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白黒サイクル

ロボットとジャグリングのブログ。

電大杯

電大杯に参加してきました!

・・・また初戦負け。

学祭シーズンはボロボロですね

「アームにダンパー仕込んでるんですか?」とか「プルプルして使いづらくないんですか?」と聞かれましたが、
ダンパーじゃないですただのガタです・・・・・
ロッドのくせに先端プルプルなので使いにくいったらもう・・・

プルプルしないアームがうやましいですw

アームプルプルに関しては根本的な設計変更が必要なので、今後は良くなったらいいなーという感じです。




さて、今回の変更点ですが、アームをサーボ化(角度制御)して挑戦しました。

アームのサーボ化は初めてだったのでどうなるかとひやひやでしたが、動作的には問題なく、操作はしやすくなったので今後もサーボで行きます。


制御則はPD制御で、定常偏差は気にせず簡単に扱えるものに。

角度センサは光学式のロータリエンコーダREL20(アルファ技研)、信号処理は青mbed、モータドライバはMC402CR(双葉)を使っています。



結果としては、ものすごく扱いづらかった2関節アームが扱いやすくなりました!

プロポのスティックの角度に対応してアームのクランクが動くようになっています。

6Jの左上のスイッチ(5ch)だけでスタート姿勢から戦闘姿勢にかわるので、スタートが楽になって、スタート後止まらなくても戦闘姿勢を取れるようになりました。
(以前は一度止まって角度の調整をしていた)

足回りの信号も読み取っていますので、前進したら自動で戦闘姿勢ってのもできそうです。

戦闘中のアームの位置合わせも簡単で、2関節アームでも何とか動かせるようになりました。
まだ操作ミスだらけではありますが・・・。



問題点その1としては、モータの発熱が酷くなって、少し動かすとあっつあつになって連戦が厳しくなってしまいました。

スティックを大きく倒すと指令値まで全力で動かした後全力でブレーキをかけることになるので、大電流が流れやすい+定常的に少し流れているので熱が下がりにくくなっているのかなと。

同じくサーボ化しているレパードは発熱が気にならないそうなので、ゲイン高すぎるのが原因かな。

とはいえ元々ギリギリのトルクなので、PD制御でゲインを下げると持ち上げられそうにありません。

発熱を抑えるのであれば、ゲインを下げたうえで、積分要素を入れてPIDにするか、攻撃時にブースト入れるかして制御的になんとかするのが楽そうです。

モータ増やしてトルクに余裕持たせるのもアリですが。




もう一つの問題点は、今までの操作癖が残っていて、アームを下げたあとスティックをニュートラルに戻してしまい、アームが上がることでした。

アーム上げたまま突っ込んでました・・・・
操作練習しないとなあ。


と、いうわけでサーボ化を考えている方はそのへん注意ですね。
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JIMTOF

JIMTOFに行ってきました。
今回面白かったのが、ベルハンマーという潤滑油のデモでした。

デモ内容はこの動画の内容で、普通の潤滑油の2倍くらい力加えないと焼き付きしないですよーって内容。



実際やってみると、片手で押しても止められませんでした・・・。
両手で体重かけてやっと。

メータ的には
潤滑油なし:40(単位は不明だがトルクか力に比例する何か)
謎の潤滑油:50
ベルハンマー:100
というわけで、宣伝通り高圧下の潤滑性能が高いようです。

でもこれ、特性といいパッケージデザインといいナスカルブと同じってか、パクリじゃない・・・? と思っていたら、技術提携だそうで。
ナスカルブのノウハウを活かしているとのこと。

メカ要素でよく使う樹脂はほとんど侵さないようですので、各種ロボコンにもいいと思います。
PC、POM、ナイロン、NBRなどに対しては殆ど影響がないそうです。
ギアボックスにも安心して使えますね。

