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Rideの駆動系設計

今日はRide駆動系の設計を進める.上下スライド機構のボールねじと,旋回軸のHD減速機について,最大慣性を振り回したときのPID応答をシムる.今回もこのページを利用.

最大J 上下動

最大J 旋回


上下動はボールねじの効果で大きな慣性がモータ側から非常に小さくなるためほぼ問題ない.いっぽう旋回軸は根元関節の慣性がきつすぎてかなり追従がなまってしまう.もう少し減速比を上げたいところだ.

上下動の方はモータ直結でボールねじを駆動することを考えていた.そして動歩行に速度が不足した場合,より高速で回せるブラシレスへの置き換えを考えていた.しかし,モータ直結でボールねじを10000回転も回すことはムリがあることがわかった.普通の転造ボールねじではせいぜい4000回転ぐらいまでで使わないと振れが大きくなったり,ナットのボール循環が耐えられないのだ.
これはチョット困った.こうなるとボールねじを大リードタイプのものに変え,モータとねじ軸の間に1:3ぐらいの減速をかますしかない.かなり機構が複雑になるなぁ・・
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次の一手



会場を沸かせたナイスな自走アタッシュケースの中身.うーん,このごちゃごちゃ感,グッと来るなぁ.なにかいろんなセンサやら回路やら機構部品やらスイッチやら・・・とにかくいっぱい詰まってます.
ここにさらにボールも入るんだからすごい.


さて,祭りは終わってしまった.今年はこの後何をやるか考える.
Rideは去年の年末で止まってしまった物理シミュレーションを再開させる.そして得られた知見を元に設計作業に入りたい.必要に応じてブラシレスドライバやジャイロをやってみたい.Rideにブラシレスが必要かどうか,そこをシミュレーションで見極めたいところだ.

それからロボコンの方は,やはりテーマ性のあるおもしろいものを作っていきたい.今年の外装はまずまずよかったので,来年は完全オリジナルでオシャレなものを.
知ロボはできれば来年の新生テクニカルに出てみたい.技術と娯楽的要素の両方が評価されるルールに期待!

やりたいことはたくさんあるが,ここのところ時間が取れない日が多い.少ない時間でも少しでも作業を続けられるよう,このブログを原動力にがんばっていきたいところだ.

知ロボのビデオ その2

今日も知ロボのビデオを紹介したい.
まずは身内というか,社会人参加の機体から.

C05 知嚢ロボット2008

この大会常連の小出さんのロボット.今年は台車がパワーアップしていて5倍速で動く!(・・というのは冗談で勝手に早回ししてすみませんがこの方が2台協調の動きがわかりやすいと思いまして・・・)衝突を避けるため,2台で通信をやっている.動きを見ていると,まさにこの知能ロボコンの模範演技的なロボットであることが分かる.知能ロボコンっていうのはこういう大会なのだ.本来は.変なキャラを走り回らせることが本分ではない・・・
こいでさんマシンは今大会絶好調で,決勝ではパーフェクト(すべてのボールを正しい色のゴールに得点)を達成.おめでとうございます!

T02 ものまにあー1

テクニカル いしかわさんのマシン.Trevaのみによる操舵+対象物認識という路線は踏襲しつつ,今年はアームを途中で枝分かれした直列型に変更.枝分かれした後ろ側の青いカプセルの中にはいしかわさんの夢が詰まっている. これで対象物を取ったときのバランスを取る.
何度かトライする中で,もう少しでゴールに入れるところまで行ったのに惜しくも時間切れ.ゴールに対象物が入ったときのいしかわさんのリアクションが見られなかったのが悔やまれる.


C04 SOS-Robo

こちらはDragonoid-Factoryを運営されている B.Wさんのマシン.「ネタなロボットです」とパンフには書いてあるが動きは至ってまじめ.ライントレースとハンドによるボールの把持,カラーセンサーで認識してレボルバー式のボールかごから後方へリリースする.本番では調子が出なかったようだが,分散システムにキャラクターの名前がついている(実際に名前が貼ってある)ところなど,オリジナリティ溢れる仕様になっていた.


ここからもやねの特にお気に入りのマシンを紹介したい.
C68 片付ケロ!

