11. 首と頭の組立
最後の機構ブロック。頭の中には Raspberry Pi・センサ・スピーカー・カメラ など、全電子部品が集まります。
🦒 首の組立
構成パーツ
- neck_left_sheet / neck_right_sheet (1枚ずつ)
- Feetech STS3215 (首のヨー軸 1個)
胴体の上部に Feetechサーボを 下から差し込み、neck_*_sheet で挟み込むように固定。
首のサーボはヨー軸
ロボットが「キョロキョロ」首を回すための軸。 上下動 (ピッチ) は次の頭機構で実現。
🎩 頭の機構部 (ジンバル) 組立
頭は 3軸ジンバル (ヨー・ピッチ・ロール) で構成。3個のサーボが入る。
1️⃣ head_pitch_to_yaw の取付
head_pitch_to_yaw パーツを、首のヨーサーボのホーンに取付。
2️⃣ head_yaw_to_roll の組立 (独立工程)
head_yaw_to_roll と head_roll_mount を、head_roll サーボ に取り付ける。 このサブアセンブリは独立して組み立ててから本体に合体する。
先入れ推奨パーツ
head_bot_plate と body_middle_top もこのタイミングで挟み込んでおくと、 後で「外して入れ直し」をしなくて済む。
3️⃣ ジンバル合体
head_pitch_to_yaw (本体側) と head_yaw_to_roll (独立組立) を合体。
4️⃣ さらに合体
🏁 中間チェックポイント
ここまでで、こんな姿に：
頭の内部 (Raspberry Pi等を入れる空間) はまだ空。
🧠 頭部内装 (Raspberry Pi 等)
1️⃣ ヒートインサート溶着
頭の内側のネジ穴に、まずヒートインサートを全部入れる。
2️⃣ ベアリングとイヤサーボ・Raspberry Pi の取付
頭内部に:
- ベアリング (回転部用)
- SG90 9gサーボ × 2個 (耳/アンテナ駆動用)
- Raspberry Pi Zero 2 WH (microSD挿入済)
を順番に固定。
Raspberry Pi の向き
USB-Cポートが頭の 後ろ側 (アクセスしやすい位置) に来るよう取付。 給電・データアクセスが楽になる。
3️⃣ 配線の引き回し
- GPIOピン から I2C (BNO055)・I2S (MAX98357A)・PWM (LED・アンテナ) のジャンパー線を引き出し
- 首の中に通して胴体側へケーブルを伸ばす
詳細な配線は 12. 配線とハンダ付け で。
4️⃣ 内部の見た目
🤝 首と頭の接続
head パーツを、ジンバル機構のロール軸 (head_roll_mount) に取り付ける。
👀 目・アンテナ・スピーカー・カメラの組み込み
Expression Package が揃っている場合:
| 部品 | 取付位置 | 配線先 |
|---|---|---|
| 左目LED + diffuser | left_eye パーツ内 | GPIO 23 (Pin 16) |
| 右目LED + diffuser | right_eye パーツ内 | GPIO 24 (Pin 18) |
| プロジェクター LED + reflector | flash_light_module 内 | GPIO 25 (Pin 22) |
| MAX98357A + スピーカー | speaker_stand に固定 | I2S (GPIO 18/19/21) |
| INMP441 マイク | head内に両面テープ固定 | I2S (別Channel) |
| Pi カメラ | bulbパーツ内 | CSI端子 |
| 左アンテナ (SG90) | left_antenna_holder | GPIO 12 (PWM) |
| 右アンテナ (SG90) | right_antenna_holder | GPIO 13 (PWM) |
配線詳細は 次章: 配線とハンダ付け を参照。
✅ 完成チェック
- [ ] 頭が3軸 (ヨー・ピッチ・ロール) で滑らかに動く
- [ ] Raspberry Pi がしっかり固定されている
- [ ] microSDが挿入されている
- [ ] 各センサ・LED・スピーカーの配線が出ている
- [ ] アンテナサーボが動作する
- [ ] (Expression Pkgある場合) カメラも固定されている
✅ 次のステップ
機構が全部出来ました！次は電気を流すための配線です。 12. 配線とハンダ付け へ。