2018年04月21日(Sat)

エルゴ2号機にはコンピューターが必要?

花の季節ですね、我が家の玄関先でもにぎやかに咲き始めました。
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八頭身美人の白いチューリップはもう少し待たないと咲きません。
確か昨年は2つ咲いていたけど、今年は3つ咲くようです。
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エルゴメーター2号機では負荷を電子制御しますが、最初に作るベーシック機にはコンピューターを使わない予定でした。
たたき台にしている1.5号機は、コンピューターなしでアナログ回路だけで制御しています。
負荷の調整もできて運動用具としては機能しているし、冬場の運動が出来ました。
しかし、水上の漕ぎとの差が大きいと感じています。

エルゴの引きはじめは重たくて、着水の柔らかな感触との差があるし、パドルを引いたときの水の粘性のある抵抗への状態遷移は複雑で非線形的です。
この複雑な負荷制御をアナログ回路だけで再現するのは無理ということになりました。
そこで、ベーシック機のほうにもコンピューターを載せることにしました。
細かな負荷制御はコンピューターで行い、強度調整はツマミ一つ操作するだけのは単純なものです。

ベーシック機は、ボリュームによる負荷調整+コンピューター制御でタッチパネルが無いもの。
アドバンス機は、タッチパネルを付けて高度な調整+トレーニング支援機能を付加したものとします。
エンジンは共通なので漕ぎの基本部分に違いはないが、アドバンスの方は艇種を選んだり負荷制御をカスタマイズする機能が付く予定。

難易度を上げてしまいましたが、ものづくりは常に良いものを求めていかなくてはならないと思っているので。
こういうのは性分ですね、ご先祖に日本古来の頑固一徹な職人がいたんでしょうかね~。
6月のデモに間に合うんか?
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2018年02月03日(Sat)

カヤックエルゴ1.5号機

カヤックエルゴ1号機は2号機の「たたき台」として変貌しています。
エンジンは2号機と同等になり、フレームの高さも調整されました。
フットレストに調整ツマミが付きました。
このツマミで負荷の強弱を調節できます。
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楽ちん追い風パドリングから炎の向かい風パドリングまで再現可能です。
2号機ベーシックタイプは、このツマミで負荷調整する予定。
エンジン部分はこんな事になっています。
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ここは僕が専門とする電子制御です、本領発揮しないといけない場所。
電磁ブレーキを制御するパワーエレクトロニクスの回路です。
配線がたくさん出ていますが、量産時はすっきりと綺麗になる予定です。
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2018年01月20日(Sat)

同じ運動量でも、軽くて速い VS 重くてゆっくり、どっちがお好み?

ある時間内に一定量の運動をするとして、軽い負荷で速く漕ぐ、重い負荷でゆっくり漕ぐ、どちらでも可能です。
カヤックエルゴ2号機では、それを同じ運動量として計測することが可能です。(コンピューター搭載タイプ)

また、一定の運動量に対して進む距離を定めた仮想カヤックをカヤックエルゴ内で想定すると、同じ運動量であれば同じ距離を進んだと計算できます。
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軽い負荷でも重い負荷でも、得意な方で高い運動量を発揮する方が多く進んだことになります。
これが可能になることで過去の自分との比較が正確にできる、或いは同時に漕ぐカヤックエルゴ間で仮想レースを行うことができます。
細くて速いカヤックが得意な人、太くて遅いカヤックが得意な人、それぞれ自分の好きなセッティングにして、平等な条件でレースを競うことも可能です。

作り始めたころは、自作のエルゴがここまで発展するとは思いもよりませんでしたが、欲しいと言ってくれた皆さんのおかげで進歩することができました。
シーズンオフの過ごし方、ちょっとバリエーションが増えるもしれませんね。

あとは、耐久性と、使いやすさと、コストダウンが僕の仕事です。(汗)
頑張ります。
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2018年01月16日(Tue)

エルゴメーターにおけるワット数表示について

カヤックエルゴでの負荷表示をワット数で表示することは適当か?
という命題についての検討です。

2号機はエンジンの負荷を電力に変換することができます。
僕が漕いだ場合の電力計測値は、中負荷で40W、最大負荷で60W程度になります。

エンジンの効率(力の仕事率から電力へ変換される際のロスを考慮した効率)を70%として計算すると、
中負荷では 40 ÷ 0.7 = 57(W) になります。
アスリートなら100ワットくらいになりそうです。

では、いったい人間の能力は何ワットくらいが適当なの?
を調べてみましょう。
車のエンジン出力は何馬力という表現をします。
人が継続的に発揮できる仕事率は0.1 - 0.2馬力程度とされています。

馬力という表現は、蒸気機関の開発で有名なジェームズ・ワットが蒸気機関の能力を示すのに、標準的な荷役馬1頭のする仕事を基準としたことに始まるそうです。
ややこしいのが、車の出力を ps で表す馬力は、なぜかワットの考案した英馬力ではなく仏馬力で表示するようになりました。
1 仏馬力 (PS) = 約 0.986 英馬力 (HP)

