LEGO三輪バイクを操縦する
micro:bitを使ったプログラミングで、前進・後進・左右への旋回などの走行が可能なLEGO三輪バイク(トライク)です。本記事では、LEGO三輪バイク(トライク)の仕組みと組み立て方法を紹介します。
LEGO三輪バイク(トライク)の仕組み
LEGOテクニック(Technic)ブロック
LEGO三輪バイク(トライク)は、LEGOブロックを使って組み立てます。一般的な基本ブロックとは異なり、よりメカニカルなモデルを作ることができる「テクニック(Technic)」と呼ばれるブロックを主に使用します。ブロックの総数は、およそ250個です。
programmable building block servo/motor(Geekservo)
LEGO三輪バイク(トライク)を走行させるために、LEGOに接続可能な2種類のモーター(Geekservo)を使います。この2種類のモーターは、色が違うだけでなく、それぞれ動作が異なります。赤(Red motor)は、DCモーターのように電圧を加えることで、出力軸が回転し続けるモーターです。加える電圧の向きによって、出力軸の回転方向が異なります。グレー(Gray servo)は、可動範囲が0度~270度のサーボモーターです。角度を指定することで、出力軸を指定角度まで回転してその位置を保持します。なお、Geekservoは「11-2.Super:bitに接続できる2種類のモーター」で詳しく紹介しています。
後輪の駆動
後輪の駆動に、DCモーターである赤(Red motor)を使用します。赤(Red motor)の出力は、ディファレンシャルギアに接続され、後輪を駆動します。赤(Red motor)を正転・逆転することによって、三輪バイク(トライク)を前進・後進させます。
ディファレンシャルギアを搭載することで、旋回時の内輪差を吸収し、スムーズに走行します。
前輪の操舵
前輪の操舵に、サーボモーターであるグレー(Gray servo)を使用します。グレー(Gray servo)の出力は、そのまま前輪へ伝えられます。グレー(Gray servo)の動作角度が、前輪の操舵角となります。また、ハンドルも一緒に動くギミック付きです。
モーターの制御
赤(Red motor)とグレー(Gray servo)の駆動は、micro:bitの拡張ボードである「Super:bit expansion board」で行います。Super:bit expansion boardは、LEGOと接続可能な拡張ボードで、LEGO三輪バイク(トライク)のシャーシに取り付けています。なお、Super:bit expansion boardは「付録3-14.Super:bit expansion board」で詳しく紹介しています。
また、留め具となっているブロックを緩めることで、拡張ボードへ容易にアクセスできます。
プログラミング
赤(Red motor)とグレー(Gray servo)を、micro:bitのプログラムで制御することによって、LEGO三輪バイク(トライク)を前後左右へ走行させることができます。また、別のmicro:bitを用意すると、無線機能によってラジコン化することができます。
LEGO三輪バイク(トライク)の組み立て
組み立ては、LEGO三輪バイク(トライク)を、いくつかのパートに分割して行い、最終工程で組み合わせて完成させます。組み立てるパートは次の通りです。各パートの組み立てに必要なLEGOパーツは、各パートのページ内で紹介しています。
各パートを組み立てたら、それらを組み合わせていきます。
以下は、各パートの完成図です。
ステアリング機構(サーボモーター)
前輪
シート
ハンドル
フロントマスク
エンジン(DCモーター)
リアフェンダー(左側)
リアフェンダー(右側)
ディファレンシャルギア
シャーシ
各パートを組み合わせて仕上げます。
組み立て(後部)
組み立て(前部)
組み立て(完成)
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