Claw Machine

ジャンクのクレーンゲーム（UFOキャッチャー的なもの）マシーンで遊ぶ。

https://twitter.com/0666444555/status/1728303453435478089

ジャンクのため、このページに記載の情報と違うことがあります。実物に合わせていろいろ工夫してみましょう。

部品が違ったりそもそも故障していたり個体差もいろいろあると思います。そのときは安いのであきらめてもう一台買いましょう。

Warning

モーターの電源にAC100Vを扱うので製作は慎重に ＜感電やショートに注意＞
動く部分で指をつめたりしないよう、ケガにも注意しましょう

Note

販売店のデジット（共立電子産業）とは関係ありませんので、問い合わせなどしないようお願いします
このページの内容については無保証です

マシン概要

• X-Y-Z軸：リバーシブルモーター、ギヤード、コンデンサ外付け
  • 横河サーテック RM-C6A2 ? (AC100V 0.15A)
  • https://www.stc-m.co.jp/pdf/AC_Motor_catalog.pdf
  • 接続する端子により正転／逆転の切り替えができる
• 爪：ステッピングモーター、ギヤード
  • 三龍社 P43EBG ? (12V)
  • http://www.sanryusha.co.jp/business/motor/pdf/P43_EXTERNAL_GEAR.pdf
• リミットセンサー：フォトインタラプタ（たぶんDC5V）
  • フォトインタラプタを遮ることによる各軸のリミット検出。
  • オープンコレクタ出力（通常時ON、リミット検出でOFF）

ジャンクで購入した状態では各所がバラされているのでまずは組み立てます。

X-Y-Zの機構部分しかないため、アルミや木材等、適当な材料で外枠となるフレームを作りましょう。

今回は手元にあった使い古しのアルミフレームを使いました。

製作例：

フレーム製作、実測のCADデータ (PDF)

ピンアサイン

フレーム上部へ出ている配線コネクタの接続。

ものにより配線が切断されている個所が異なるので、必要に応じて配線の接続先を確認してください。

[カッコ]内は、コネクタの手前側（マシン側）の配線の色です。（たぶんこれは統一されているはず）

X軸

+--+=====+--+
| 1| 2| 3| 4|
+--+--+--+--+
| 5| 6| 7| 8|
+--+--+--+--+

1. [黄] X軸 センサー 電源＋
2. [青] X軸 センサー Right
3. [緑] X軸 センサー Left
4. [白] X軸 センサー 電源－
5. [青] X軸 モーター BLK (CCW)
6. [橙] X軸 モーター YEL (CW)
7. [うす緑] X軸 モーター GRE (Com)
8. 未接続

Y-Z軸

+--+=====+--+
| 1| 2| 3| 4|
+--+--+--+--+
| 5| 6| 7| 8|
+--+--+--+--+
| 9|10|11|12|
+--+--+--+--+

1. [黄] YZ軸 センサー 電源＋
2. [橙/白] Y軸 センサー Rear
3. [黒/白] Y軸 センサー Front
4. [灰/白] Z軸 センサー Bottom ※通常時OFF、Z軸が底についてテンションがかからなくなるとON
5. [茶/白] Z軸 センサー Top
6. [白] YZ軸 センサー 電源－
7. [黒] Y軸 モーター BLK (CCW)
8. [灰] Y軸 モーター YEL (CW)
9. [うす緑] Y軸 モーター GRE (Com)
10. [茶] Z軸 モーター BLK (CCW)
11. [紫] Z軸 モーター YEL (CW)
12. [うす緑] Z軸 モーター GRE (Com)

爪（アーム）

+--====--+
| 1| 2| 3|
+--+--+--+
| 4| 5| 6|
+--+--+--+
| 7| 8| 9|
+--+--+--+

1. [黄] 爪 センサー 電源＋
2. [うす緑] 爪 センサー Open
3. [白] 爪 センサー 電源－
4. [赤/黒] 爪 モーター Yellow
5. [緑/黒] 爪 モーター Black
6. [橙/黒] 爪 モーター Blue
7. [うす緑/黒] 爪 モーター White
8. [緑/白] 未接続 （筐体アース）
9. 未接続

制御回路

X-Y-Z コントローラー

X-Y軸はベルト駆動のリニアアクチュエータ、Z軸はワイヤーで吊られていて重力で降りてきます。

リバーシブルモーターは3つの線が出ており、コンデンサとAC100Vを接続する配線を変えることにより回転方向を変えることができます。

AC電源の周波数（60Hz/50Hz）の違いにより回転数も変わります。

スイッチで簡単にコントロールしてもよいが、リミット検出もしたいのでリレーとトランジスタを使い、マイコンなしで作れる回路を考えてみました。

• PNPトランジスタは 2SA1015 など
• リレーは1回路2接点、電圧12Vのものを使ったが各自適当に

ジョイスティック（アーケードコントローラー）などでコントロールするとよさそう。

爪 コントローラー

ジャンクのため爪はついていないので、自分で何かを作ってつける必要があります。 爪ではなく、面白い機構を考えてつけるのもよいでしょう。

爪はステッピングモーターとラックアンドピニオンで動いています。

開ききったところでリミットセンサーが働き、閉じる方向へはモーターのステップ数でどれだけ戻すかを制御しています。 戻す量によりバネの伸び率が変わり、爪がつかむ強さをコントロールしているようです。

たぶんこのあたりに確率設定などのノウハウがあるのでしょう。

ステッピングモーターを使う都合上、仕方なくマイコンを使用します。

• ステッピングモータードライバは Sparkfun EasyDriver (A3967)
  • https://www.sparkfun.com/products/12779
  • DIR（回転方向）と STEP（回転指示）でコントロールできる便利なIC
  • 似たようなドライバICはいろいろあるので何でもよい（3Dプリンタ用のドライバモジュールでもOK）
• マイコンは Raspberry Pi Pico
  • https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-pico/
  • Arduino や Mbed や IchigoJam など、各自の使いやすいマイコンでつくりましょう
• MachiKania type P というBASICシステムを入れてプログラムした
  • http://www.ze.em-net.ne.jp/~kenken/machikania/typep.html
  • ソースコード（BASIC）
    • このプログラムでは、一度 OPEN方向へ動かしリミット検出してから CLOSE方向へ動かせるようになります
    • 適当に改造してみてください
  • 最小構成でプログラム埋め込み済みのuf2イメージファイル： result.uf2
    • Raspberry Pi Pico のBOOTSELを押しながらパソコンへUSB接続し、認識されたドライブへ result.uf2 を書き込むだけでOK

遊戯用のクレーンゲームは、ボタンを押すと クレーン下降→爪閉じる→クレーン上昇→取り出し口へ移動→爪開く を自動的に行うようになっているようです。

備考

Z軸のワイヤーがプーリーから外れていることがあるのであらかじめ確認しておきましょう。

廃棄するときは大型ごみや産業廃棄物として適切に捨てましょう。 フレーム部分はけっこう大きめのアルミなので、鉄くず屋に持って行ってもよさそうです。

動画：

• https://www.youtube.com/watch?v=zKRGTWhQ4BE
• https://www.youtube.com/watch?v=mmuPXttXxh0