動きを確かめる
テオヤンセンリンク機構を動かした。回転軸であるM軸を原点に固定し、BCDの交点を固定した。M点を回転させながら動作させることで、かにの足のような動きをしていることがわかる。BED、GIHはトラスを形成しており、形が変化しない。CDFG、KJBCは4節リンク機構だ。テオヤンセンリンク機構は、トラスと4節リンク機構を組み合わせたものだということが明らかになった。
簡単な構造を工夫することで、動物の足のような動きを作り出すことが出来、非常に面白い。
まった今度をおっ楽しみに～。ばぁい。