ちなみに今はナスカルブ使っていますが、いい感じに使えています。
今まで使っていたナスカがそろそろ終わりそうなので、次はナスカかベルハンマーか悩みどころです。

かわロボ秋シーズン

秋シーズンですね。
というわけでKHK杯と東京工科大学の文化祭に参加してきました。

KHK杯:2回戦負け
東京工科大学:1回戦負け

とあまり良くない結果ですが、去年スタート台から出られなかったことに比べれば大きな進歩ですw


練習回数を重ねてちょこちょことわかってきたこともありますしね。
2関節アームの動かし方とか
オムニ脚の弱点とか

特にオムニ脚は旋回性向上、モータの発熱減少と色々メリットがありますが
絡み合って前輪が浮くとダメですね。
当たり前なんですが横に動きます


本大会からの変更点としては

・アームユニットのガタツキを減らした
  →操作性向上
・カムのドライメットをベアリングに変更
  →耐久性向上(ドライメットは摩耗しやすい)
・猫シール(KHK杯のみ)


からっ風Pussyfootの回路とmbedプログラム

からっ風Pussyfootの回路とプログラム

今年はついに本大会で自作回路を実装しました!

去年からやり始めて作り直し数回、ESCごと燃やすこと1回
機能は少ないですが、やっと安心して使えるものになりました。


これからいろいろと機能を追加していく予定です。


1.回路機能
○電源系
入力は13.2Vで、サーボとDCDCに供給
(サーボの定格12Vをオーバーしてるので、壊れても自己責任っていうことで)
受信機とmbedへはDCDC(絶縁型)で落とした5Vを利用
絶縁型なのでもしもの時も安心
○入力信号:受信機からのPWM(1ch)
○出力信号:RS485
サーボへのRS485はICを利用
詳細は双葉コマンドサーボのHP(http://futaba.co.jp/robot/systems)の下の方を参照で


2.プログラム
長いので詳細は続きから



からっ風 Pussyfoot

からっ風 Pussyfoot

●概略
6台目のからっ風
からっ風 Jagtでやりたかったことをほとんど実装した機体
チームMiFとして初参加



●参加大会:第21回大会
 予選第3回戦敗退
 敗者復活戦第5回戦敗退
 特別戦出場

●機構概略図




●歩行機構
機構:うしとら脚、スライダリンク
(概略図通り)
モータ:RS380PH
ESC:MC402CR

メイン歩行機構
ギア比:
  初段  80:10 平歯車 m0.5
  2段目  20:8     平歯車 m2.0
  3段目  36:18   タイミングベルト S3M
  合計 40:1

足の半径:55mm
歩行速度(計算値):およそ1.7m/s (モータを200rpsで計算)



●足裏の構造
足裏は前輪を高グリップ、後輪をオムニにした。
直進の加速性能はそのままに、対向2輪のような旋回性能を得ることができた。



前輪:シリコンシーラント t8



後輪:オムニホイール(ウレタン Φ6)
  


中間足 スライダ脚4脚


感想:
シリコンシーラントを使うことで従来(t1のウレタンシート)よりも振動しづらくなり、
さらにオムニの効果で非常に高い旋回性能を得ることができた。
加えて、前後方向はオムニ脚もそこそこグリップが良いため、加速性能は去年より高い。


オムニ脚のメリット
・高い旋回性能 + そこそこ高い加速性能
・モータ発熱が少ない(旋回で無駄なトルクがない)

デメリット
・左右の回転数がずれるとすぐ曲がってしまう(モータ個体差、進角、機構個体差など)
・旋回中心が変わるので慣れないと難しい
・押し合いになると弱いらしい(自分以前にやった人がいるらしい)


高い加速性能+高い旋回性能 → 操作が難しい・・・

ともあれ機動性は上がったので、あとはセンサで補助をいれつつ操縦練習を重ねればいいかなと。
病み付きになるほど滑らかな駆動ができたので、次はこれを有効利用していく予定



