Making Things Move ―動くモノを作るためのメカニズムと材料の基本

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Make:シリーズの新刊「Making Things Move ―動くモノを作るためのメカニズムと材料の基本」を献本いただきました。この本ではメカニズムや機械、材料、歯車、ネジ、バネ、モータ等々についてわかりやすく解説しています。僕みたいに機械初心者にはうってつけの本です。一通り目を通せば材料や部品選びに迷うことはなくなると思うよ。おすすめの本です。

動く機械を自分の手で作りあげることには、大きな満足がともないます。本書は、デザインやアートを学ぶ学生向けの講座がもとになった、動くモノを作りたいと考えている方のためのメカニズム入門書です。機械に関する知識がほとんどない読者を対象に、ネジや歯車など基本的な機械要素とその背景にある物理法則、材料の特性、部品の結合方法、トルク、エネルギーなどについてわかりやすく説明し、その後、モータの制御や各種の要素を組み合わせたメカニズムについて解説します。解説を読み、実際に手を動かしてネズミ捕り動力自動車やDIYモータなどの作例(プロジェクト)を作ることで、メカニズムの基本を身に付けられるでしょう。

Making Things Move――動くモノを作るためのメカニズムと材料の基本



Making Things Move ―動くモノを作るためのメカニズムと材料の基本 (Make: PROJECTS)
Dustyn Roberts
オライリージャパン
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監修者まえがき
はじめに

1章 メカニズムと機械入門
6つの簡単な機械
1. てこ
2. 滑車
3. 軸と輪
4. 斜面とくさび
5. ネジ
6. 歯車
設計の制約と自由度
自由度
最小制約設計
Project 1-1 ルーブ・ゴールドバーグマシン朝食マシン
参考資料

2章 材料:選び方と入手方法
材料の基本
材料の特性
材料破壊:応力、座屈、疲労
公差をどう許容するのか
材料のタイプ
金属
セラミック
ポリマ(プラスティック)
複合材
半導体
生体材料
Project 2-1 いろいろな飛び込み台
参考資料

3章 ネジ留めか接着か:部品の結合
非永久接合:留め具
ネジ、ボルト、ネジ穴
Project 3-1 穴を開けてネジ山を切る
ナット
ワッシャ
釘とステープル
ピン
抜け止めリング
永久接合:接着剤、リベット、溶接
接着
リベット
溶接、ろう付け、ハンダ付け

4章 力と摩擦とトルク
トルクの計算
摩擦
Project 4-1 摩擦係数を見積もる
摩擦を減らす方法
自由体図と落書きロボット
力とトルクの量り方
力の量り方
トルクの量り方
Project 4-2 モータのトルクを量る

5章 機械的エネルギーと電気的エネルギー
機械的な力
電気の力
プロジェクトに力を与える
電圧が変えられる試作用電源装置
移動型の電源
外部電源
自然エネルギーを使う
バネなどの弾性素材にエネルギーを溜める
Project 5-1 ネズミ捕り動力自動車
参考資料

6章 動きを生み出す方法:モータ
モータが回るわけ
Project 6-1 マグネットワイヤで作るDIYモータ
回転型アクチュエータのタイプ
直流モータ
交流モータ
直進式アクチュエータのタイプ
リニアアクチュエータ
ソレノイド
モータの制御
直流モータの基本的な制御
Project 6-2 直流モータの制御:初歩級─もっとも簡単な回路
Project 6-3 回路をハンダ付けする
Project 6-4 ブレッドボードで回路を組む
Project 6-5 回れ右
パルス幅変調でスピード調整
Project 6-6 ハードウェアPWMでスピードを調整する
直流モータのもっと高度な制御
Project 6-7 ソフトウェアPWMでスピードを調整する
模型用サーボの制御
Project 6-8 標準型模型用サーボを制御する
ステッピングモータの制御
Project 6-9 バイポーラ型ステッピングモータを制御する
リニアアクチュエータの制御
モータ制御の役に立つ知恵とワザ
モータを使わずに動かす
流体圧力
人工筋肉
参考資料

7章 メカニズムの肝:軸受、軸継手、歯車、ネジ、バネ
軸受とブッシング
ラジアル軸受
スラスト軸受
直動軸受とスライド
複合的な軸受と特殊な軸受
軸受を取り付けるコツ
軸受手
模型用サーボの場合
その他のモータの場合
クラッチを使う
シャフトカラー
歯車
Project 7-1 歯車を自作する
遊び歯車
複合歯車
プーリー、スプロケット、ベルト、チェーン
標準的なプーリーとベルト
タイミングプーリーとタイミングベルト
スプロケットとチェーン
送りネジ
バネ
圧縮バネ
引っ張りバネ
トーションバネ
スプリングワッシャ
板バネ
ぜんまいバネ
参考資料

8章 単純な動きを使って、いろいろな動きを作る
動きを変換するメカニズム
クランク
カムとカムフォロア
リンク機構
Project 8-1 パンタグラフ大好き
ラチェット機構
運動を変換する方法
オートマトンとメカニカルおもちゃ
Project 8-2 DIYオートマトン「気のいいヒツジ」
参考資料

9章 物を作ることと物を作らせること
物作りの生態系
考える
アナログで考える
デジタルで考える
Project 9-1 部品の3Dモデルをダウンロードして使う
変換する
アナログで変換する
デジタルで変換する
作る
アナログで作る
Project 9-2 旋盤を使わずに真ん中に穴を開ける
デジタルで作る
組み立てる
アナログ
デジタル
拡散する
アナログ
デジタル
参考資料

10章 プロジェクト
Project 10-1 ノット・レイジースーザン
Project 10-2 ウィンドランタン
Project 10-3 SADbot─天気に左右される描画ロボット
参考資料

付録 ブレッドボード用電源とArduinoの使い方
ブレッドボードに電源を供給する方法
Arduinoの使い方
Arduinoとあなたのコンピュータを友達にする方法
点滅させよう
もっと光らせる

索引
訳者あとがき

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