realteck　製作日記

realteckです。
タイトルがどこかのゲームにありそう。

このまえロボットのことを考えながら寝ようとしたら、ふと考えついたこと。
ロボットの足をスタイリッシュにするにはどうするかについてのアイデア。

まあ考えるまでもなく、かっこ良くプラ板とかアクリルの外装でいいんですが。
一年ほど前にロボ・ガレージの高橋さんの本を読んだ時、ネオンかなにかの膝部分に、機械が見えないようにナースストッキングを使っている、みたいな話が載っていました。
そういえばパトレイバーもメカなのにスタイリッシュさがあるというか。あれは関節間がカバーされているからかなーと。
そこで、ロボットの足を普通に組んだ上で、カーボンクロス(またはポリクロス)の端を硬化させ、ネジ止めするなり、マジックテープで止めるなりしてやったら、かなり柔らかい感じの外装ができそうかな〜と。
色つきとか、だとなほ良いですか。

とはいえ平行リンクを包むのは、メカロック機構を考えると少々難しい。
シリアルリンクなら単にサーボ間のフレームを包めるのですが、平行リンクになると、ことさら足ピッチ間では、前後のピッチ間フレームを片方ずつ包んだのでは平行リンクとバレバレですから、屈伸のメカロックもできて、かつシリアルリンクに見せかけられる外装。
なかなかに難しいです。

具体的な画像でもさらせたらいいんですが、外観図は想像にお任せします。
こいつはもう少し考える余地があるかな〜。と思った、日曜の夜でした。

ふわっふわのrealteckです。ふわっふわなパンが食べたい。

以前の記事で書いたジャンプの式(→リンク)で、最高到達高度を考察しましたが、そもそもジャンプするのに必要な条件を整理してなかったな、と思ったので軽く公開。

機体の重量m、重力加速度gとすると、床面に垂直に立っているロボットの足裏にかかる垂直抗力はmgとなります。例えばロボットを持ち上げるときは、この垂直抗力より大きい力を鉛直方向上向き(床面に対し垂直に上方向)にかけることで持ち上げています。
では、ジャンプする(膝を180°曲げている状態から、ごく短い時間で真っ直ぐに足を伸ばす)ときはどうすればよいか。それは、重心にかかる鉛直方向の力がmgより大きければいいわけです。

ここで重心位置が、ロボットが座っている(180°屈伸している)状態から立ったときの高さの差とほぼ同じ距離を上昇する、と考えます。つまり屈伸時から足を伸ばした分の長さの差(全高の高くなった分)と等しいと考えます。
本来、重心位置の立っているときと座っているときの高さ位置を比較しても、必ずしも伸ばした足の長さ(全高の高くなった分)には必ずしも同じ長さにはなりませんが、近似で考えます。
重量は同じくmなので、重心位置が上昇する際にかかった速度Δt、座っている時から直立になった時の高さの差ΔLとします。
上昇時の加速度は運動方程式を整理して出します。加速度aとすれば
ΔL=(aΔt^2)/2より加速度a=2ΔL/Δt^2です

よって2ΔL/Δt^2＞g（＝9.8m/s^2）ならばジャンプすると、自分では考えたのですが・・・

では試しに前回のときに出た数値、ピッチサーボ間80mm、サーボ速度0.045(60°/sec)(ジャンプ高度は計算上30cm)を入れてみると
ΔL=80mm*2=160mm=0.16m
Δt=0.045sec*(90°/60°)=0.0675sec
よって重心の鉛直方向の加速度はほぼ70(m/s^2)なので条件を大幅に満たしています。
この速度を自分の持っているKRS-788HVの0.14(60°/sec)に置き換えたら7.26(m/s^2)と条件を満たしていませんでした。そりゃ飛ばへんわｗｗ

そんなサーボスペックにがっかりしたここいらで終了。
カテゴリもかなりいじりました。空ロ研なんてなかったことに(ﾟДﾟ )ﾅﾆｶ?
最近はアクセル・ワールドに感化されて、電脳メガネ的なものを考察したり。
うぽって！！を見ながら歴史を学べば飯が美味い。以上

いつもニコニコ、日本の中の迷える浪人、realteckです。(ニャル子さん風に)
じょじょに暑くなってきました。気づけば明日は模試。去年もこの時期に受けたのが最初だった気がします。
一年間を無駄にしないよう様々な分野へ手を伸ばしつつ、でももうこんな生活はうんざりです。
でも浪人は決してそんじゃないのが、世間の評価らしいのですが、そんなふうに思えないのも、ならではです。

さて、前置きはこれぐらいにして、今回のタイトルはチューニング。

そもそもチューニングとは「バランスを取ること」ですが、一般に車などでは、よりその能力を上げていくことを意味します。
市販のロボットに関しても同じ事があってもいいはずで・・・って考えに至るのも至極当然です。
普通は設計を変えなきゃならないし、そうするなら１から作ったほうが何かと便利ですが。

ところでスズキの車にスイフトってのがありますが、アレはWRC(ラリー)用のスーパー1600なんてのがあって、市販車をベースにやる大会に出てます。(1600は排気量)
だからロボットもロボットバトルでrp(ロパ)、重量に縛りつけた大会が増えてくれればなあ〜って最近思います。
(例えばrp1600、1600g以下とか。1.8kgSRCみたく、rp2200、1800g以下とか。まあ言ってるお前がやれって話ですが)