これは、車のエンジンの仕様表です。

shuyoushogen-thumbnail2.JPG

エンジンパワーは何馬力と言った方がピンとくるのですが、正式にはKWで表すことになっています。
このように馬力とワット表示を併記してややこしいですが、
1PS(仏馬力)=0.7355kwの関係です。
そのうちPS表示は無くなるのでしょうね。
人の能力は0.1 - 0.2馬力程度ですが、自転車は脚力を使えるので0.2馬力として、カヤックは主に上半身の力なので0.1馬力としましょう。
1仏馬力 =735ワットですから、カヤックでは 70ワット程度が継続できるワット数としましょう。

2号機のエンジンで僕が継続的に運動する場合のワット数は、57Wでした。
推定される人の仕事率(70W)に近い結果が得られています。
計算と実験の比較は、仕事の間違いを見つけるうえで大事なことで、整合性がないと困ります。

以上で2号機の負荷をワット数で表示することは可能、という結論になりました。
これはエルゴメーターとして重要なポイントです。
運動量を数値化できると次のようなことが可能になります。
・どれだけ運動したかを統計的に見ることが可能
・パフォーマンス(運動能力)の推移が分かる
・エルゴを漕ぐ仲間との比較が可能になる

以上は、力学的な仕事率で表示することに焦点を置きました。
次に人体としての運動量について考えてみます。
さらに人体のエネルギー量に変換して表示する方法があるようです。
その場合は、生体の効率を考慮します。
人体は力学的な仕事率に対する効率が20~25%と低いそうです。
従って、人体の運動量で表示する場合は4倍するのが通例になっているようです。

市販のエルゴメーターを調べてみると、KayakProのSpeedstroke Gym Ergometerは力学的な仕事率で表示するようです。
speedstroke-grm-ergometer.png
※豆知識:仕事率の単位[ワット]は、仕事率を馬の能力を基準として表すことを考案したジェームズ・ワットにちなんで名づけられた。
posted by エイ at 08:15 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2018年01月06日(Sat)

作業テーブル

作業台を作っています。
木工の練習も兼ねて、木組みをしてみました。

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2400 X 1200 という大きな作業台です。
単純な溝掘りではめ合わせする木組みです。

溝彫り用のルーターも買ったのだ、ジャーン!
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マキタや日立の電動工具も検討したが、集塵アダプターが付くものが欲しかったのでリョービ製になりました。
木工をやると木くずがたくさん出るので、集塵機を連結できる工具はありがたいのです。

ちゃんと作れるんだろうな。
はめ合い加工は寸法通りに作って良いのか?
少しきつめに加工して、ハンマーでたたいて入れ、木の収縮性を利用すれば良いのか。
そもそも木工に公差とかの概念があるのだろうか?
勘と経験の世界?
posted by エイ at 21:59 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2017年12月30日(Sat)

デジタルメーター

まだ仮ですが負荷を表示するデジタルメーターが付きました。

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フットレストの上に仮止め状態です。
電圧と電流表示で負荷エンジンの仕事率が分かります。
このメーター表示はテスト機だけの物ですが、BASIC機に付けても良いかなと思ったりもしています。
予定通りの負荷がかかっているかどうか、眺めながら漕いでいます。

黄色いリボンは、気にしないでください。
1号機製作時にバレンタインデーに貰ったチョコのリボンを捨てるのがもったいなくて、丁度貼る場所があったから付けただけのことです。
不思議なことに、3年間落ちることなく付いたままになっています。

話を戻して、電圧と電流のかけ算がワット数(=仕事率)です。
それに効率のパーセンテージをかけると、漕ぐパワーの仕事率になります。

posted by エイ at 23:22 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2017年12月23日(Sat)

2号機のポテンシャルとデモの予定

新しいクラッチを1号機で毎晩テストしています。
自分の方じゃなく機械の耐久試験なので頑張って漕いでます。(*^。^*)
ロープの滑り止めに様々なゴム材料を試した結果、いいクラッチができました。

今週は2号機のエンジンのテストを始めました。
カヤックエルゴとしての性質はエンジンで決定される。
この最重要部分で1号機との大きな違いは”コントロール”です。
負荷の強弱を電子制御できること。
まだ2号機の試作は作っていないけど、1号機のエンジンを改造してテストをしました。
新エンジンを試した感触は?
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高いポテンシャルを感じました。
いい!(何が良いのかは、別の日にゆっくりと説明するね)
すごい!(何がすごいのか、デモ機ができたら体験してほしい)

これならだれにでも使ってもらえるマシンが作れそうだ。
2号機の大事なところをクリアしたので、今後のスケジュールを決めてしまおう。

ベーシックなカヤックエルゴは2018年の6月までにデモ機を完成する。
6月の岩地のレースに持っていってデモの反応を確かめる。
そこでさらに改良かそのままでよいか判断する。
おそらく9月ごろには受注開始できるのではないか。
そしたらすでに手を挙げている人から順に確認していきます。
最初のモデルはコンピューターは載せず、カヤックエルゴとしての基本機能のマシンです。
(後から出る上位機のコントローラーに組み換えも可能とします)

