スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

旋回軸の見直し

今週末はRideの旋回軸を再検討する。
自分が今まで作ってきたラジコンサーボの4足歩行ロボットではとにかく静歩行ができることだけを考え,水平方向の発生力やトルクはほとんど気にしてこなかった。
しかし今回のRideでは静歩行だけでなく,動歩行も視野に入れて設計しておきたい。

動歩行では重い胴体を前後左右に振りながら歩かなければならないが,その加減速に要する脚の関節トルクが大きすぎて今の設計では歩行中にモータがオーバーヒートしてしまうことが分かった。
モータが焼けないようにもっと定格出力の大きなモータを使うと出力/重量レシオが下がってしまう。(例えば重量2倍のモータの最大出力は2倍にならず,1.5倍程度にとどまる。)

そこで同じモータで少しでも効率よく脚先に力を伝えられる方法として,パンタグラフ機構を使うことを考えている。
リンク長が同じ条件でパンタグラフ型と直列リンク型を比較すると,脚先に同じ力を発生させるための各軸に必要なモータトルクの総和は,ほとんどの姿勢でパンタグラフ型が低く抑えられることが分かった。
脚先が胴体に近い姿勢では直列型の方が効率が良い場合もあるが,脚が可動範囲の外側,つまり脚が伸びた姿勢に近づくほどパンタグラフ型のトルクは低くなり,その差は最大で2倍となる。
パンタグラフ型は胴体部にすべてのモータを配置できるのでモータ重量が大きくなっても遊脚の慣性が増加せず,そういう点でも有用な構造だ。
パンタグラフ機構+減速比の最適化でなんとか動歩行も可能になる見通しが立ってきた。あとはCADで詳細を詰めていきたいと思う。
スポンサーサイト

CFRPの強度測定など

また長らく更新が途絶えてしまった。しかもメインPCが壊れたため画像のアップロードができない。
文字だけでもなんとかこのブログの更新だけは続けていきたい。

ここのところはRideの強度計算など,地味な作業をコツコツやっている。今日はカーボン板のヤング率を測定した。
いわゆる「ドライカーボン」と呼ばれる板の曲げ弾性率を片持ち梁のたわみ量から求めたところ,だいたい50GPa程度だった。(アルミ70GPa,鉄200GPa程度)
メーカカタログ値(カーボン繊維単体)としては100GPa以上の強度があるが,積層したものを曲げた場合には圧縮方向が弱いためほぼ材料本来の1/2程度の剛性(アルミ合金よりもやや劣る程度)にとどまるようだ。とはいえ比重が1.5~1.6程度であることを考えるとアルミ合金に対して40%は軽量化できる。カーボンはバネのようによくしなり,弾性範囲が広いのもアルミにない魅力だ。

カーボン材料同士の締結で気がかりなのがねじ締結ができるかである。まずはじめに薄板でよく使うカレイナットを試したがすぐにとれてしまい全く使用に耐えなかった。カーボン積層板は端面付近の強度が極端に弱いという欠点があるので,カレイナットはダメのようだ。
 そこで開き直ってM3のタップをt=2.0mmの板に直接切ってみたら,これが案外いい感じだった。トルクドライバの締め付けトルクをめいっぱいあげて10kg*cmとかでM3ボルトを締めてもまったくねじバカになる気配がない。(通常はM3の場合6kg*cm程度が適正トルク。)
雌ねじが切られるときにすき間のバインダーが弾性変形しているためのだろうか,ねじロック剤を塗った後のようにキツイ感じでねじが入り,ゆるみ止め効果も期待できそうな感じである。(ちなみにt=1.5mmではバラツキが大きく,すぐにねじバカになるケースもあった。)

厚手のカーボン同士の締結には直タップがいいかもしれない。

ステアリングコントローラの分解など

今日は中古のステアリングコントローラを頼んでいたのが届いた。
早速重量の測定+分解作業。



ハンドル部分の重量は2.5kgあり,握った感じも安っぽくなくけっこう重厚な感じ。
ハンドルのリング,本体接続部は金属製のようで,かなり重量がある。
ねじりバネでニュートラル復帰させる仕組みで,切れ角はボリュームで読み取るようになっている。ハンドル内蔵のボタン類のハーネスは中空シャフトを通して本体側にある基板に配線されていた。
高級感があってガッチリしているのはいいが,少々重量が大きすぎ。
もう少しほかの製品も当たってみようと思う。

ディスプレイ用のUMPCも届いた。



韓国製でviliv X70
今回Ride搭載を考えた場合に気になる対衝撃、耐振動対策としてこのX70のようなSSD+ファンレスといういわゆるゼロスピンドル構成は非常に頼もしい。
抵抗膜型タッチパネルにありがちな輝度,コントラストの低下も思ったほどでなく意外に鮮鋭な印象だ。(さすがにOLEDほどではないので屋外で使うのは厳しいかもしれないが・・・)

去年の知ロボでもらったPicoITXなど,最近WindowsPCが増えすぎている気がする。もっとWin系アプリケーションも力を入れなければ・・・

Rideの搭乗席まわり考える

また長い間更新が止まってしまった。
このブログをご覧頂いている皆様、今年もよろしくお願いいたします。




年末年始はRideの検討を少し進めている。
今週は操縦席まわりの検討を行っている。
Rideの仕様としては身長120cm以上,体重80kg以下の1人乗りで,初めての人でも誰でも操縦が可能としたい。

本体の重量制限から座席はきわめて簡素にせざる得ない。ただの板の上に薄いクッションを敷いたような感じになりそうだ。
乗り心地は悪くなるが長時間乗るようなものではないので良しとしよう。

コントローラは市販のゲーム用ステアリングコントローラを流用することを考えている。これが一番取っつきやすいし,操縦感、安定感が高い。ペダルの使用も考えているが,座面高さを調節する機能が付けられないので身長の低い子供などでは足が届かない可能性がある。ペダルは使わずハンドル操作に集約するのも手だ。

メインモニタは小型軽量のタッチパネル一体型UMPCをそのまま使用する。WindowsベースでGUIプログラムを簡単に実行できるのが利点だ。

課題は足もとの視認性が良くないことだ。搭乗者の視点が低すぎて1.5m以上先しか見えない。これではまたぎ越し,段差踏破等のオペレーションを目視で行うのは相当に困難だろう。ここは動作を半自動化するか,URGかCCDカメラで死角領域を可視化する機能で補っていきたい。

資料整理

今日はIMU座標変換の資料などを忘れないうちにいったん整理する.

ちなみに今回の姿勢算出はすべてZXY型オイラー角を使用しているため,ピッチ角が90deg近辺で精度がイマイチである.
ジンバルロックを回避するには四元数を使うか,オイラー角をどこかで切り替えて使うと良い.
NECトーキンの3Dモーションセンサではオイラー角を2種類切り替えて使用して精度を保っている.(最近,通販が無くなってる?)

実際には静止角と動作角をうまくブレンドするところにもポイントがあるが,このあたりも資料にまとめていきたい.
NEXT≫
プロフィール

もやね

Author:もやね
長野県在住の会社員(メカニカル・エンジニア).
ロボットは完全な趣味としてやってます.
E-mail:
mo_ya_ne[a]yahoo.co.jp
[a]⇒@

最近の記事
最近のコメント
最近のトラックバック
月別アーカイブ
カテゴリー
FC2カウンター
ブログ内検索
RSSフィード
リンク
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。