カエルロボットをつかってギアをまなぼう!ロボット教室ふじみ野校の生徒さんがカエルロボットを作ってくれました!
- 2019/09/22 更新
ロボット教室ふじみ野校に通っている生徒さんがカエルロボットをつくりました!
今回のカエルロボットでは、カエルの生態についてまなんでから、以前に行ったワニロボットの「滑車(かっしゃ)のしくみ」をギアで応用するといったお勉強をし、実際にプログラミングをつくってうごかしてみるということをしました。
ロボットといえばギアということで、ここから本格的なギアのつかいかたを学んでいきます!
まず、カエルロボットを学ぶまえに、カエルについてのお勉強から始めました。カエルはりょうせい類といったぶんるいの生き物で、おとなになるまでにどんどんからだのカタチが変わるという生き物です。
カエルの卵(たまご)はふつうのどうぶつの卵とちがい、かたいカラにおおわれていません。そのかわり、ゼリー状のようなものでつつまれています。これはりょうせい類のおおきなとくちょうで、サンショウウオというりょうせい類の仲間の生き物も、おなじような卵を産むとくちょうがあります。
カエルの卵からうまれた生き物はカエル…ではなく、オタマジャクシというカエルの赤ちゃんです。このオタマジャクシがどんどん大きくなると、やがて足が生えてきます。さらに大きくなると今度は手が生え、そしてながいしっぽがなくなります。それらの段階をへて、ようやく立派なカエルになるのです。
カエルの生態をお勉強したあとにつくったカエルロボットでは、ギアの性質を参考にしながら、ロボットをうごかしました。
ギアの性質では、おもにトルク(ものをまわす力)と回転するスピ―ド(はやさ)が大きくかかわってきています。下の図でカンタンなギアのトルクとスピードの関係をあらわします。
このように、どちらかがおおきく(つよく)なれば、もう一方はちいさく(よわく)なってしまうという性質があります。
これを決定づけるのが、ギアの歯の数です。
歯の数がおおいギアと、すくないギアが1組あるとします。このばあい、歯の数がおおいギアを一回転させると、歯の数がすくないギアは何回も回転します。そのため、歯の数がすくないギアでものを回すと、ギアそのものが何回も回転するため、すくない力ではやいスピードを生み出すことができます。
反対に、歯の数が少ないギアで歯の数がおおいギアを回すには、歯の数がおおいギアを1回転させるために、歯の数がすくないギアを何回転もさせなければいけないということがわかります。そのため、スピードはおそくても回転にかける力がおおくなるのです。
今回つくったカエルロボットでは、モーターにつながっているギアの組み合わせをかえて、カエルロボットがうごくにはどうすればいいかということを学びました。このギアの組み合わせは、滑車でまなんだ原理とそっくりですね。
これからもギアはどんどん出てくるので、楽しみながらお勉強をしていきましょう!