コンピューターを載せた上位機は翌年2019年の秋くらいか?
(タッチパネルで負荷調整を行い、高度な負荷プログラムを実行可能)

2号機を待ち望んでいる方々、もう少しです。
posted by エイ at 08:22 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2017年12月16日(Sat)

ABSのパーツ

本日2本目の投稿、
昨日は京都へ出張があって滋賀の大津SAで休憩しました。
北陸では寒い日が続いていたので、陽射しが暖かくて嬉しい。
琵琶湖も近くに見えて、カヤックを出したくなる日でした。

SA内では、お土産コーナー・レストランで「近江〜」という冠付きご当地グルメがよく目につきます。
滋賀は美味しいものがいっぱい、レベルが高いと思います。
グルメ大賞に輝いたという「近江豚の焼き豚丼」に挑戦しました。
どんぶりに厚切りの焼き豚がどっかりと乗っています。
巨大なシシトウがワンポイント、蓮根はこっちの産なのか細いですね。
焼き豚の脂肪が半端じゃないので山椒のふりかけも添えてあります。
美味しいですが、後半は少し脂がきつくなった。
帰ったら運動しなきゃ、なグルメでした。

今日はシーカヤッククラブの忘年会です。
金沢の近江町市場に串焼きとシーフードの2つの店を構えるカヤッカーの石原君のお店で、当然ながら今年初めての顔合わせが忘年会というメンバーも。

この一週間で作ったエルゴマシンのエンジン部のパーツです。
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手前の大きなタイミングプーリーは直径200mm以上あり、3Dプリンターで出力するのに15時間かかっています。
1台分のパーツを出力するだけで丸3日くらいかかりそうです。
2号機を量産して売るような日が来れば、作るのに何日かかるだろう?
あと3年は会社勤めする予定なので余暇を利用しての製造となると、月産1台か?

製造方法もコンピューターを使った加工へシフトしています。
木工フレームは2号機から丸鋸はスライド式チップソーに、ハンドドリルはNCフライス盤に変わる予定。
こういったCAD/CAMを使った「ものづくり」が個人でもできるようになった。
趣味の工作の世界にも達人はたくさんいますが、メカとエレクトロニクスの両方を使ってアイデアを表現する面白さ。
そこに自分の境地があるような気がします。
posted by エイ at 17:55 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

水を使ったローイングエルゴ

Fさんのプール式トレーニングの衝撃画像が残像で残っていますが、
その水を使った「WaterRower Rowing Machine」というローイングエルゴが出ました。
水をかくスポーツだから、水の抵抗を利用する意味で理にかなっているような感じ。

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自宅でのフィットネス用に販売されているらしく、コンパクトで家庭での収納性もあり、家具調な仕上り。
タンクへの水の注入量で負荷を調節できます。
価格を調べてみましたが、グレードによって10万〜30万円で売られている。
家庭のフィットネスマシンとしてコンパクトで購入しやすい価格設定もいいです。
日本で購入できるかは不明。

これのカヤック版も作れそうです。
メーカー製カヤックエルゴは風車を回しているみたいですが、海外のDIYマシンは摩擦ブレーキが主流。
摩擦ブレーキは発熱で負荷が弱くなったり、安定しない弱点がありそうです。
自分のカヤックエルゴは電磁ブレーキ式。
負荷を電子制御できることが電磁ブレーキ式の強みですが、暇ができたらこの「水」タイプも作ってみて漕ぎ味を比べてみたいなんて思ったり。

posted by エイ at 12:06 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2017年12月11日(Mon)

3Dで設計中

カヤックエルゴマシンの設計が少し進みました。
1号機は2次元CADで設計したが、3DCADに慣れたので2号機は3Dで設計を進めています。
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メカ部分は、1号機を使ってテストをしたパーツを使ってビルドアップする方式です。
今はクラッチ関連の部品を評価・改良中。
クラッチやロープガイド機構の改善によって1号機は騒音が小さくなり、一段とグレードアップした感じ。

感覚的にはこれで良いんでねえの?って思うのだけど、まだこんなもんじゃ無い。
エンジン部は大きく仕組みを変えて、今思っている理想の形にしたい。
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エンジン部のパーツがもうすぐ揃うので、なるべく早く組んで先にテストしたいと思っています。
制動力と慣性力が1号機に比べてどう変わるか?
漕いでみないと分からない部分もあるので、早めに体験して把握したいころです。

楽しさ半分、苦しさ1/4、あとの1/4は「未知との遭遇」?
正解の無い答えを出す工作です。

posted by エイ at 23:16 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2017年11月24日(Fri)

タイミングプーリーの設計

ゴロゴロと、雪おろしの雷が鳴っています。
北陸では雪の前触れになるカミナリを「雪おこし」とか「雪おろし」とか呼びます
音が乾いてなくて、こもった様なゴロゴロ〜、このニュアンス伝わるかな。
日曜日はタイヤ交換です。