RURチームのロボット.見ての通りの癒し系(?)ロボット.ボールの認識をあきらめる代わりに,動作の確実性を重視している.ちり取りとほうきではボールが詰まってしまいそうな気がするが,毎回安定して得点できているのはすばらしい.見た目だけではなく,プログラムもけっこう苦労されていることがうかがえる.

C79 ぽち

福島高専 堀越くまさんチームといえば知ロボの強豪.安定した動き,きれいな仕上がりで毎年すばらしい競技を見せてくれる.今年はチャレンジに2機投入してきたが,こちらの「ぽち」は取り込みからゴールまでが実にきれいなのだ.透明部材の中をS字を描いて登っていくボール.最後は色分けされた玉が一個ずつポンポンと一定間隔ごとに並んで出てくる.

C80 たま

こちらも同じ福島高専の「たま」.こちらのマシンは競技では残念ながらトラブルでうまく動かなかったのだが,最後のデモではその真価を見せてくれた.長いレールの上を走る電車の玩具,ケーブルは一切つながっていない.なんと独立しているのである.私が同じものを作るとしたら,すぐにリニアガイドやら,アルミ板やら,そういう工業用のパーツを考えてしまうが,それではきっとこのロボットのような魅力あるものにならない.身の回りにあるものでできているロボットが,不思議だがなぜか動いている,そこがこのロボットの魅力だと思う.このデモはとてもおもしろかった.(機嫌の悪いロボットをたたいて動かすところとか!もう最高.)

これ以外にも,2足,多足の歩行型や,アタッシュケース型ロボット,ドライバーをぶんぶん振り回すゴルフロボット,3台協調の受け渡しロボットなど,記憶には強烈に残っているマシンがたくさんある.しかし,困ったことに撮り逃してしまった.
baby touchさん,紹介記事をよろしくお願いいたします.

知能ロボコンのビデオ編集

例年通り,知能ロボコンに出場した管理人もやねのお気に入りロボットの動画を載せていきたい.

ロボットの競技順はすべて順不同で,決勝,予選バラバラです.
ロボットの動きを紹介すると同時に,このロボコンの雰囲気を分かってもらうためできるだけ意図的な編集はしないようにしています.ロボット製作者,チームのメンバーが写ってしまっている場合もありますので,これはマズイ,消してほしい等ございましたら管理人まで連絡ください.早急に対応いたします.

C54 丘の上のドラゴン

デザイン賞を獲得したロボット.レーザで加工された美しい外観とドラゴンのイメージにマッチした滑らかな動き.とにかく良くできている.スタート時の動きや,ボールを入れる時ののしっぽの動きなど,メカ好きが「やられてしまう」ポイントを確実に押さえている.もやね的には最優秀賞をもらっても良かったのではと思った珠玉の一台.


C13 Pitcher

こちらはピッチングロボット.長いアームでボールを放り投げる.見せ場はなぜか和風の「簾(すだれ)」に当てて赤いゴールに入れる場面.会場は大盛り上がりだった.うーん,高校生がこれぐらいのものを作ってくると,私も含めてそれ以上年上の参加者は焦らずにはいられない.


C61 Made-in-Japan

東京農工大学ロボット研究会(RUR)のチャレンジ小型機.良くあるタイプのロボットのようだが,動きがひと味違う.ボールの取り方がライン状なのだ.ビデオをよく見ると,ボールのあるゾーンではライントレースをせずにボールを追いかけながらかなりの距離を直進している.位置がずれてしまうのでボールを取ったあとは壁に背中を押しつけて向きを修正し,また元に戻る.LEDを拡散させる球体が認識したボールの色に光りいい味を出している.単にLEDを直接光らせただけの私のマシンとえらい違いだ.

知ロボのビデオ編集など

これまで動画アップロードが手間がかかるのと,閲覧時に静止画と区別がつきにくいということで,YouTubeの埋め込みを使うことにした.
 できるだけ動きを見せていけるようにがんばりたいと思いますのでこれからもよろしくお願いいたします.
予選の様子:

予選の2nd-runがいちばん調子が良かった.このままもう少し時間があればゴールにボールを入れるところまで行った可能性もある.しかし,ロボコンにタラレバはないのでしょうがない.


