リンク機構の作り方

[asapyon1226]

自転車の後ろ変速機の調整について解説するために簡易的なモデルでアニメーションを制作しようと考えています。

平行四辺形のリンクの軸ＡおよびＢには引きバネが掛かっていて、ネジが二本刺さった部品を起点に赤矢印の方向へ回転しようとする力がかかっています。平行四辺形のリンク自体に可動範囲の制限があります。調整ボルトCを目一杯緩めると可動範囲まで赤矢印の方向へ回転します。ここから調整ボルトＣを締めていくとＤ部でリンクに当たり、さらに締めると今度は青い矢印の方向へリンクが動きます。

というのを作ろうと試行錯誤していますが、なかなかうまく行きません。アドバイスをお願いします。

[adachitech7]

@asapyon1226 さん、こんにちは。

まず最初にコンポーネントを「固定」拘束するのではなく、位置固定ジョイントで原点との間に剛性拘束を付加するようにしました。このアセンブリを他のファイルでコンポーネントとして使う場合はこうしておく方が色々と確実です。

次に回転ジョイントに最大値の制限を加え、同じ角度でレストするように設定します。

これでバネが効いている状態を表現できます。

三角形の突起の形状を修正しておきました。

ダミーのピンを作りこれをネジにくっつけて、このピンとの間に接触セットを追加しておきます。

これで円柱状ジョイントの中で回転とのモーションリンクを付けて駆動させればリンク機構を動かすことができます。

もう少し洗練された方法があるとは思いますがひとまずここまで。

参考になれば幸いです。

[asapyon1226]

 adachitech7さん、回答ありがとうございます。
教えて頂いた内容で、回転ジョイントの最小値を-30としリンクのレスト位置を逆にして。もう一つのネジにもダミーピンを付け、接触セットとモーションリンクを追加してみましたが、レストがうまく動かない状態になってしまいます。

[adachitech7]

@asapyon1226 さん、

私の方でも現象を確認しました。

念のため別のアセンブリを組んで検証してみましたが同じ状態になりますね。

どうもダミーピンとの接触セットが有効な場合にレストが上手く機能しないようです。

@saito.kh オートデスク、斎藤様。この動きはちょっとおかしな感じです。ソフトの不具合ではないでしょうか。一度調査願えないでしょうか。

@asapyon1226 さん、他の方法がないか考えてみます。

[adachitech7]

@asapyon1226 さん、

接触セットを使うのをやめて、リンク用のダミーコンポーネントをもう一つ追加してピンのスライドの動きに追随するようにしてみました。

3つ動画を貼りますので一度ご覧ください。分からないところがあればまた質問してください。

[asapyon1226]

@adachitech7さん、再度の回答ありがとうございます。
最初にきちんと説明しておくべきだったのですが、このリンクはボルトの先とジョイントしてしまうとマズイのです。

画像のように、リンクを赤線で示したワイヤーで引っ張る事によって動作させるもので、ネジはリンクの可動範囲を制限

するだけのものなのです。せっかく考えていただいて申し訳ないのですが、ジョイントの使い方を練習するために一度

作っては見ますが、別のアイデアが必要なようです。
また良いアイデアがありましたらお知らせいただければ幸いです。

[hide-wada · Accepted solution]

@asapyon1226 さんへ　おはようございます。

こんな感じで作ってみました。（他にもあると思いますが）

接触セットは止めて、制限付き回転１のジョイントに制限を付けました。（-30/+30）
ワイヤーを作り、ワイヤー同士にモーションリンクを付け、ワイヤーを引く事でアームを
動かす様にしました。

これで、動きが合っていますでしょうか？

ビデオとファイルを添付致します。

@adachitech7 さん、ファイルをお借りしました。

[adachitech7]

@asapyon1226 さん、

別のダミーピンを作ってアセンブリしてみましがが、ダミーピンの位置を変えて固定するとどうしてもレスト機能が効かなくなりますね。今のところこのあたりが限界のようです。また良い案を思い付いたら投稿させてもらいます。

@hide-wada さん、

ネジを締めこむことで回転角度を任意に変えられるようなモーションを作りたいということだと思います。

接触セット以外で回転角度の制限を変えられる方法があればいいのですが。。。

[hide-wada]

