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ここでは、工場長の妄想を満たす3DCGがメイン…になる予定でしたが、
何の間違いかリアルにロボットを作るページになりました。(ぉ

「今まで地方(北海道)にいた事が無駄では無かった事の証明の為にッ!!
秋葉原よ!
私は還って来た!!!」


…と言う訳で、次の引越しがどこに行くか判らないので、ヤレルうちにヤッておこうかと。
基本的には妄想と構想を合わせて書き連ねるアイディア帳状態になるのでご了承ください。


妄想まみれの構想
  • フォルム重視で、アニメロボットちっくなヤツを造る、全高40cm前後。
  • パイルバンカー標準装備。
  • サイズやスマートガン、バニシングバスター等の長物を持てる様にする。
  • 不必要なまでに軸数を付けてやる。
  • 機体との通信にはBluethoothを使ってみる。
  • モーターはラジコン用サーボを流用してマイコンに拠る制御を行う。(通称:オレサーボ)
  • 制御系は、メインとなるマイコンから各ノードコントローラー(モーターコントロール用のマイコン)へSCIに拠るシリアル通信で行う。
  • 機体操作にはPS2のパッド(DualShock2)を使用。パッド←→PC←→ロボ。
  • オプションの銃火器は必須かなと。


現在の進行状況
  • Shadeを使ってイメージの作成。(進化の歴史
  • 研究用にサーボを購入。
  • 制御基盤の実験用にAKI-H8-3664QFPを購入。
まだまだ構想段階ですな。
今のお姿
頭部形状を少々変更。
スプリガンのまねっこ立ち。
いや、デザイン的にはMk2じゃなくMk1なんで若干違いますが。

妄想諸元
型式XRSA-001   SPRIGGAN
外寸
(HxWxD)
約400x240x130(mm)
胴体:
   首x2、腰x3
腕:
   肩甲骨x1、肩x2、肘x2
   展開腕x1、肩部接続x1
足:
   股関節x3、膝x1、足首x2、爪先x1
合計:33軸
制御系MPU
   SH2-7047F(BestTechnology)
   50MHz 512kB-SRAM
x1
Node
   H8-3664F(秋月電子)
   16MHz
x10
モータードライバユニット
   μPD16805 x3
x12
MPUからNodeへはSCI(マルチプロセッサモード)による通信で接続。
OS
   重心制御型半自立姿勢制御システム
   「ブライズバラ」
センサーPDS素子(SHARP GP2D12)x1
加速度センサー(AXL202) x2
センサーヘッドに搭載
電源単3型蓄電池x6(7.2V) x2
通常1対(最大3対)



現在の問題点
  • 機構的に膝、足首などの間接部にマイタギアを使用した直交変換軸が存在する。
    この部分の機械的強度と、加工精度に因る動力損出。
  • 他の機体に比べて軸数が10軸近く違う為、既に予測重量が2kgを超えている。
  • パイルバンカーのウマい機構が思い付いていない。
  • 重心等のバランス調整をしていないので、普通に自立できるかどうか。
  • 股関節の軸の順番が順番なので逆運動演算が非常にやりにくい。
  • 構想段階のモータードライバでは最大電流の問題により多分チップが焼ける。
  • 各ノードへの通信にSCIを使うかI2Cを使うか迷いどころ。


フォルム
 細身のロボットが大好きだーーーー!!
 とゆー訳で、
 モノだとSPRIGGAN Mk2、S-ガンダム、ガーランド・バイク、GR・ワイバーン、HI-MACS、AC、ギア・VX-9000などなぞ、
 作品だとセンチネル、メガゾーン23、ガンフェロン、ガングリフォン、アーマードコア、ゼノサーガなどなぞ、
 この辺が工場長のお好みな模様。
 個人的に前面投影面積が小さめなのがお好み。

 今回は変形は無です。
 後が続くならわかりませんが。


パイルバンカー
 必須かと。
 ドリルと迷うところではありますが。
 前腕部や、膝などに装備してそのまま打出しても良いのですが、やっぱり前腕部から展開式にしたいよね!!
 パンツァードラグーンの攻性生物とかGP03のフォールディングアームみたいにッ!!

 他にも肩にエクステンション装備用のハードポイントを設ける予定。


長物



 まぁ、間接部分な訳で。
 作成時のコンセプトとして、広い稼動範囲を実現し高い自由度を持たせるつもりです。
 と言う事で、2足歩行を行うのに必要な間接は、有名機R-Blue4.1を参考にすると
股関節3軸膝1軸足首2軸計6軸
肩2軸肘2軸計4軸
腰2軸首2軸計4軸
の合計24軸(推定)。

 でもって、ニンゲンの間接をほぼ対応させようとすると、
股関節3軸膝1軸足首2軸爪先1軸計7軸
肩4軸肘2軸手首2軸計8軸
腰3軸首3軸計6軸
の合計36軸(概ね)。