カヤックエルゴ2号機の製作では、ベルトドライブを使って2段目の増速軸に回転を伝えます。
ここで解決したいのはコスト問題。
タイミングベルトは比較的安価で入手できるけど、タイミングプーリーが高い。
中華のネットショップでも高い。
金属を削って作っているから高くなっちゃうようです。
そこで、自社製造することにしました。

普通なら大量生産の市販部品より安く作れるわけないですが、そこは自分の特技を使って3Dプリンターで。
エルゴメーターのような人力マシンの加速力は動力機械に比べて遥かに小さいので、3Dプリンターで作った部品でも使用に耐えます。
ただ軸への取り付け部分は金属で補強しようかな。

タイミングプーリー作りは、円周上に歯型を描くことから始まる。
径サイズが異なると描くパターンも変わってくる。
歯の寸法は規格化されているので、資料を見て描いてみると結構できちゃいました。

171124-1.PNG

一つの歯の形を描けば、円周上に回転コピーして全体の平面図が完成する。
これを立体化させるとプーリーができます。
60歯と100歯を製作しました。

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このサイズのプーリーを買うと数千円レベルになっちゃう。
コストの圧縮です。

posted by エイ at 09:51 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2017年11月18日(Sat)

破壊するって楽しい〜

破壊の快感って、多かれ少なかれありますよね。
皿を投げ割ってストレス解消をするサービスもあるとか。
昭和の時代にはちゃぶ台返しのオヤジもいたとか。

私の場合は、もっと建設的なる破壊です。
前回、3Dプリンターの素材強度試験 で紹介した冶具が完成したので、試験を開始します。
冶具をセットするフレームも3Dプリンターで製作しました。
(冶具ですよ、玩具と間違えないでね)
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長い柱は40cm以上あり3Dプリンターのサイズを超えるので、2分割して製造しました。
ハンドルを回せば引き延ばす力が掛かるフレームです。
(ここまで来ればほとんど玩具ですが..)

測定器のデジタル計量秤にスプリングを連結して、曲げ応力、変形限界、破壊応力を測定します。
テストピースが壊れた時のデジタル計量秤の値を読み取って表にまとめます。
工作好きとしてはストレンゲージセンサの出力をピークホールドして半自動測定したいが、凝りすぎてもいけんのでここは読み取りで。
バシッ、ポキッ、それとも無音?壊れる時の音を聞くのも快感。
   
材料ブランド引っ張り破壊曲げ破壊応力曲げ限界備考
eSun8-10(Kgf)1.4(Kgf)4(mm)安い、折れやすい
PLASIL10-121.8-1.93強い、滑らか、総合1位
Verbatim9-111.74やや強い、総合2位
Aspectek9.5-121.3-1.53普通
APEX11.51.2-1.33積層良いが折れやすい、総合3位

たくさん壊した。
材料の違いが見えてきた。
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みなそこそこ良い材料なので、大きな差は無いが、
1位:韓国製のPLASILが一番良い特性を示している。
2位:日本製Verbatim 日本はこの分野ではあまりパッとしません、値段だけは結構高い。
3位のAPEXが一番高い材料ですが、APEXは造形しやすいという別の長所がある。
残り2つは中国製で価格は安いが、そこそこの性能がある物。

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2017年11月15日(Wed)

3Dプリンターの素材強度試験

フィラメント溶融型の3Dプリンターで機構部品を作るので、素材の強度を調べているところです。

溶融型3Dプリンターの素材は、ABSとPLAが主ですがPLAは耐熱性が無いため使いません。
ABSのフィラメントのみ使用します。
そのABSフィラメントもほとんどが中国産で、一部韓国や国産もありますが、メーカーによって価格や性質が異なる。
強度があって安定した品質のフィラメントを見つける必要があります。

今は、5社のフィラメントに絞って評価をしているところ。
テストピースを作って引っ張り強度、曲げ強度を比較します。
20171115-1.jpg
テストピースには引っぱる穴と曲げ強度測定のくびれがあり、ジグにセットして測定します。
後々でトラブルにならないよう、素材選びはとても大事なのです。

大抵のものは素材だけで強度は十分にありますが、コーティングによって強度を高めることもあります。
カヤックを作るFRPのように、エポキシを塗って強度が上がることが分かりましたが、ABS専用のものがあるので試してみます。

「作って壊す」の繰り返し。
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2017年10月23日(Mon)