@adachitech7 さんへ　こんにちは

＞ネジを締めこむことで回転角度を任意に変えられるようなモーションを作りたいということだと思います。

私もそう思っていて、既に@adachitech7 さんが返答された事でレスト以外は出来ていると思いましたので！

＞接触セット以外で回転角度の制限を変えられる方法があればいいのですが。。。

モーションリンクを使いましたが、厳密では無いのですが、こんな方法はどうでしょうか？

ファイルを添付致します。

[adachitech7]

@hide-wada さん、

赤丸の部分、調整ボルトとリンク部材は連動して動いてはいけないみたいですね。なかなか上手い方法が見つけられずにいますが。。。

[asapyon1226]

@adachitech7さん、返信ありがとうございます。
先に回答を頂いた「リンクに対してスライドするサーフェスに対して回転するピン」はうまく動きました。ただ上記の通りネジとリンクの接触がなくなってもネジの移動に対してリンクが動いてしまうのは想定している動作とは異なるため、今回はそのアイデアを活かすことができませんでした。

@hide-wadaさん
回答ありがとうございます。@adachitech7 さんの仰る通り、リンクが-30から30まで回転できるように設定してある状態でレストが-30であっても、例えば-25の位置にボルトが飛び出していればリンクも-25までしか戻れない、という機構を想定しています。言葉で説明するのが下手くそで申し訳ないのですが、ドアとドア枠をゴム紐で結びつけて、ドアを開いて手を離すと自動で閉まるドアを、ドアストッパーを置くことで完全に閉まらないようにする、というような構造です。ドアを開閉する「手」をワイヤーの移動
（最初の投稿時点ではリンクを直接操作していますが）で
、ゴム紐をレストで、ドアストッパーをボルトとの接触セットで再現しようとしているのですが、接触セットを有効にするとそもそもレストが動かないという問題が発生しており、代替案としていくつか提案を頂いているところです。
伸び縮みするワイヤーに関しては釣り竿や指示棒のように重なりながらスライドするような構造になっているのですね。実はここも、ワイヤーを引っ張るとワイヤーの形状が変化するのをどうやって再現するか考えていた所でした。このアイデアはありがたく使わせていただきます。

[hide-wada]

@asapyon1226 さんへ　おはようございます。

現状のモデルだと、リンクの振れる角度が決まっているので、もしストッパボルトを出したり引っ込めたりすると

リンクとストッパボルトの間に隙間が空いたり、逆に重なってしまったりしますよね。

ストッパボルトの位置によって、リンクの角度を都度変更するのは駄目なんですね。

リンクの振れる角度を大きめにとっておき、リンクとストッパボルトの間に接触セットが出来ると大丈夫と

言う事ですね。　

接触セットが上手く使えれば良かったのですが、何か他に方法があるのか考えてみます。

[adachitech7]

@asapyon1226 さん、

回転に制限を付けるのではなく、平面ジョイントを別に設けて上下の動きに制限を付け、レストで下側に貼り付くようにしました。

これでも完璧ではないのですが、それらしい動きはできるようになっています。

[hide-wada]

@adachitech7 さんへ　こんにちは

私も考えていましたが、上手く行きませんでした。

パラメーターで何とか出来ないかとか、接触セットのコンポーネントを回転ジョイントを付けたコンポーネントと

別にするとかしてみましたが駄目でした。　調整ボルトと接触する△の部分だけ別コンポーネントにしました。

別にジョイント（平面）を付けたらレストと接触セットがOKと言う事は、ジョイント（回転）と

接触セットに問題があるのかな？

試した中で、ジョイント（回転）と接触セットを有効化して、コンポーネント同士が接触する迄はレストが効いています。

一度接触すると、そこからレストが機能しなくなります。

[adachitech7 · Accepted solution]

@asapyon1226 さん、

できました。

結局接触セットを使うのはあきらめ、ダミーのパーツを3つ組み合わせて構成しました。

三角の突起部の斜面に沿ってダミーパーツをスライドさせ、そのダミーパーツの中心とダミーピンを回転ジョイントで繋いでいます。さらに同じダミーピンを追加してもう一つのピンとの間にスライドジョイントを設け、左側には同期して動くけれども右側はフリーに動くような制限を付けています。

動画とデータをご確認ください。

[asapyon1226]

@adachitech7 さん、@hide-wada さん、こんばんわ。

やっとそれらしい動きをするものができました。ジョイントやジョイントの原点、モーションリンクの扱いに関してとても勉強になりました。これを元に実際の自転車の変速機の調整に役立つアニメーション制作を頑張っていきます。いくつものアイデアの提示、ありがとうございました。