小学生の夏休み自由研究向け工作★ロボットの簡単な作り方

   

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自由研究でロボットを作る場合、そのやり方は2通りに分かれます。

 

一つは組み立てるだけで簡単に作れるキットを購入する方法、

もう一つは最初から最後まで自力でロボットを作る方法です。

 

実際のところは、キットの方が失敗も無く組み立てられますし、

見栄えだって良いでしょう。ですが、それはただの工作です。

 

自由研究は出来る出来ないではなく、作る過程にこそ重点を置くべきなのです。

ということで今回はキットなどを使わず、

一からロボットを作るやり方をご紹介していきたいと思います。

 

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1 マリオネット・ロボ

 

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_m4b444d15

 

『ロボット』を名乗る以上、動かなくてはロマンがありませんよね。

ですがキットを使わないと宣言した手前、

モーターなどとは異なる動力源を探さなくてはなりません。

 

動力源の候補としてはゴムや磁石などが挙げられますが、まずは手っ取り早く

手で動かすロボット……みたいな操り人形(笑)を作っていこうと思います。

 

【材料】

・牛乳パック(1Lを2個、200mLを4個)

・ヨーグルトカップ

・ヒートンネジ(最も小さい物を8個。100円ショップやホームセンターなどに売っています)

・タコ糸(5m程)

・ゼムクリップ(3個)

・画びょう(2個)

・ハサミ、カッター

・接着剤

・ホチキス

・千枚通し

 

【作り方】

(1)牛乳パック(1Lの方)を1個開き、下図のように『目』『はどめ』

『胴体の屋根』『あやつり』となる部分を切り抜いていきます。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_7403ebd5

(2)ここから胴体作りに入ります。

もう1個の1L牛乳パックを底から10cmの所で切り離し、

切り離した部分に内側からヒートンネジを2つ差し込み、接着剤で固定します。

ネジを差し込む場所は下図をご参照下さい。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_5aba4080

底にも外側からヒートンネジを2本差し込み、内側から接着剤で固定します。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_3daad9d2

(3)次は腕を作ります。

牛乳パック(200mLの方)を2個、下図のように切り取ってフタを開きます。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_m1b854e64

(4)胴体から飛び出しているヒートンネジの先端にこの牛乳パック2個をねじ込み、

はどめを差し込んで接着剤で留めます。フタも閉じてセロハンテープで塞いでしまいましょう。

更に腕の先にも、それぞれヒートンネジを差し込んで接着剤で固定します。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_m79f205d1

(5)腕と胴体がくっ付いたので、ここに足を取り付けていきます。

残った200mL牛乳パック2個の上と底にそれぞれヒートンネジを差し込み、

接着剤で固定します。

そして足の上のヒートンネジと、胴体の底のヒートンネジをたこ糸で結びます。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_m61557b01

(6)最後は頭を作ります。

ヨーグルトカップにシールやペンで目を描き、耳は画鋲で表現します。

 

そしてカップの底に穴を開け、タコ糸を1m程通し、

抜けないように内側にゼムクリップを結びます。

胴体にフタをはり付け、その上に頭を接着します。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_44d96172

(7)これでロボット本体が完成しましたので、このロボットを操る部品を作ります。

あらかじめ(1)で切っておいた『あやつり』部分を2つに折り、ホチキスで留めます。

これを2つ作って重ね、中心にタコ糸をとおす穴を開けます。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_65094e48

(8)ゼムクリップを結んでおいたタコ糸を穴に通し、

またゼムクリップを結びます。

そのゼムクリップにロボットの頭から伸びるタコ糸を結びつけます。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_m257311af

(9)左右の手足のヒートンネジに、タコ糸を1m程結びつけます。

それらのタコ糸をあやつり部分に下図の通りにホチキスで留めたら完成!

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_m203b01aa

出典:www.meg-snow.com

 

あやつり部分を動かすと連動して手足が動きます。

初めはぎこちない動きですが、慣れてくればまるで生きているかのように

操縦する事が出来ますよ。ロボット……操縦……良い響きです!(笑)

 

2 ゴム動力ペンギン

 

 B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_164fbee

 

人力も良いですが、どうせなら自動でガッチャンガッチャン動いてほしいところ。

本格的な物を作るとなるとモーターだ電池だとお金がかかりますから、

安価で手に入るゴムを動力源として動くペンギンロボットを作ってみようと思います。

 

(1)割り箸を長短2つに切り分けます。短い方は約25mmになるよう切って下さい。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_m4578a929

(2)ろうそくを1cm程カットし、中の芯を抜いておきます。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_5a232659
(3)下図のように輪ゴムを糸巻とろうそくに通し、両端を割り箸に引っかけます。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_5ca1a106

(4)短い方の割り箸はセロハンテープでしっかり固定しておきます。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_29f932b6

(5)紙コップを下図のように切り抜き、ペンギンを描きます。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_56cc41c3
(6)長い方の割り箸を40~50回程巻き、その上からペンギンを被せます。

そして割り箸を離すと動き出します!

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_4182c3d5

出典:kids.gakken.co.jp

 

ゴムが元に戻ろうとして割り箸と糸巻に力を加えるのですが、

割り箸は地面に当たるばかりで回らないため糸巻だけがタイヤのように回転し、

紙コップを前へ前へと押していく仕組みです。

 

実際どのくらいの勢いで動くのかは作ってみてのお楽しみという事で、

是非お試しあれ。

 

③輪ゴムエンジン

 

ロボットだけでなく車や飛行機もそうですが、

人の手が触れずに動く物には必ず動力源・エンジンが搭載されています。

 

『自動』というのはつまるところ、

その動力源が人の代わりに働いているという事なのです。

 

ではその動力源はどのような仕組みで、どうやって動いているのでしょうか。

最後はゴムを使って、ロボットの核とも言えるエンジンを作ってみたいと思います。

 

(1)セロハンテープの芯に輪ゴムを6本、同じ角度でかけます。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_m50be0cc9
(2)爪楊枝の両端を尖らせ、輪ゴムが集まっている中心に突き刺します。

接着剤で固定するのを忘れずに。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_45ac8dd3

(3)土台に粘土を準備し、そこにフォークを2本突き刺します。

そしてフォークの隙間に爪楊枝を引っかけます。

するとハムスターがよく使う『回し車』に似た装置が出来ると思います。

 

これこそが輪ゴムエンジンなのです!

輪に粘土を少しくっ付けたら、輪の片側をドライヤーで温めましょう。

 

すると風で回さずとも、温めるだけで勝手に輪が回転するのです。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_m63d90839

 

このエンジンはゴムが熱を加えると縮むという性質を利用しており、

ゴムが一方だけ縮む事で均等だった輪の重心がズレてしまい、

重くなった方が下がってしまうのです。

 

すると輪が少し回転して温められる場所が変わり、また重心がズレて少し動きます。

これを繰り返す事で、輪が独りでに動き出すのです。

 

繰り返しますが、決してドライヤーの風で動いているわけではありませんよ。

B 夏休み 自由研究 工作 ロボット_html_m7171f35f

出典:kids.gakken.co.jp

 

最初はこのように簡単なエンジン製作しか出来ませんが、

知識を身に付けていく内にもっと複雑で高性能なエンジンが作れるようになると思います。

 

そこから更に発展して、ASIMOのような人型ロボットに搭載する

エンジン作りに携わる事になるかもしれませんよ?

 

レポートや用紙にまとめて学校に提出する場合は、

ドライヤーの熱でどのくらいの速度が出るのか、

温度によって回転速度が変わるのかなどの変化を上手くまとめると良いですね。

 

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