赤外線誘導の様子:

精度は相変わらずイマイチだが,いちおうロボットが倒れたり足の動きが完全に止まったりしない限りはいつかはゴールにたどり着くようにはなった.

いろいろな動き:

競技台を片付ける前に撮影.ねこバス君,あちこち壊れて満身創痍ながらよく頑張ってくれたと思う.

さて,明日からまたキビシイ現実が始まる・・・

知能ロボコン2008 2日目

今日も仙台.明日は休みを取ってあるため今日までこちらに滞在.
さて,今日は大いに盛り上がってすごく楽しかった.私のマシンも最後にちょこっとデモをやらせてもらい,赤外線誘導の概要を説明する機会をもらえたのはとてもよかった.知能ロボコンでは1日目の予選でアイデア倒れになった奇抜なロボットなどに,2日目の競技終了後製作者がロボットの説明をやる機会が与えられる場合があるのだ。そのときはルール無視でロボットを自由に手で触ったりしても良い.負けたらハイさよならではない,こういったハカライも知ロボの魅力のひとつだ.
 今年はbaby touchさんがインタビューアをされていたが,実にうまいことロボットの魅力を引き出してくれるのでデモする方もとてもやりやすかった.ひょっとして製作者より詳しいんじゃないの?っていうぐらいいろんな技術をよくわかってらっしゃるのがすごいと思った.

最後に閉会式で千葉工大の中野先生がおっしゃっていたことを忘れないようにここに書いておこうと思う.

これからのロボットに必要なこと:
1.人に優しい,受け入れられやすいロボットを作ること(デザインや動きの親しみやすさ)
2.(単一タスクでは人を凌駕するほどの)圧倒的な信頼性,環境変化に柔軟に追従し少々のことでは故障,誤作動をしないロバストネス.

わたしもまったく同じ考えで,この2点が達成されなければロボットの実用化は進まない気がする.特に2(信頼性,ロバスト性)である.
 知ロボのように,狭くて平らな競技台の上で目立つ色のボールを集めるという単純作業ですら高い信頼性を持って実行させるのには相当の苦労を要する.どうすればそれが可能になるのだろうか?それには些細でも有効な多数のアイデアと,なにより製作者の想像力と思い入れが重要だろう.圧倒的な信頼性とは,あらゆる不具合発生の可能性を想像し,部品の一個一個,ソフトウェアの1行1行を吟味するような果てしなく地味な作業の先にあるものなのかもしれない.来年以降はこのあたりのこともコンセプトに取り入れて行きたい.

仙台で知能ロボコン2008 1日目

今年も仙台にやってきた.2日間のイベント,知能ロボコン2008に出場するためだ.
今日で1日目が終了.私の猫バスは無事決勝に進出,と行きたいところだったが無念にもマシンが壊れこれまで.しかし、敗者復活も含めて2回走れたしボールゾーンまではいちおう行ったのでまぁ良しというところ.はっきり言ってあのマシンであれ以上はムリだった.
 今回の狙いである外観やフサフサ感については好評だったので,これは嬉しい.

 明日は自分の出番がなくなったので,ある意味安心してほかのチームの観戦に全力をかけられる.今年も例年通り個性的なメカが多数出ていて,見逃せない.明日が楽しみだ.


知ロボへ出発の準備

さて,今年も仙台行きの準備を始める.ねこバスは未だに良い動きをしないのだが,休みが取れたので参加することにした.
 ロボットの調整はイマイチなのだが,これ以上動かし続けるとと致命的に壊れる可能性が高いので後は細かい調整を会場でやって本番に望むことにする.最悪本番1回でも動けばあとは壊れてもまぁしょうがない.

赤外線誘導はコントロールを方位と距離に分離してステップバイステップにすることで少し改善した.まず目標の方位を向くまで旋回してから,まっすぐに直進する.そしてその切り替えの間に脚位相をそろえる処理を入れることにした.
 まだ目標点とは全然違う方向へ向かってしまうことがあるため,安心してみていられる状態ではない.しかしまぁ,これ以上は劇的な改善も望めないので後は微調整でゴマかすしかない.ボールを1個でもゴールまで運んでくれることを祈りたい.

