ハイローチェアの電動化

こんにちは!

今回は、モビールに続く育児工作として、「ハイローチェアの電動化」に挑戦してみました。

ハイローチェアとは

ハイローチェアは.その名の通り「高さを変えられる赤ちゃん用の椅子」です。ブランコのように前後に揺れることで、赤ちゃんをあやすことができます。

手動と電動のものが市販されていますが、電動品は4〜7万円と高額です。

そのため、我が家では予算上、1万円台の手動のハイローチェアを購入していました。

KATOJIの手動ハイローチェア

しかし、やはり手動のものは、ずっとそばで揺らす必要がありますし、親の食事中に赤ちゃんがぐずることもあるので、それなりに不便です。

「食事しながら足で揺する技術」を身につけるなど、親側もそれなりに順応はしたのですが、やはり電動機能が欲しい!ということで、オリジナルのハイローチェア電動化装置を作ることにしました。

外観、動作の様子

完成品の動作がこちらです。まるで人が揺らしているかのような、優しく自然な揺れが実現できました。赤ちゃん本人も、我々親も大満足です。

動作の様子
装置外観

機構はシンプルで、クランクで回転運動を往復運動に変えています。回転部をハイローチェアの揺動部とバネで接続することで、自然な動力伝達を実現しています。

装置の箱についているトグルスイッチが電源スイッチ、赤色のつまみはスピード調整用です。このハイローチェアは、1.2Hz付近に共振周波数があるので、そのスピードを狙えるようにしています。

装置が動いているところ

部品一覧

  • 減速機付きモーター(12V 160rpm)
  • モーターコントローラ
  • トグルスイッチ
  • Arduino Nano互換ボード(マイコン)
  • 12V DC電源
  • バネ、ナイロン紐
  • ベビーワセリン(軸潤滑)
  • 各種ネジ、ナット、リード線
  • 3Dプリンタ製ハウジング(Adventurer 5M Pro, PLA)

モーターが一番高く、約4,000円。総額は6,000円くらいになりました。

組立過程

制御機能の追加

最初は上の写真の通り、モーターコントローラにモーターを繋いだだけのシンプル構成でしたが、

「動き続けると危険では?」

「揺らしすぎは発育に悪いのでは?」

という懸念が出てきました。

そこで、さらにマイコン(Arduino Nano)を組み込むことで、以下の2つの機能を追加しました。

  • リズム機能 →ランダム周期の間欠動作で単調さを回避
  • 自動オフ機能 → 15分経過で自動停止

結線図は以下のようになっています。

回路の概要

モーターのスピード制御は、モーターコントローラに任せて、そのオンオフをマイコンで切り替える構成です。

ちなみにプログラムは全てChat GPTが書いてくれました。学生時代からプログラミングをかじっている私よりも、はるかに綺麗で正確なコードを、一瞬で書いてくれます。時代の変化を感じます。

AIによるプログラミング

構造的な工夫

  • モーター固定部の補強
    Dカット軸をクランプする部分は、3Dプリンタ製だと強度不足の懸念がありました。そこで当て面に円形の溝を掘り、ワッシャーを落とし込んで金属面で押さえる構造にしました。これで高トルクでも空転せず安心です。
軸固定の構造
  • 潤滑剤の代用
    3Dプリンタ製のコンロッドと、ボルト軸が擦れて、キーキー鳴ることが分かったので、潤滑剤を塗布しています。本来なら機械用グリスですが、手元になく、代わりにベビー用ワセリンを使用しています。結果的に問題はなく、家にあるもので代用できたのは面白い発見でした。

まとめ

今回は、ハイローチェアの電動化にチャレンジしてみました。リズム機能は市販のハイローチェアにも(軽く調べた限りでは)無い機能のようなので、オリジナリティも出せたかなと思います。

Amazonの品揃えと即日配達、3Dプリンタ、AIによるプログラミングで、趣味の工作もずいぶん手軽になっており、構想から完成までわずか5日程度でできました。

「育児 × DIY 」は、まだまだ可能性がありそうです!今後も工作するたびに紹介していければと思っています。お楽しみに!


なかなかまとまった時間が取れず、望遠鏡の設計が進んでいないのですが、少し落ち着いたら再開したいなと思っています( ; ; )