いや、そんな話がしたいわけではなく、なんかロボビーナノを改造したくなって
とりあえずU1kg用にサーボ数を倍に増やし、というかオールダブルサーボ化して、カーボン化したい。
でも結局あのサイズでは厳しいのが現実。ここ一週間はそんな考えが行ったり来たり。
考えが浮かんでもんもんと考える日々である。

※空ロ研は「ロボットネタの雑記」そんなくくりで見てあげて下さい。なんでこんなジャンルを作ったかは不明です(笑)。

ネタが切れたrealteckです。
なんでネタを続かせるために新シリーズ。その名も「空想ロボット研究室」略して空ロ研。
※言っておくが路研(路上観察研究会)ではない

現物と時間が不足したためのネタ切れなので、脳内で考えたアイデア垂れ流しのコーナー。
いずれ考えをまとめていくとして、直感と感に任せて「これってこうすればこうじゃね？」ってのを検証せずに垂れ流す。
機械の製作者としてはありえない路線。

まず軽量化というよりカーボン化でどれだけ軽くできるか。密度は
アルミ(A5052) 2.68g/cm3
CFRP 1.5~1.7g/cm3

アルミ対CFRP重量比は0.6ぐらい。
300gのアルミ板一枚が同面積(同厚)で180g。価格と加工性ぐぁ
つまり、肉抜きで半分の面積を落とすとカーボンそのままでの使用と同じ重さ。
じゃあ半分ぐらい肉抜きすっか→詰んでる状態

バネの固定法とか調べることがうがぁ。そしていまに至ります。


※今後空ロ研はこのメモ書きのようなテンションでお送りします。ご了承下さい。

嵐といえばお遊戯会で踊った、realteckです。
タイトル通り、告知通り、スワップサーボのレポです。
そのまえに最終結果を言うと失敗しましたｗ。
基盤からはモータのプラスとマイナス、そしてアース(と思う)線が出ていました。ハンダ付けする前に配線を仮付けして、グリグリ動かしてたんですが、さあ配線ってときに、アースとプラスを接触させて(←バカッ)、プチッ、シューってな具合に煙が出て、とくに焼け跡は見つからなかったけど、上手に焼けてしまったみたいです。

ただ仮止めの段階で動作は確認できたので、またサーボ買ってくれば作れることもわかりました。
では画像を踏まえて紹介。※改造はくれぐれも自己責任で
今回は台湾製サーボ「GWS S03T/2BB」内のモータ(サイズ的にはRF-130CH)をSTL JAPAN社の「HS-A1SG」にスワップするというものです。スペックはググってくだされ
で、まずS03を分解したところ

まさか接着剤がこんなに多いとは。あとでわかりましたがポテンションも接着剤でした。


次にギア部分。本当は金属製のを買おうとしましたが、焦ってプラスチック製。
ベアリングはポテンションとファイナルの軸受けの二箇所に圧入されていました。


テキトーに分解。ギアの置き場所はケースの配置順。


予想通りケース内に収まりきらず、出力軸側にネジ穴を開けてモータを固定し、反対側はモータの径とぴったりに穴を開けてとりあえず収めました。この時点では配線もまだしていません。
あとはサーボテスターが届くのを待ってからの作業。


待つこと３日ぐらい？予想より早く届きました。→アドレスリンク
こいつは中央パルスが760μsと1520μsの２つで、中央位置を出すにはKONDOやJR使用者は1500μsを選ぶべきなのですが、対応電圧が12Vまでカバーしてることと、中央を出す必要はなく、動作確認が出来ればよかったので、これにしました。
KRS-788HVを繋いでみましたが、普通に動きます。若干回りきらないのはご愛嬌。


配線仮付けの前に撮影。ポテンションを引きずりだす意味は無かったので、今思えば何やってんだかという感じ。


臨終後の図。やはりアースを甘く見たのが間違いだったか。
このあと電源を入れると応答性よく煙が出てくれたので実験は中止。

実際に動かしてみた感じですが、パワーはそこそこに、速度はかなり上がった感じがします。
固定がもう少し綺麗に出来れば、使っても全く問題ないと思います。
速度、トルク、ともに測れなかったのが残念。

スワップサーボ第一弾はこれにて終了。
そもそもブルジョワサーボに安く自作で組んで匹敵できるものを作れるか、なんて思う事自体負けていたような。
スペックよく組むよりは、日本製の安心できるものを買ったほうが、金額は高くてもいいのかもしれない。ですね。
モータ径が小さいのもあり、モータ固定の際にモータ固定用のネジの穴をプラスチックケースに開けるのに手間取りました。
φ17mmで安いモータ(かつそこそこのスペック)があればいいんですが・・・。次は鉄道模型のモータかな。
基盤ショートはアホとしか言い用がない。トライアンドエラーでむしろ学べたと考えたい。

この製作にあたってはDr.GIYさんのカンファレンスの資料をかなり参考にしました。
偉大なる(サーボ改造の)先人の皆さんに感謝します。