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ハードウェアの説明 ================== ここでは本研究の実験に用いたロボットの説明をします。 ロボット概要 ------------ 今回はヒューマノイドロボットの最も簡易的なモデルである、3軸のロボットを用いました。 このロボットは左右の足にピッチ方向の軸を、胴体にロール方向の軸を持っており、 胴体を左右に振りながら重心を移動し、足を交互に前に出すことで歩行することができます。 私たちはサーボの種類によって2機のロボットを製作し、実験に用いました。 ### 1．PWM方式のサーボモータを用いたロボット ### [![画像1][image1]](http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/3axis_prs-ff09pii.png) [image1]:http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/3axis_prs-ff09pii.png サーボモータ：[PRS-FF09PⅡ](http://www.pirkus.co.jp/products_servo09.html)（Pirkus製） 電源：LiPo 7.4V 1100mAh (Hyperion製) 使用マイコン：mbed NXP LPC1768 また、このロボットには実験のため、センサを搭載しました。 [![画像2][image2]](http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/sensor_picture.png) [image2]:http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/sensor_picture.png 3軸加速度センサ [KXM52-1050](http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01425/) （入手先：[秋月電子通商](http://akizukidenshi.com/catalog/default.aspx)） 電源電圧：2.7～5.5V 測定レンジ：±2G 感度：670mV/G（標準3.3V時） ### 2．コマンド方式のサーボモータを用いたロボット ### [![画像3][image3]](http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/3axis_prs-s40m2.png) [image3]:http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/3axis_prs-s40m2.png サーボモータ：[PRS-S40M](http://www.pirkus.co.jp/products_servos04m.html)（Pirkus製） 電源：LiPo 7.4V (Hyperion製) PRS-S40Mのマニュアルはこちらをご覧ください。 [PRS-DE07MS/PRS-S40M マニュアル] (http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/HardwareManual/PRS-DE07MS_PRS-S40M_%E7%AC%AC%E5%9B%9B%E7%89%88.pdf)（提供：株式会社ピルクス） ロボットの製作 ------------ これらのロボットは市販されているサーボモータを使用し、 フレームはホビーロボットを自主制作する際に通常行うようなアルミ板の切削加工、曲げ加工等を施して製作しました。 #### (1)板金の切削加工 #### まずはアルミ板からフレームを削り出します。 使用する部材はA5052のt1.5mmのアルミ板です。これは各ロボットショップで購入可能です。 切削加工に用いるDXFデータをそれぞれのロボットに関してアップロードしましたのでご使用ください。 PRS-FF09PⅡ用：【[3axis_prs-ff09pii_frame1.dxf](https://github.com/downloads/s-ryuki/HardwareManual/3axis_prs-ff09pii_frame1.dxf)】 【[3axis_prs-ff09pii_frame2.dxf](https://github.com/downloads/s-ryuki/HardwareManual/3axis_prs-ff09pii_frame2.dxf)】 PRS-S40M用：【[3axis_prs-s40m_frame1.dxf](https://github.com/downloads/s-ryuki/HardwareManual/3axis_prs-s40m_frame1.dxf)】 【[3axis_prs-s40m_frame2.dxf](https://github.com/downloads/s-ryuki/HardwareManual/3axis_prs-s40m_frame2.dxf)】 #### (2)各パーツの追加工 #### 切削できたパーツはバリを取り除いた後、「ねじ切り加工」と「曲げ加工」を行います。 以下の図は「3axis_prs-ff09pii_frame1.dxf、3axis_prs-ff09pii_frame2.dxf」と同様に配置された図面です。 まず以下の赤で囲まれている穴にM2の雌ねじを切ります。 ホームセンサー等で市販されているM2タップをご使用ください。ネジを切る際には切削油を用い、 切り粉が詰まらないように注意してください。 次に曲げ加工を行います。以下の青いラインで各パーツを90度曲げます。 実線は谷折り曲げ、1点鎖線は山折り曲げをしてください。山折りと谷折りが混在するパーツは、曲げる順番に気をつけてください。 なお曲げ加工には板金専用のベンダーをお使いください。 [![画像4][image4]](http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/drow_prs-ff09pii.png) [image4]:http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/drow_prs-ff09pii.png [![画像5][image5]](http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/drow1_prs-s40m.png) [image5]:http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/drow1_prs-s40m.png すべての加工が終了すると以下のようになります。 なお、写真のパーツにはアルマイト処理が施されております。 [![画像6][image6]](http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/Parts.png) [image6]:http://cloud.github.com/downloads/s-ryuki/Pictures/Parts.png #### (3)基板の製作 #### 私たちの実験ではPWM方式のサーボモータを用いたロボットにmbed NXP LPC1768を用いました。 これが信号を受け取り、PWMを3本出力してロボットを制御します。 以下に回路図をアップロードしましたので、これを参考に基板を作成ください。 [mbed_pwm_circuit]() また、McuCommコンポーネント用、SensorModuleコンポーネント用のソースコードをそれぞれアップロードしましたので こちらを書き込んだ上でご使用ください。 [mbed-for-McuComm](http://mbed.org/users/matsu/code/pc-to-mbed-to-servo/) [mbed-for-SensorModule]() #### (4)組立て #### これらのパーツを長さ5mm程度のM2ネジで組み上げます。 その後、頭の部分に重りを取り付け、足裏に体を左右に振るためのパーツを取り付けます。 最後に背中に基板を搭載し、各サーボを接続すれば完成です。 なお、[Robotma.com](http://www.robotma.com/)では「オリジナルロボット製作支援サービス」としてDXFデータを渡せば アルミ板の切削加工を代行するサービスがあります。また、追加工を行うための加工設備も利用可能です。 ほかのロボットショップでもこのような加工代行サービスや施設の貸出を行っているところは多く、 こちらを使えば加工設備が無い場合でも製作できますので、お試しください。 このようなロボットは私たちの研究で使用したサーボモータ以外のものを用いても製作可能です。 各軸間等を揃えたフレームを用いれば、入手しやすいサーボモータを使用してもロボットを動かすことができます。 またアルミの加工が難しい場合は、フレームに[タミヤ社製ユニバーサルプレート](http://www.tamiya.com/japan/products/70172plate/index.htm)等を使用すれば簡単に製作できます。
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