クラッチ&ロープ

強い台風21号は近畿・東海の各地で風雨被害が出たようです。
石川県はコースから外れて被害は少なかったですが、一部、水害が出ています。

さて、オフシーズンの過ごし方は、カヤックエルゴの改良をいろいろとやろうと思っています。
今取り組んでいるのは、量産化に対応できるクラッチのデザインとテスト。
1号機では樹脂製のプーリーを削って作ったが、手間のかかる一品物で、量産に向かない。
いくつかの方法やデザインを同時に試しています。
他の部分も着手したいけど、ここが一番のポイントになるところなので日数をかけて練っているところです。
クラッチプーリー_分解1.jpg
ロープでクラッチを回す仕組みはそのままなので、ロープの材質・太さを吟味しています。
摩擦力が強く、耐久性があり、やわらかい材質のものが理想的。
ロープも3種類の材料を試し中。
20171023-1.png
ところで、このテストのためにはエルゴを相当漕がなければいけない。
うむむ、エルゴのテスト漕ぎで力が付いたら、また速くなっちゃうじゃないか。
なんてウハウハな皮算用は、いつものように空振りに終わるのでやめましょう。
テスト漕ぎ程度で速くなれるほど甘くはなーい、であるな。
冬場の運動不足解消には多少貢献するかも。
posted by エイ at 12:53 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2017年10月01日(Sun)

新たな制作物

宮古のレース1週間前ということで、河北潟のロング17kmコースを漕ぎました。

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周り方次第で何kmでも調節できるんですけどね。
祝−今年も1000km達成!(^^)/
まだ一月ちょっとあるので、余裕の達成でした。

このあとは、少し漕ぐ回数を減らして制作物に時間を使いたいと思っています。
制作物というのは、カヤックエルゴともう一つ、海上でのGPSトラッキング装置。
エルゴマシンの方は、少しずつ部品を改良しています。
今日はクラッチのパーツを試作したりしていましたが、空いた時間を使っての作業なので進捗が遅くて申しわけありません。

1号機は樹脂プーリーを削って溝を掘って作ったが、3Dプリンターのパーツとゴムリングで作ることにした。
クラッチプーリー_1.jpg
ロープの滑り止めとしてゴムのリングを各種試す予定。
ABS樹脂のパーツ(3Dプリンター成形物)で挟んで固定する。
クラッチプーリー_分解1.jpg
もう一つの制作物、海上でのGPSトラッキング装置というのは、先月のビワジュウの体験から考えついた物です。
GPSを使って得た現在位置を電話会社の電波を使って通信センターにアップロードする装置。
簡単に言うと、シーカヤックの位置を遠く離れたスマホやパソコンの地図上にモニタリングできる装置です。

グループのメンバー以外に、地上のサポーターもカヤックの位置が分かるので、安全面と楽しみの両立ができる。
これで仲間を漂流させるような心配も無くなる。
実は見守り用のGPSトラッキング装置は既に実用化されていますが、完全防水で日本の電波事情にマッチする装置を作った方が良いだろうということで製作に着手しました。
乞うご期待です。
posted by エイ at 19:10 | Comment(2) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2017年05月02日(Tue)

コストパフォーマンスの良いマイコン基板

エルゴメーターの2号機にはマイコンを乗せますが、さほど高性能な物は必要ない。
コストが安くて、WiFi無線も含めた多彩な機能のマイコンが必要です。

最初はmbed基板で始めたけど、もっと良いのが出てきた。
WiFi無線モジュールになったSoCです。
つまり、マイコンが乗ったシステムモジュール 、説明になっていないか(汗)。

hornbill-esp32-dev_jpg_project-body.jpg
この基板はバッテリーでの運用に適しており、エルゴメーターのコントローラとしてうってつけです。
一年後にはまた変わるかも知れませんが、これで進めようと思います。
なず、この基板の限界(できないこと)を早めに把握したいです。
連休中は、この関連の調査に没頭しそうな風向き。
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2017年04月01日(Sat)

ベルトドライブで行こう

カヤックエルゴ2号機のエンジン部では、軸回転を2段目の軸で増速する仕組みを考えています。
伝達にギアを使うかベルトを使うか。
2号機の構想を始めて以来、ずっと考え続けている場所です。

車の世界ではタイミングベルトの耐用年数が10年で、前のエスティマは11年目で見事に切れました。
Wishの時はチェーン駆動だったので、10年目のタイミングベルト交換は必要ありませんでした。
車はタイミングチェーンの技術が進んでチェーン式へ回帰しているようです。

横道にそれましたが、ベルトの断面がV型や丸プーリーの物、タイミングベルト、チェーンもあります。
シンプルに、音も静かにしたいならタイミングベルトが良いでしょうね。

時計の有名ブランド「タグホイヤー」は、世界初のベルトドライブの腕時計「モナコ V4」を作りました。

V4_img_01.jpg

その特徴は、
・力の伝達効率が優れている(マイクロ駆動ベルト採用)
・歯車同士を組み合わせる必要がないため、レイアウトが自由になる
まあ840万円の腕時計ですから、雲の上ではそういう物もあるってことですが。

ベルトドライブの効率は、一流時計メーカーも着目したって話で脱線しました。
カヤックエルゴで使うには、ギアもプーリーも相応の大きさになり、数千円の部品になりそうです。
ここを何とかしないとコストダウンにならない。

海外で流行っている電動スクーター用にベルトドライブのパーツを大量生産しているはず。
それを狙ってみるか。
posted by エイ at 11:19 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2017年02月12日(Sun)