 そこら辺を踏まえて、今回作成しようと妄想する機体の間接は
股関節3軸膝1軸足首2軸爪先1軸計7軸
肩3軸肘2軸装備軸2軸計7軸
腰3軸首2軸計5軸
の合計33軸。
 まぁ、足の爪先とかは無くてもイケるんですが。
 これらの間接は角度検出が必要と思われるものです。


通信
 完全に自立して活動するロボットの製作が目標ではないのです。
 主にPCのマンマシンインターフェイスとして動作するユニットとしての位置付けでロボットを作成します。
 と言う訳で、PCとの通信接続機能は必須であり、有線、無線などなぞ、手段が幾つかあるわけで。
 最初のうちはRS-232Cに拠る有線通信接続。
 次がUSBに拠る有線通信接続。
 最終的にはBluethoothに拠る無線通信接続。
 という具合に妄想しています。
 取り敢えず、各々の接続に必要なデバイスは既に購入済みなので後は基盤やデバイスドライバを作ったりする気合と根性の問題です。


モーター
 ロボットを作る場合アクチュエーターとしてモータを選択した場合、幾つか選択肢があると思われます。
  1. 市販品のモーター(マブチとか)と減速機(ギア)を組み合わせて使う。
  2. ラジコン用のサーボを使う。
  3. ハイトルクのモーターでダイレクトドライブ。
  4. 愛と勇気でモーターシステムを自作する。
 1の案では安価で入手性が非常に高いのですが、関節角を検出する手段を別に設けたりしなければならないのでパッケージが大型に成ってしまいそうです、その為コンパクトなシステムには向かないように思われます。

 2の案は大きなトルクのモーターを必要とするとそれなりに高価ですが、入手性、サイズ等ほぼ均一で減速機、角度検出等パッケージ化されているのでシステム的に楽かなと、但し、標準では稼動角が±90°程度なので広角度の間接には向きません。

 3の案では間接部を直接駆動できるようなモーターは一般の入手経路ではまず手に入らないので却下、でかいし。

 4の案は気合と根性と資金(涙)が膨大にかかるので却下、そりゃ必要性能を満たすことは可能ですが。

 今回は、一般的な2足歩行ロボットを参考にしたため、想定サイズが40cm前後なのであまり大型な物は使えません。
 しかも、フォルム重視(笑)なので出来るだけハイトルク、コンパクトのものが望ましい。
 と言う訳で、2の案でいこうかと。

 で、ラジコンサーボを使うのはよいですが、サーボをそのまま使用するのはどうかと思うわけで。
 と言うのもラジコンサーボは、一定幅のパルス信号を入力してやる事により、パルスの幅に合わせた角度になる様になっています。
 しかし、現在の角度を取得する手段を別に用意しなくてはなりません。
 そこで、サーボを改造して使うことにします。
 この改造サーボを「オレサーボ」と業界内では呼ぶようです。(笑)
 今回の改造を行うと制御はマイコンで行うので問題ないのですが、モータドライバを何とかしなくてはなりません。


制御系
 制御系には、ルネサステクノロジー(日立)のSH2-7047Fをメインに、H8-3664F又はH8-3687Fをノードコントローラーに採用。
 SH2-7047Fについてはベストテクノロジーより発売される(4月中旬)極小のマイコンボードが存在するのでこれを使うこととします。
 このマイコンボード、従来から各社で発売されている 7045 系のボードに比べると性能、面積共に圧倒的なアドバンテージがあります。
 いやいや、便利なものです、実にありがたいです。

 H8-3664Fの小型マイコンボードは各社から発売されていてよりどりみどりです。
 しかし、妄想しているモーターコントロールの手段では、マイコンからPWM信号(パルス)によってモーター速度をコントロールするつもりです。
 このことから3664が3ポートのPWM出力が出せるのに対し、3687が6ポートのPWM出力が出せ、1チップでの制御数が倍違うので出来れば3687の方が好ましいのですが、
 いかんせん、市販品のマイコンボードでは発売されていないのが現状です。
 気合と根性と入手経路(コレ重要)があれば基盤から起こして造ってもいいのですが、むしろベストテクノロジーから近い将来で出そうな雰囲気なのでそれを待つのがらくちんかと。


操作
期待の操作にはDualShock2を使おうかと思っているわけですが。
貴方は知っていましたか?あのパッド、ボタンにアナログ入力が付いているだけでは無く、十字キーにすらもアナログ入力が備わっている事を!
私は最近知りました。
さて、それを知るといろいろ試してみたくなる訳で。
しかし、現状に於いて最大の問題点があります。
それは、市販のUSB接続のパッド接続装置ではすべての機能が使えないということ。(Win上で)
一応、解決手段としてDirectPADというプリンタポートにつなげてゲーム機のパッドを使おうという物があるのですが、
今回のコンセプト上、制御PCはノート(SONY VAIO C1)になる予定なのでプリンタポートは外付けに。
しかも、Win2kでやるには一寸めんどくさいので、「どうせめんどくさいならインターフェイスの自作しか!!」
とか言う暴挙に出てみることにしました。
操作モードは幾つか用意する予定です。

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