サーボモータ / 4 節リンク機構 (等長リンク)

前回はサーボモータ・ドライバを作りました。

サーボモータだけギコギコ動かしていてもつまらないので、簡単なリンク機構を作って遊んでみようかと。いや、俺、ロボットとかにはあまり興味ないんですけど。

等長リンク (平行リンク)

等長リンク機構

相対するリンクの長さが等しい、単純な等長リンク機構。

リンク機構の詳細についてはグーグル先生に尋ねて下さいませ。
が、簡単にいうと、等長リンクでは、駆動リンクと従動リンクは対称性を保ち、同じ角度で動きます。中間リンクは、上下に移動しますが、固定リンクと平行に保たれます。

駆動はサーボモータ SG90 なので、駆動リンクは 0° から 180° の範囲でしか動きません。実際には、0° と 180° の位置が思案点になるので、まぁ 10° から 170° ってあたりが限界ですかねぇ。

従動リンクの P 点の座標を求めてみます。

固定リンク a、駆動リンク b、中間リンク c、従動リンク d としたとき、等長リンクでは、

a = c
b = d

また、従動リンクの角度 β は、駆動リンクの角度 α と等しくなります。

したがって、駆動リンクのジョイント Q 点の座標 (Qx, Qy) は、

Qx = b cos(α)
Qy = b sin(α)

従動リンクのジョイント P 点の座標 (Px, Py) は、

Px = a + d cos(β) = a + b cos(α)
Py = d sin(β) = b sin(α)

となります。

なお、α が 0° または 180° の思案点から、Py がマイナスになってしまう状態は考慮していません。実装するときは、思案点でとまらないような配慮が必要ですね。

等長 (平行) リンクは、それ単独で使われることは少ないのかもしれません。けど、複雑な機構のなかで、ここ平行じゃね？ってところがあったりします。みつけられたら、動きがみえてくる、かもしれませんね。