エンコーダーの円盤

回転速度を検出するセンサとしてよく使われているのがエンコーダーです。

これは回転の軸に連結すると、回転の状態をパルス波形として出力するセンサ。
数千円〜の代物です。
カヤックエルゴ2号機では、リアルタイムな速度検出が必要になってくるため欠かせないパーツです。
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エンコーダーの中は、円盤と光を通すスリット穴、フォトセンサ、信号回路が入っている。

rplinciple_1.gif

産業用途で民生用に普及していないため、ちょっと高価すぎます。
そこで、スリット付きの円盤を3Dプリンターで作ってみました。
円周上に50個のスリット穴を配置しました。

IMG_20170212_141031.jpg

φ150の円盤で、3Dプリンターとしては少し大きめのパーツですが、新しい3Dプリンターなら余裕のよっちゃんでした。
ABS樹脂で歪みなく製作できたので、使えます。
フォトセンサは、OMRONから既に部品選定済み(数百円)。
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エンコーダーを買えばコンパクトで使いやすいのですが、トータル1万円近くかかるところを1000円以下にコストダウンです。

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2017年01月28日(Sat)

夢は絵に描いた餅から

エルゴ2号機のパネルのデザインです。

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小さなタッチパネルにパーツを貼っただけで、まだ動きません。
本体がないのに、こんなところから手をつけても...なんですが。
絵に描いた餅でも楽しいじゃないですか、これが動き始めたら良いな〜って。

こうやって、手つけやすいところから少しずつ固めて、いよいよ自分を追い込んでいく。
とことん追い込まれないとモチベーションが上がらないんで、しょうがないですね。
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2017年01月14日(Sat)

Aliでうろうろ

エルゴのエンジン部に使うプーリーなどを物色するのに、AliExplessをウロウロしていました。

1号機はエアロバイクを分解してパーツ取りしたけど、これからは供給元も含めて固定化が必要です。
思った物が見つからない。
根気よく捜すしかないね。

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日本メーカーなら産業用の良いパーツがいくらでもあるけど、価格がホームユースの器具を作る部品としては手が出ない値段です。
こうやってウロウロしているうちに、部品の知識が蓄積されます。
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2017年01月12日(Thu)

電子パーツ集め

カヤックエルゴ2号機の制御は、タッチパネルで見やすくする予定です。
今日は遅くまで部品選びをしていました。
完成のころには変わっているでしょうが、これで始めたいと思います。

制御の頭脳はmbed基板の少し高性能なものでコスパが良い「NUCLEO-F446RE」
en.nucleo-F4.jpg

タッチパネルは2.4インチのタッチスクリ−ン
これをフットボードに埋め込んで、タッチ操作する予定です。
操作面をどこに置いたら良いか悩んだのですが、実際にエルゴを漕いで見つけた場所がフットボード。
手が届くし、視線も無理ないし、パドルにぶつからずに済みそうな場所なので。

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メカの制御はラジコンのサーボを使います。
これで、電磁ブレーキの位置決め制御をする。
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これらが制御のベーシックなパーツですが、オプションとしてフォースセンサ、エンコーダなどの測定用パーツも考えています。
まずはベーシックなパーツで、エルゴとして使えるところまで進みたいです。

今日は何も運動しないでパソコンに向かいっぱなしで...やばっ。
明日はちゃんとやろう。
posted by エイ at 01:39 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2017年01月01日(Sun)

正月を迎えて

明けましておめでとうございます。

元旦は穏やかな天気で、たまに晴れ間も出るほどでした。
初詣の後は、ハネタクのウルトラマン漕ぎを見て寛いだお正月でした。
(日本にいては強くなれないから)スロバキアに帰って練習するんでしょうね。

明日は初漕ぎで、たぶん能登島周辺のショートツーリングになると思います。
通年のトレーニングのほとんどは河北潟で、本番漕ぎの海の時は気合いが入ります。
今年はどんな海やどんな川に出会えるのか、楽しみです。

次はカヤックエルゴ1号機のビデオ映像です。
私の自作カヤックエルゴに興味をもつ人が増えてきたようですが。
作れそうな感じがするけど、難しい加工も含まれているので。
別方式のスライド式カヤックエルゴの方がDIYに向いているかもしれませんね。

私のカヤックエルゴの特徴は収納性の良さです。
2ピース分離式で、2分で準備/片付けが完了します。
負荷に車のオルタネータ(発電機)を使っており、ちょっと荷が重くて筋トレマシンのようです。
冬場の寒い部屋でも、ゆっくりペースで20分漕いだら汗びっしょりです。
1号機は今シーズンで使用を終わり、来シーズンからは新設計の2号機を使う予定です。
ビデオ映像 カヤックエルゴ1号機【準備〜プレイ〜収納】


