必要要件
0
- 昨年の作品「ボロノイの玉」が５ｍの高さだったので１０m位を目標にしたい
→後日、最優秀賞が”エッグドロップ”だったことに気づいた。目標をその記録高さ１３ｍ超に修正。
- 自然落下の時の着地点の速度を求める
mgh＝1/2・mv^2 から
v=14m/s＝約50km/h…すごく早い
高さ5mだと約36km/h…それでもまあまあ早い
- 空気抵抗を考えていないので、実際にはもう少し遅いか。
- クッション性がそこそこでもある程度の減速は要るのではないか。
FAB 3D Contest 2017: Category5 Egg drop package [ファブ３Ｄ]
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License
FAB 3D Contest 2017: Category5 Egg drop package [ファブ３Ｄ] by ShinkD is licensed under the Creative Commons - Attribution-NonCommercial-ShareAlike license.
Summary
命名「かえで」
ゆっくり落ちるようにするために楓（かえで）の種子を真似ました。減速の効果の程がどうかは分かりませんが、平面部を大きく取るれたのでプリントがしやすくなり、厚肉部を前縁だけに設けることで羽根の強度アップと軽量化を同時にできました。あとで知りましたが生物を真似ることをバイオミミクリーというそうです。
地面に衝突する際のショックを和らげるためにピストン状のショックアブソーバーを選択しました。
また、卵を板バネでそっと包むことでコツンと当たって割れるのを防いでいます。
ゆっくり落ちるようにするために楓（かえで）の種子を真似ました。減速の効果の程がどうかは分かりませんが、平面部を大きく取るれたのでプリントがしやすくなり、厚肉部を前縁だけに設けることで羽根の強度アップと軽量化を同時にできました。あとで知りましたが生物を真似ることをバイオミミクリーというそうです。
地面に衝突する際のショックを和らげるためにピストン状のショックアブソーバーを選択しました。
また、卵を板バネでそっと包むことでコツンと当たって割れるのを防いでいます。
Materials
Tools
Blueprints
Making
構想
0・減速が必要 以下のいずれか（１）パラシュート…プリントしにくい。もしできても大きすぎ（２）羽根…結構な大きさでないと効かない？・Falcon9のイメージ？・一方向に滑空させる？（３）ひらひら落ちる種子の様な構造…難しい→クッションの向きが多方向に必要…結局玉になる・クッションが必要 以下のいずれか（１）ばね、とげ（ボロノイと同じ考え）、（２）軟らかい材料、ゲル…プリントできない（３）クラッシュゾーンを設ける…再利用できない（４）サスペンション…オイルダンパーとかシリンダーの様な構造スケッチ
0- 翼で減速
- 筒の中に内ケースがあり、その中に卵を入れる。
- 着地後はエアを排出しながら内ケースが筒の中を下降し、筒の底に軟着陸。
- 複数の排気穴を上の方に多く、下に行くほど少なく設ける。または穴の形状を細長くし、上が太く下が細い傾斜を付ける。底付近は排気穴が無くてもいい？
・着地した瞬間の衝撃が一番大きいので、それを避けるため最初はあまり減速させず、下降の間に徐々に減速する。・着地のショックを和らげるための足またはクラッシュゾーン。・落下中に内ケースが勝手に下りると困るのでラッチを付けて軽く保持。ラッチは内ケース側にポッチ（凸部）を付けると着地後の抵抗になるので、内ケース側が穴（または凹）外側が凸【結果】
0
R3
0R5
0【問題】- ピストンの動きがスムーズ過ぎて、着地時のショックアブソーバーとしての働きがあまりなさそう。
【対応】- ピストンの摺動部の厚みを増やした。
- クリアランスを詰めても摺動抵抗が増すだけで、エアークッションの働きは大きくならないが、ピストンの摺動方向の厚みを増すと、その隙間を通る空気への抵抗が増えるため、クッション効果が増すと考えた。ベルヌーイとか流体力学的な検討は不明。むしろ管路抵抗や電気抵抗などの考え方から類推。
- ストロークも７０ｍｍ程度から１００ｍｍに延長。
R6
0【問題】- 羽根のジョイントの重量が重そう。軸を６ｍｍまで大きくしたが、それでも軸受けの割れが発生。
- 卵を支える板バネのプリント不良と積層面折れの問題が止まらない。板厚を増やしたり断面形状を微調整したりしたが解決できない。
- 羽根のジョイントの重量が重そう。軸を６ｍｍまで大きくしたが、それでも軸受けの割れが発生。
- 約2ｍから落下テスト 2017年10月9日【結果】成功
- 約3.8mからテスト 2017年10月9日【結果】成功
- 約7.3ｍからのテスト 17年10月12日【結果】成功。機体も無傷。ただ、翼は端が薄いので、最後に倒れた時の衝撃で端の方が割れている。積層面から割れている。再プリントは要らないレベル。
R7
0【問題】・衝突時にはエアーが圧縮されていないので、抵抗がほとんど無いため。実際に手でピストンを押してもほとんど手応えがない。【対応】・衝突時のショック防止のため空気を余分に漏らす目的で設けていたシリンダ内壁にの凹みを削除した。・シリンダのクリアランスを片側0.1㎜小さくした。【結果】・結果クリアランス０．２になったが、ほとんど滑らないので０．３に戻す。・内壁は平坦を維持。・０．２５もテストしてみたが、これもかなりきつい。・シリンダチューブのプリント状態によってもかなりの差がでる。・空気を制御するレベルの調整はこのプリンタでは厳しそう。- 約16.5ｍからのテスト 2017年10月13日【結果】
- 成功。卵は無事。
- 機体のシリンダー部分が折れた。ビデオで「これ、でも…」とつぶやいているのは。「これでも成功といっていのかなあ」という心情の漏れです。
- 羽根は飛び散っているがアリ溝が外れただけで済んだ。
- 当日は風が強かった。ただ、何度かスロー再生してみると、風にあおられた様にも見えるし、回転が上がり過ぎて失速しているようにも見える。高さに怖気づいて羽根を６枚に増やしたが、よほど無風でない限りは、３枚でいいように思った。
- 地面への衝突角度は４５度位傾いており、シリンダーが縮む前に折れている。卵を保持する板バネの効果もかなり効いている様に思う。
- 適当に撮った動画ばかりで、皆さんのように「卵を入れるところから取り出す所まで」撮れているのがありませんでした。失格にならないように上げておきます。 17年10月17日
References
Usages
Project comments
Comments