Bio-Metal Looper(バイオメタル尺取虫)



やさしい,ゆるやかな灯りがまたたく。行灯風にした。
○こんな実験です
新しい小学校の学習指導要領では,「筋肉のはたらき」を学ぶことがうたわれています。動物の筋肉に似て,伸び縮みする素材がバイオメタル(Bio-Metal)です。ここでは,この素材を用いて,簡単な構造の尺取虫を動かします。

○こんなことが学べます 
電流の熱作用や,熱によって収縮するバイオメタルの性質を学ぶことができます。また,筋肉の動作のしくみを学ぶことができます。

○こんな仕組みです
バイオメタルは形状記憶合金でできています。収縮が始まるる温度は60〜70°Cで,冷やせば元の長さに伸びます。1mにつき約4cm伸びます。このとき電流は100〜200mA流します。
10cmの長さに切ると,1.5Vの乾電池2本分です。

回路図

尺取虫の動画を見る (u-tube)
○準備しよう
バイオメタル(BMF150 トキ・コーポレーション)10cm,メガネ端子(小),単三電池ホルダー,スナップ,単三電池2本,ブレッドボード(EIC−301),タップスイッチ,プラ板,両面テープ,プラスチック段ボール,配線材,セロハンテープ,ゼムクリップ,はさみ,圧着用プライヤ

○入手先
バイオメタル(BMF150),メガネ端子(小): トキ・コーポレーション
ブレッドボード,タップスイッチ,単三電池ホルダー,スナップ,電池,:秋月電子通商

○作ってみよう
@ブレッドボードは小さなものでいいので,安価(150円)なEIC-301を電動糸のこで4等分します。
Aバイオメタルの端と,配線材の端をメガネ端子で接続し,しっかり圧着します。
B透明プラスチック板を長方形に切り,中央と両端を曲げて尺取虫の本体とします。足の裏の部分に洋服ブラシの布やプラスチック段ボールを切って,貼りつけます。
C尺取虫の上部に,写真を参考に穴を3か所開け,バイオメタルを配置します。バイオメタルの中央部はゼムクリップを加工して止めます。
D回路図を見ながら,タップスイッチ,スナップ,配線材をブレッドボードに差し込みます。


タップスイッチの配置
○製作の注意
@
タップスイッチの足の配置に注意しよう。あらかじめテスターで,ON,OFFを確認しよう。
A洋服ブラシの目に注意して,進行方向には滑るが,その逆方向には止まるようにします。

○遊び方
乾電池を電池ボックスにセットします。タップスイッチを押すごとに動きます。バイオメタルはスイッチを押すと高温になるので,手を触れないようにしましょう。

○開発にあたって
平成22年度JST地域支援の工作第二弾用に開発しました。いろいろ工夫して,この超軽いアクチュエータにしましょう。
材料費は全部合わせて1台あたり300円かかりません。


バイオメタルを配置

足の裏に洋服ブラシを貼る

洋服ブラシには方向性があるので,進行方向と逆方向の摩擦の差を利用して進むことができる


足の裏にプラスチック段ボールをスライスして貼ってもよい。床に押し付けて一方向へ曲げる
こちらは改良型です。内側でなく,外側をBio-Metalで引っぱるようにしました。動きが改善されています。

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