こんな感じの足回りでした。



●ベアカム 
 クランク半径10㎜
 去年よりも小型化
 クランク半径は変更なしで10mm
 ボールベアリングの代わりにドライメットを利用
 動きはいいが不良品(下記「失敗事例」で説明)
 固定はM3ねじ+Φ2のシャフト三本で固定





●アーム機構
    



アームのリンクは去年とほぼ同じ。
スライダ溝を曲げることで水平付近では高減速比、垂直付近では高速な動作ができる。
去年との変更点としては、アームを上げすぎると死点に近くなる問題を解決した。

カウンタアームはいつも通り展開式。リンクを少し小型化。

去年は一定以上アームが上がるとトルクが急に落ちる(リンクの特性)ため持ち上がらない問題が発生したが、カウンタアームの位置と下げたことと、バッテリを変更したことにより今年は気にならなかった。

ちなみに左右のアームをつないでいる板を外すと、負荷でフレームが崩壊するので注意>自分。
写真撮った時は板なくても大丈夫だと思ってたので、アームをつなぐ板が無い写真が多いのでさらに注意。

投げた時に横転するのはカウンタアームが内側に曲がるのが原因っぽいので調査が必要。


・アームギアボックス

RS-380PHを2連装

減速比:
 初段   58:12 平歯車 m0.5
 2段目 24:1 ツカサ KUギアヘッド改造品
 3段目 26:10 平歯車 m2 自作歯車
 合計 だいたい300:1
  (水平付近ではリンクでさらに2倍程度減速)

・アームまとめ
アーム自体は去年と大きな変化はなく、リンクが少し変わった程度。
主に去年裂けたフレームの補強に力を入れた。

リンクの特性として、アームを上げると早く動くので操作が難しくなる。
これはサーボ化によって解決予定(2年前から言っている)





●失敗事項

・ドライメットのベアカム
足、アーム共に衝撃に強い構造にするためボールベアリングではなくドライメットを利用した。
構造的につぶれないドライメットであればベアリングのように砕かれることはないと考えたが、
負荷がかかった状態で回すと下の写真のようにドライメットが開いてしまうことがあった。

アームはすぐにボールベアリングに変更した。

足は負荷が小さいためドライメットのまま大会に出場。練習走行会、本大会と数個の交換のみで問題なく動作したが、劣化しやすくメンテナンスが面倒なのでそのうちボールベアリングに変更予定。


アーム軸受けが壊れた状態




●アームユニットの回転機構
 
アームユニットサーボ+平行リンクで上下回転できる。
これにより、普段はカウンタアームを上げて丘を避けつつ、必要なときに下げて攻撃することが可能になった。
ばねで補助を入れているが、トルクの計算上では補助不要。発熱等減らすためにやってます。


代わりに操作が難しくなり、Metalica戦では操作ミスで転倒復帰できなくて負けた。

 メリット:
   ・カウンタアームが山に当たらない&カウンタが高すぎるということもない
   ・カウンタアームを直接動かすより比較的小さなトルクで実現可能
      ->RS405CBひとつで動かすため小型・軽量+角度制御が楽
 デメリット:
   ・関節増えたことによるバックラッシでアームの先端がプルプルして狙いが定まらない・・・・orz
   ・2軸関節になったことで操縦が難しくなり、操縦者が混乱するオチに(半自動化予定)

Fomalhautから問題になっていた、カウンタアームが山に当たって動きづらいって問題はひとまず解決したものの、
アームがぶれるためアームを下げたまま走れない欠点が発生。何とかしなきゃなあ・・・


●外装
アルマイトを試してみました。
利用したサービスは「コーケンアルマBOX30」 色は「青」
箱の中に部品30個まで入れられて送料込6000円くらいなので、かなり安くアルマイトできる。
色ムラ等できるかもしれないらしいが、色つけばいいやって人におすすめ。
アルマイトは素材によって仕上がりが変わるようなので、送る時に材料書いておくといいかも。



アルマイトの様子


以上、やっと戦っても壊れなくなってきたからっ風でした。