赤外線誘導うまくいかず

知ロボに向けて全力疾走を続ける.
去年使ったケイカルボードの競技台を出してきて走らせる.

写真は親機カメラからのカラー映像をキャプチャしたもの.(実際は赤外線フィルタを装着するので真っ暗になる.)
 赤外線誘導はうまくいっていない.ねこバスが思ったよりもでかすぎて小回りがきかないためだ.しっぽが段差や壁にすぐぶつかってしまう.また重量増のせいで旋回性能が最初に比べずいぶん落ちてしまっているのも痛い.
ヤバイ系の故障もちらほら出始めている.ここは速度控えめでメカを壊さないように動きを付けていった方がいいのかもしれない.ほんとはもっとダイナミックに動き回らせたいのになぁ・・・
こんな調子で大丈夫なのか,かなり心配になってきた.

一進一退がつづく

短時間だが,いちおう毎日作業はできている.
プログラムはいつもの通り一進一退で,一発でスカッと動かないのがもどかしい.

ボールの取り込みと吐き出し,姿勢の調節などができるようになった.
動かしはじめると足がもげたり,首がもげたり痛々しい故障がけっこう発生してくる.
そのたびにねじロックで強化したり,補強板を足しているのでだんだん壊れにくくはなっていると思う.あとは毛の色がだんだん黒ずんでくるのが心配だ.ノラねこに近づいてくる・・・

基本的な動きの作成

今日は基本的な動きの作成,動作確認を行う.
直進,旋回,起き上がり.



ここまではまずまずといったところ.全然まっすぐ進まなかったり,突然コケたりするのはまぁ予想通り.致命的な故障が発生しないことをを願いつつ,ねこバスの機能を出し尽くせるようにプログラムを進めていきたい.

フサフサ度アップ

今日は足や前面などにファーを追加し,全体のフサフサ度をUPさせる.コレならフサフサ点は満点に違いない.


ちなみに写真でボールが直径65mmなのに対してこのマシンは全長400mm,幅200mm近くあってとてもでかい.デブ猫サイズである.
トトロのねこバスからはだいぶかけ離れた外観になってしまったが,「ちょっと触ってみたい」という当初のコンセプトはほぼ達成できたと思う.なでごこち点も満点を取れるかも.
 暗くしてランプを光らせると,左右のフルカラーLEDと内部の電球色LEDが毛を内外から照らしてとてもナイスな雰囲気が出た.ロボットではなく置物としてもいいかもしれない.

さてさて,そうはいってもいちおう動きの方も見せられるものにしなければ.

知ロボ全開

今週から空き時間のほぼすべてを知ロボに費やす.
メカはだいたいできたが,肝心カナメの外装がうまくいかず右往左往している.
結局,胴体は塩ビ板を曲げて全体を箱形に覆う形に.その上からフェイクファーを貼る.
全体を覆うとGo-SWと電源SWまで隠れてしまうので急きょ窓をくりぬいて手が入る穴を確保した.電源SWは後ろ側に別付けのトグルSWを設置.密閉されたなかでTrevaの光源が必要なため,電球色LEDをボール取り込みかごの上に追加した.これで色認識は外乱光がないぶん安定して行えるようになった.


本物のねこバスはもっと天井が丸っこい形をしているのだが,それだと赤外LEDが設置できないので仕方なく平面にした.

 しっぽをフサフサさせることは困難を極めた.元々メカの作動範囲しか考慮していなかったために,クリアランスが狭すぎて毛を挟み込んでしまったり,関節の可動角の関係上一体のファーを貼り付けられない.結局試行錯誤の結果,めちゃくちゃツギハギだらけになってしまった.ツギハギをごまかすために毛足の長いファーに途中から修正したが,コレがまた扱いにくくて大変苦労した.切断面から毛が抜けやすいし,油断するとすぐにマジックテープにくっついてしまうのである.



まぁ,アップにするとヒドイできである.これは無いよなぁ,いくらなんでも・・・
最初から外装の可動範囲も含めて設計しなければ,まともなものはできない.今回それを思い知った.
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]⇒@

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