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ドローンや3Dプリンターを用いたDIYを行うYouTubeチャンネルのrctestflightが、青色ダイオードレーザーモジュールを搭載したレーザーで雑草を刈ることが可能な芝刈りロボットを自作しています。
Mowing My Lawn with a LASER!!! – YouTube
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一般的な芝刈り機はモーターとカッターを用いて雑草をカットするというものですが、これをより近未来風に改造することにrctestflightが挑戦しています。
使用したのは、出力40Wの青色ダイオードレーザーモジュール。
レーザーモジュールを手に持ち、木の板に光を照射。
レーザーモジュールを前後させると、ある位置で木の板から煙が上がりました。
ペンタックスのMマウントレンズを用意して……
レーザーモジュールと合体させます。
すると、雑草やタンポポを燃やすことに成功。
rctestflightの履いているズボンの裾もメラメラ。
アイスの棒も簡単にポキッと折れます。
これをステッピングモーターを搭載した台座の上に固定。ステッピングモーターの動作はArduinoを用いて制御しており、これによりレーザーモジュールを自動で左右に首振りできるようになります。
レーザーモジュールの首振り速度をかなり遅く設定し、長時間稼働させることできれいに雑草を刈り取ることに成功。なお、アライグマなどの動物がレーザーモジュールの前を横切った際に動物の目を損傷してしまうことがないように、加速度センサーを搭載して緊急時に動作を停止できるよう設計しています。
ただし、最初の設計ではレーザー照射が地面の方向に向かっているため、地面が燃えて火災につながる可能性があり、レーザーモジュールを少しだけ上に傾ける必要があったとrctestflight。また、レーザーモジュールは台座に固定して使用する必要があるわけですが、雑草を刈り取ることができる範囲は6～8フィート(約1.8～2.4メートル)程度と短く実用性には欠けた模様。
より広範囲の雑草刈り取りを可能にするべく、青色ダイオードレーザーモジュール×24がひとつになったレーザーモジュールを自作。レーザーモジュールは高出力のLEDモジュールを手軽に自作できるStratusLEDsに取り付けて自作しています。
これにより照射するレーザーの出力をソフトウェア上で調整することが可能に。なお、rctestflightさんが自作した青色ダイオードレーザーモジュール24個をひとつにしたレーザーモジュールの最大出力は80～120W程度だそうです。
青色に怪しく輝くレーザーモジュール
このレーザーモジュールから照射されるレーザーを一点に収束させるため、複数の巨大レンズを用意。
これにより、レーザーが収束している部分では高い切断力を保ちながら、拡散している部分では人の手が触れても安全になる模様。
雑草がレーザーで燃えていきます。
平らにカットすることに成功。ただし、これも固定して使用しているためカットできる範囲が限定されてしまいます。
そこで、最終的に完成したのがrctestflightさんが過去に自作したキャタピラ式のラジコンにレーザーモジュールを装着した以下の芝刈りロボット。なお、ラジコンに搭載されるレーザーモジュールは大出力のものやカメラレンズを装着したものではなく、最初に使用した40W出力の青色ダイオードレーザーモジュールです。
以下の通り、レーザーで雑草をカットし、刈り取られた雑草は吸引することができるようになっています。
これで庭を走り回りながら草刈りができるロボットの完成です。
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