« 2014年6月 | トップページ | 2014年8月 »

2014年7月

2014年7月29日 (火)

「ROBO-剣」競技用ロボットで書道の一発芸

「ROBO-剣」競技用に作ったアームロボットに筆を取り付けて字を書いてみました。ROBOT JAPANの一発芸部門で何か発表したいと考えていて思いつき、急遽作ったものでした。(今回はスケジュール都合により参加しませんでした。)

これは、人間がロボットを手で持って動かした際の各関節の角度の変化をすべて記録し、そのまま再生したものです。ロボット用サーボモーターの角度検出機能を使っています。筆に墨をつける動作と字を書く動作は個別に記録して繋げてあります。

Cimg1927

左がロボットを手で動かして書いたもの、右がロボットが動作再生により書いたものです。細かい部分がやや再現出来ていないのがわかります。外的要因として筆先の変形がいつも一定ではないこと、内的要因として機械のたわみやギアのバックラッシュによって角度が正確に記録できない、あるいは再生時に偏差が出ることが原因として考えられます。後者を見越して、なるべく動作を大きめにしながら書きました。

技術的には特に難しいものではありませんが、ある意味人間らしい動きをするのでなかなか面白いのではないかと思います。

おまけです。記録したデータを再標本化して縮めると、動作を速くすることもできます。試してみました。とはいえ、本来はすべての関節を協調して動かさなければならないところを無視して関節角度の目標値を送り続けているだけですので、途中から追いつかない場所が出始めます。

このロボット(の制御方式)は字のことはおろか、紙や筆の存在すら知らないのでこのようなことが起こります。普段我々人間がすることを考えると、紙に字を書くという動作の目標、また字がそれらしく見えるようにするためのコツを知っているので同じことを言われてももう少しうまくこなすでしょう……というふうにつなげると、ロボット工学や人工知能にあるいくつかの分野の入門講義の前置きになります。

| | コメント (0) | トラックバック (0)

2014年7月13日 (日)

センサー類をまとめたコネクタ

Cimg1684 Cimg1685 Cimg1686

車体前方、グリッパー周辺のセンサー類の配線をまとめたコネクタです。ケーブル側は、ユニバーサル基板を切ったものにピンソケットを半田付けした上で半田面にビニル導線を半田付けしたものです。

  • PSD距離センサーx3
  • グリッパー先端の対象物センサー
  • カメラ用白色LED
私のロボットの電装系設計の基本方針として、必要ない個所はコネクタにしないというものがあります。特にセンサー類の配線は末端側にはコネクタを設けず線を半田付けし、中央側にのみコネクタをつけるようにしています。これは、コネクタを付けるスペースを節約するためと、コネクタに起因する接触不良や半田割れ、断線等を予め防ぐためです。
一例としてこのグリッパー先端のセンサーは、完成して動作が確認をあらかじめ行った自作回路ですので交換部品と交換するということはありません。そのため配線は直に基板上のパターンにはんだ付けされています。一方、マイコンを載せている基板は順次機能を追加しながら作っているため、回路変更を行う際に取り外して作業を行う可能性があります。そのためここだけ外せるようになっていると便利ですので、コネクタで脱着できるようにしました。
また、コネクタの数を減らすためにまとめられるものは1つのコネクタにするようにしています。理由は素早く取り外せること、マイコン基板の大きさと空間が限られているので多数の基板側コネクタを設置できないこと、コネクタの脱着の際に隣のコネクタを触って断線を起こすおそれがあること等です。
ただ、今回は少しまとめすぎたかもしれません。グリッパー部分をシャーシから完全に取り外すにはPSD距離センサーも外さなければならない、といような不都合がありました。

| | コメント (0) | トラックバック (0)

2014年7月12日 (土)

グリッパー先の対象物センサー

グリッパー先端の対象物センサーの回路です。

Cimg1679

Hand_sensor

上の回路図で点線の枠は、回路基板の分割の仕方を表しています。枠から出ている線がケーブルになります。右の指に受光部を含むセンサー用IC(S7136)、左の指に赤外線LEDを取り付けてあります。CPU基板とは電源+・GND・信号の3本の線で接続します。

Cimg1677 Cimg1678

実際に大会に出場したロボットの回路は少しだけ違っています。トランジスタ(2SA1015)を使うことで赤外LEDにICのカソード端子の許容容量以上の電流を流すこともできるようにしていました。しかし、結局赤外LEDと直列に入れる抵抗を100オームにした状態で十分でしたので、実質は上の回路図と同じ状態です。

| | コメント (0) | トラックバック (0)

« 2014年6月 | トップページ | 2014年8月 »