3Dプリント 卓球マシン 壱号機 その④ 撃ってみたよ

選手目線の配球動画を撮りましたので公開します。

打ち出し高さは、中学生の肘の高さに合わせています。

最初は30%球速のストレート

途中から　右回転のスピンボール　選手目線では中央付近のコートにやや左側に曲がりながら飛んできて着点後左側に向かって飛んでいきます。(この時のスピン強度は30%)
後半の数発は左右に速度70%で打ち出しています。

今度全速100%球速と１００%スピン( カット球)を撮影してきます。


現在の課題は、ネットにかかる場合があるので打ち出し角度を見直します。

3Dプリント 卓球マシン 壱号機 その③

ついに完成しました!

この卓球マシンの主な使用方法は、レシーブの練習..特に苦手な球種、コース、スピンボールを何度でも正確に再現できますから、ターゲットの球種を絞って攻略方法を考えるツールになると思います。

もちろん球速を抑えた、ふんわり浮いた玉も出すことができますので、選手の練習に柔軟に対応可能です。


すでに市販されている2万以下のモデルでは、左右の配球は可能ですが単調な間隔と
緩い球速のため限られた使用方法しかできないと考えました。

本機は、最大打ち出し速度は理論値(100km/h以上)で動体視力と反射神経が試されます。　

動画では伝えきれないとは考えていますが、先日体育館で動画を撮影しましたので近いうちに選手目線での動画を公開したいと思います。


さて，ここで本機の特徴である「シーケンス動作」について説明を加えたいと思います。

本機は、打ち出し間隔、打ち出し速度、　スピンの有無　スピン時のスピン強度とスピン角度
左右打ち出し角度、上下(チルト)角度を、1ステップとして１６ステップをプログラムし、これを順番に実行します。これをシーケンス動作といいます。

これをどのように使うかというと、

例えば　左コートにふわっと浮いたカットボール(スピン)を放り、０．５秒後に右コートに　球速100%で直球を打つ..　つまり実戦における厳しい状況のシミュレーション(再現する)ができます。



販売価格等は近日お知らせいたします。

基本機能

1) 最大打ち出し速度(設計値理論値)　33m/秒　118km/h
2) 最小打ち出し間隔0.3秒　(実測値)
3) 左右打ち出し角　　±30度(左端から右端まで60度)　
4)上下方向 ±20度　(上端から下端まで40度)　
5) 速度指定　0%(停止)-100%(全速)
6) スピン(カット球)　0%(]スピン無し)　100%スピン　スピン角度は　打ち出し進行方向に時計回りに角度を指定可能　(時計0時位置が0度)
例　0度=トップスピン  180度　バックスピン

7) 動作モード　
ビギナー、ミドル、エキスパート、マニュアル(ユーザープログラム)
16ステップのシーケンス動作が可能

8) 人検出センサーによる自動スタート(オプション)
卓球台の前に立つと自動開始

9) 搭載玉数　未定　(24-100球)　搭載バケットオプションにより変わります。
また自動供給機リリース予定(オプション)


10) 電源　直流12V 消費電力　約25W
カーバッテリ　40Ah における連続稼働時間　10時間以上(理論値)

3Dプリント 制御ボックス

卓球マシンに使用する予定のArduinoですが、表示(LCD)とスイッチが一体になった拡張ボード(Arduinoではシールドと呼びます)の使用できる汎用のボックスを造形しました。

中に10mmほどの高さの空間を確保してありサンハヤトの70x50mmの穴あきベーク基板を組み込めるようにようになっています。

ここにオリジナルの基板を実装すれば、いろいろな応用がききますよね。


もちろんいま作っている卓球マシンにも使用する予定です。

また、サンハヤトの汎用基板サイズに合わせたボックスを何種類か考えていますので気になる方はチェックしてみてください。

3Dプリント 卓球マシン 壱号機 その②

なかなか進まない一号機ですが、首振り機構を追加しました。

目的は、カット玉の小競り合いの後のスマッシュを想定して、相手コートの左右どちらかにスピンカット玉を山なり(打ち出し角を水平より上向きに遅いスピードで送ったらその0.5秒後に、
早いドライブ玉を相手の反対コートに入れる..

文章で書くとややこしいので　後で動画をアップしますね..


ということで、その首振り機構ですが、サーボモーターを使用しました。
理由は方向角、仰角ともに角度の再現性が望めることですが、　機構が複雑になり故障が増えるかもしれませんね。

ただ最近ではサーボモーターも価格がこなれてきて入手も簡単(Amazonで買えます)
壊れたら交換すればいいのではないかと割り切りました。

上部に100球ほどのストック  一個4gですから　合計400gを頭にのせて首を振るので回転軸には玉軸受で支え小さなサーボモーター左右の振りを可能にしました。
ただしチルト(上下)方向は、　速い打ち出し速度のためにモーターが３個がバレルの先端についているのでかなりバランスが悪く、小さなサーボモーターで上下は無理でした。　ここのサーボは少し大きめのサーボと交換して解決です。

あとはソフトを手直しして完成です。　あともう少し..

首振りの様子はこちらから

3Dプリント 卓球マシン 壱号機 その①

ようやく3D形状stlデータが上がりました。

毎回くっついてないところがないか心配になります。

時間をかけた造形物が見た目はくっついているように見えて3dデータ通り別部品になっていて(コレはコレですごい精度!)ポロッと取れてしまう..てことを何度か経験すると学習というかトラウマになりますね。

そのガッカリ感は精神的ダメージが大きい..

..でも世の中には、便利な瞬間接着剤があり、そしてプラリペアという優れものもあります。
そしてこの接着剤はABSと超相性がよいのてす。

これに何度救われたことか..

ところでこんな複雑な形状は、精度を保ったまま3Dプリントできるのか....?

3Dプリント 卓球マシン 初号機 その②

一号機の機構がようやく決まりました。


機構が決まっても実際に動かしてみるといろいろ問題点も出てくるあたりは、世にある製品と何ら変わるところはありません。

こんな単純なメカでも、ここに至るまでに三回ほど打ち出し部を試作しています。

下記画像は、初号機の基本性能を確認するためのものですが、モーターのトルク特性から打ち出し速度90km/hの仕様で各寸法を決めました。

実際は　打ち出しの時にドライブホイールの滑り損失からそんなには出ないだろうな..と考えていましたがどれぐらい低下するかは実際に作ってみないとわかりませんからね。

さて取得できたデータから一号機のスペックを決めていよいよ組み立てです。

3Dプリント 卓球マシン 初号機 その①

3DプリントのABS成型の精度というか熱収縮の補正方法が掴めたので、ある程度メカっぽいのを..

ということで　卓球マシンを作ってみました。　

初号機の仕様は打ち出し速度90km/h以上 スピンは全方向。首振り機構はなし。
でも意外と早い速度で強力スピンをかけられることは確認しました。
コントローラは　Arduino + サーボ　+ DCモータ..

スピードガン計測では、今のところ打ち出し後約2.5m飛んだところで55～65km/hでばらつきます。
初号機の構成ではこれ以上の球速が望めなさそうなのでただいま一号機を試作中..

目標は100km/h以上。試した感じでは打ち出しモーターは大きければよいってものでもないみたいですね。特にピンポン玉の表面の汚れの影響大..　スリップしちゃいます。

もう少しで一号機が完成します。
こちらは　首振り　(上下、左右) 付きです。

初号機の動画はこちら