立てかけてある状態からセット完了まで1分半で終えています。
一般住宅ではなかなか置き場所を確保出来ないので、収納性の良さは利点ですね。
もっと使いやすくして、誰もが使いやすい自作カヤックエルゴを完成させたいと思います。
いいものができたらキット販売とかを考えています。
posted by エイ at 20:57 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2016年12月30日(Fri)

ウッドパドル

カヤックエルゴのパドルは、最初は中古のパドルのシャフトを使っていたけど、少し短かすぎることに気づきました。
それでホームセンターで買ったDIY用のパイプを使っていました。

カヤックエルゴ1号機は引きが重たいので、引き始めのパワーがガツーンと指に伝わります。
やっているうちに指の関節が痛くなって、痛める寸前です。
鉄パイプに樹脂を被せてあるパイプなので、頑丈でしなりがないのが災いしますね。

そこで、適当にしなる丸棒を探しにホームセンターへ行きました。
パイプの径もφ28mmで、パドルのシャフトよりもかなり細かったので良くないみたいです。
本物のパドルに近い太さが良いと思うので、そういうのを捜しました。

そんなピッタリのってなかなかね〜、と思いながらぶらぶら捜していると、材木コーナーで見つけました。
φ30mm, 長さ1820mmの木の丸棒です。
強くてしなりもそこそこあります。
さっそく穴開けて金具着けて、使ってみました。

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引きのショックは和らいだけど、生木のままだと手が滑りますね。
ニスとか塗れば良くなるかもね。
材料としてはパドルのシャフトの長めのヤツがあれば一番良いです。

冬の間は欠かせない、カロリー消費マシンです。
posted by エイ at 10:34 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2016年12月03日(Sat)

エルゴ2号機の構想

先日の記事で、エルゴのEV化構想を打ち上げましたが、
シーズンオフの間に、カヤックエルゴの2号機の製作を進めたいと思っています。
暇を見ながらの作業なので、進みは遅いです。

世界初の独創的なエルゴマシンを作ってみよう。
2号機の構想をまとめました。

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2号機の特徴はどんなものか?
1.電磁ブレーキと自給自足の電力
電磁ブレーキ採用(非接触式で精度、耐久性共によい)
コントロ−ラーの電力として、ダイナモによる発電とエネループ充電池を使う。
メカの回転→ハブダイナモ発電→エネループ充電→コントローラーの電力→制動メカの駆動。

2.ダイナミック負荷コントロール
ストローク中で、着水時とPULLとPUSHでは負荷が違うはず。
ダイナミックに負荷を増減出来れば、実際の漕ぎに近づくことが出来るのではないか?
既存のエルゴはそこまで対応できていないだろう。
さらに進めて、実際の漕ぎよりも強化したいポイントでの重点的な強化が計れるかもれない。
また、負荷を超・重たくするとウェイトトレーニングのマシンにとして使える可能性がある。

3.モチベーション支援
室内トレーニングは、どうしても回数とか負荷量とか時間が目安になっていたりしますが、「距離」や「速度」として表示できれば、実際に漕いでいるみたいでモチベーションも上がってくるのではないか。

こんなの作れるのかと思われるでしょうが、たぶん作れると思っています。
作る手段を考えながら構想をまとめていますから。
使えるまで1年、全て機能するまで2年かな?

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posted by エイ at 10:40 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2016年11月25日(Fri)

ハブダイナモ

エルゴ2号機の妄想(じゃなかった構想)。
電子制御で負荷をコントロールし、電力も自給自足の自立式EVエルゴです。

このハブダイナモ(自転車の発電部のパーツ)を装着する予定です。

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posted by エイ at 00:58 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2016年01月12日(Tue)

ロープの新調

早くも千葉県知事盃では、激しいレースが繰り広げられたようですね。
そのころ当方は、自宅でパソコンの調整に苦闘して机に釘付けでした。
DVDライティングソフトがエラーを出して、再インストールがうまくいかなくて。

夕方からは飲み会で、暴飲暴食。
1月は出遅れぎみです。
まあ、あまり頑張らないのが早朝シーカヤッキングなので、ぼちぼちとです。

少しエルゴを漕ごうとしたらロープが切れてしまった。

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傷みがひどくて切れそうだったので、予備のロープは買ってあったけどね。
それで今日は、新しいロープにゴム系接着剤でコーティングを施しました。

このゴムのコーティングは自分で考えたものだけど、ワンウェイクラッチをロープで引くときに滑り止めとして欠かせません。
最初のロープは3Mのシリコン系接着剤を使って、良かったけど安全上の問題で販売打ち切りで、今回はこちらを試しました。

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かなり速乾性で、数時間で使用できる状態になります。
使用感も問題なかったです。

あとは耐久性だね。
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2015年12月31日(Thu)

新パドル

ぼちぼち、陸トレの運動を再開しています。
その前にカヤックエルゴのパドルを新調しました。

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使っていたパドルのシャフトが短すぎたことに気付き、長めのシャフトで作り直そうと思ったけど、使い古しのパドルがないのでどうしようか、思案していましたが。
ホームセンターで見つけた32mm径のパイプで2mものが見つかったので、これで作りました。
ラックをDIYで組むのに売っているあのパイプです。
鉄管を樹脂で覆っているので硬くてちょうど良い。

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ロープをかけるフックの位置を変えられるように、複数の穴を開けています。
フックは右と左で60゚のフェザー角を持たせています。

長くしたら、てきめんに重たくなって短時間で疲れる!
5分+5分でアップアップです。
また試行錯誤しながら、ぼちぼちやっていきます。
posted by エイ at 12:00 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2015年11月11日(Wed)

失敗例

3Dプリンターで製作したエルゴのプーリーが痛んだので、再度プリントアウトしたら失敗してしまった。

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写真の左が失敗した作品。
ABS樹脂の材料で作ると、樹脂は冷えるときに起こる収縮によって変形が起こります。
その変形を防ぐために、造形プレートから剥離しないような対策をするのですが、失敗するとこのように湾曲してしまいます。

右が作り直したもの。
大きいパーツなので1個に7時間ほどかかる。
posted by エイ at 08:44 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2015年03月08日(Sun)

健康器具カヤックエルゴ

前に紹介した金華鯖の缶詰は、味の方もちょっとプレミアムでした。
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うん、身が大きくて柔らかい。
骨まで柔らかくて、旬のお魚の栄養を全部いただいた感じがします。
昨日は運動後の風呂と食事で、ノンアルコールビールのツマミが足りなくなり、急遽、ストックしてあった金華鯖缶を開けました。
すぐに出せる酒の肴としても重宝します。

ええ、晩酌はノンアルコールビールなんです。
あることがきっかけで、ビールをノンアルコールビールにしたのですが。
もう慣れちゃって、ノンアルコールビールで充分満足するようになっちゃったんです。
それに、飲んだ晩も仕事できますから。

さて、冬の間の健康維持に役立ってくれた健康器具「カヤックエルゴ 1号機」は、今どうなっているかというと。
運動後は、このように2ピースにして部屋の隅に立てかけてあります。
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運動を始める前に、床にならべます。
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スプリングバランサーをフックに引っかけて、
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ロープを、プーリーにかけます。
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はい、これで準備完了。
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セッティングまで2分とかかりません。
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シートは回転する仕組みです。
これだけは、レーシングカヤックのネロ社から純正の回転シートを購入して、贅沢しています。
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今年の冬も、こいつのおかげで太らずにすみました。
健康器具として、すっかり生活に定着した感じがします。
posted by エイ at 11:04 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター

2015年02月08日(Sun)

カヤックエルゴのプーリー交換

先月は、自作カヤックエルゴでちょっとしたトラブルが続きました。
一つ目は、引いたロープを元のポジションに戻すためのスプリングです。
カヤックエルゴでは、ふつうバンジーコードを使っていますが、私の工作ではスプリングバランサーというものを使っています。
スプリングバランサーは、一定の力でテンションをかける部品です。
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お手軽で信頼性が高いので、これを使っていますが、いかんせん安物を買ったのでトラブリました。

テンションをかけるワイヤーがひっかかって出てこない。
中で絡まったのか?
仕方なくバラして直せるか見てみました。
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なるほど、ゼンマイのスプリングでプーリーに回転力をかけて、ワイヤーを引っぱる仕組みです。
ワイヤーがプーリーから脱線して軸に絡まっていました。
原因は、テンションを強めようとして、調整リングを逆方向の緩める方に回してしまったようです。
油で手をべとべとにしながら修復完了。
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調整方向を間違えないようにマジックで矢印を書いておきました。

2つめのトラブルは、引きのロープが外れてしまう。
アレッ?調子悪いなあ。

これは作者本人が使うときによくある話だと思いますが、作った本人は無意識に癖や短所をかばいながらつかいます。
でも、他人が使うときは、癖など知らないのでお構いなしに使うので、弱点や短所を見つけるときは別の人に使ってもらう方が良いのです。

たぶんこれまで無意識に、ロープが外れないよう、かばいながら漕いでいたのでしょう。
久しぶりに使って、ロープが外れやすい短所に初めて気がついたってことですね。
原因は、ロープをガイドするプーリー(3Dプリンターで作ったもの)の形状が、ロープの経路からずれていることでした。

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もう少しロープを内側に導かないと、戻すときにテンションが弱いからクラッチの溝から外側に脱線してしまいそうです。
それと、ロープが暴れてもセンターからずれないように、径を大きく角度も鋭角にしたほうが良さそうです。
内側のカーブ形状を大きく変更して異形のローラーを作りました。
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大きいプーリーなので1個の出力に7時間。
2個で14時間かかりました。
大きいので材料もたくさん使います。
これまで作った中で最大容積、1個に300円くらいの材料を使いました。
ちなみに、使っているABS樹脂材料は1kg巻で2000円です。(楽天ショップのケンビルさんから購入)
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完成。
試し漕ぎしたら脱線は解消できたようです。


posted by エイ at 14:17 | Comment(0) | TrackBack(0) | エルゴメーター