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2006年7月11日 (火)

週刊myRobotを作ろう⑬

■正面を向いたmyRobot (画像クリックで拡大します)

Id01_18_06 このところmyRobotで気になる「首のずれ(ヘッド部のニュートラルのずれ)」の対処を行い成功しましたのでレポートします。

最初にオプチカルエンコーダーディスクの動作を分析(赤外線)し、動作原理を解明してから対処方法を考えました。
Id01_18_04_1 オプチカルエンコーダー部分を赤外線で見ると左画像のようにかなり明るくスリットを照らしていました。
撮影はビデオの赤外線ライトを消してナイトショットで撮りました。イニシャライズ動作の様子を動画で撮影しました。
FLASH動画をアップしました。200KB15秒くらいのショートムービーです。再生はエンドレスですので適当なところで、プラウザーの戻るボタンで本文にお戻りください。
オプチカルエンコーダー部分を赤外線で見る映像

◇動作原理
Id01_18_05s 画像はオプチカルエンコーダーディスクとギア(首の回転用)部です。
myRobotを裏返し下から見上げた状態と思ってください。
番号(左右1~6)の振ってあるのが12個のスリットです。

イニシャライズでディスクが回転し、エンコーダー読み取り部分が左下(紫矢印)の位置まできます。
すぐ反転してスリットを6個(6、5、4,3,2、1)カウントしてセンター位置で停止します。(赤ライン)
このとき首の位置(水色ライン)が半スリットずれているため、センターが若干右向きの状態になっているわけです。
◇音源探知動作
皆様ご存知の通りパルス(乾いた)音の位置により2通りの動きをします。
 ・ となりの矢印(目LED赤・オレンジ)まで動くとき
   (スリット3個カウントしてスリットの間で停止)
 ・ 2つ先の矢印(目LED両目とも赤)まで動くとき
   (スリット6個カウントしてスリットの間で停止)

■対処方法
動作原理が分かると動作ロジックはROMに書き込まれているのでいじれませんので、オプチカルディスクの方をいじってみることにしました。
オプティカルエンコーダーディスクは、改造するか、同等品を作成する方法があります。
まず先ほどのオプチカルエンコーダーディスクを「スキャナー」か「デジカメ」で撮っておきます。
そして画像ソフトを使って「スリットのある外側」と「丸いと四角の穴がある内側」を約6.5°ずらして編集し「改良型エンコーダーディスク」の画像を作っておきます。
私は後の処理を考えて、円の中心点を出しておくことにしました。Id01_18_11s_1

◇オプティカルエンコーダーディスクを作る
私は先ほどの「改良型エンコーダーディスク」の画像をOHPシートに実物大(直径48mm)で印刷してディスクの代用品にしようと考えました。
OHPシートは薄いので一枚ではスリットの光が遮られないことも考えられますのでディスクを3枚並べて印刷しました。
Id01_18_09_1 「円形(コンパス)カッター」で丸く切りとり3枚を重ねてセットしました。
おそるおそる電源をONにしましたが、イニシャライズ動作の途中でエラーになってしまいました。どうやらOHPに印刷されたスリット3枚だけでは光の遮断が足りないようです。
厚紙に印刷して対処しようとも考えてみましたが、平坦なために「首に接合する部分のフィット感」が良くありません。
本物のディスクを見ると丸い穴付近の微妙な突起が首とギアとをうまく接合しています。
後々の耐久性を考慮してOHPシートだけの代用品はあきらめる事にしました。

◇オプチカルエンコーダーディスクの改造
「ここまで来たら10年目!ええい!ディスクを輪切りにしてくれる・・・・!!」
とも思いましたが、自分の腕前は良く知っているつもりですので、ねんのためオプティカルディスクの梱包されている「10号のバックナンバー」を予備に購入しておきました。

Id01_18_10s まずオプティカルディスクのスリットのある「スリットのある外側」と「丸いと四角の穴がある内側(画像赤い部分)」を切りはなします。
私は100円ショップで購入したカッティングマットに下から「OHPに印刷したディスク」「オプティカルディスク}の順に両面テープで動かないように貼り付け、先ほどの「円形(コンパス)カッター」で切り抜き作業を行いました。
その際、OHPに印刷したディスクにある中心点が役に立ちました。
オプティカルディスクは柔らかい樹脂製ですが厚みが1mm近くあり、切り抜き作業は何回も少しづつ表面を削っていく要領で行っていきます。
私は厚さ3/4くらいのところでしびれをきらし裏からカッターナイフで無理やり切り離したために切り口が汚くなってしまいました。
おかげで両方の切り口にヤスリをかけて整えましたが、結構時間を要してしまいました。
先ほどのOHPに印刷したディスクを円形に切り抜き、外側と内側の夫々のディスクを薄い両面テープで貼り付ければ完成です。
ディスクを貼り付ける際に、スリット・丸、四角穴に完璧に合わせることと、
外側と内側のディスクが水平に(横から見て一枚に見える)なるように貼り付けけます。ゆがんでつけるとディスクの厚みが増えてオプチカルエンコーダーのヘッドに当たって円滑に回転しなくなります。
改造前のディスク(左)と改造後のディスク(右)画像です。
Id01_18_13s 「穴が中心線」から「スリットが中心線を通っている」に変更されているのがお分かりいただけると思います。
Id01_18_12s この画像はギアを合わせた状態ですが、スリットの中心(1と1の真ん中)にギアのとんがり部分がくるようにするのがポイントです。
中心がずれていると顔は正面を向きません。修正は両面テープで貼ってあるだけなので簡単にできます。内側ディスクをはがし、位置を微調整して再貼り付けすればOKです。


◇組立て・調整
まずヘッド部とエンコーダーディスクとギアをネジでとめて、オプチカルエンコーダーのヘッド部が軽く動くかチェックします。動かない場合は内外のディスク接合が水平についてない場合です。このまま本体に取り付けるとモーターを壊す恐れがありますので、水平に注意して再貼り付けを行います。
そして完成したヘッド部をボディに取り付け、以上で改造組立て処理は完了です。

◇動作テスト
Id01_18_07_1 今回はオリジナルのディスク+OHPディスクを使用しているので、スリットによる光の遮断は問題ないはずです。
電源ONでイニシャライズ動作を行い、そしてついに本当の正面を向きました。
何回も電源を入れなおしてテストしましたが、イニシャライズ後本当の正面を向きます。
音源方向探知動作は全然問題は発生しませんでした。以前は全体的に右にずれていましたがどのボジションでも矯正されていました。
テスト風景をビデオで撮りました。
FLASH動画をアップしました。700KB45秒くらいのムービーです。再生はエンドレスですので適当なところで、プラウザーの戻るボタンで本文にお戻りください。
Center位置改造後の動画映像


正面を向いてるかのチェックは以下の方法で確認できます。
画像のように、取り付けたときボディ下側から覗いてヘッド部が正面を向いているかチェックします。
Id01_18_08s ヘッド部の前後合わせ目の線(上の赤いライン)とボディ肩の線(下の赤いライン)が水平になっていれば完璧です。
この画像では完璧に水平になっていませんが、ヘッド部の回転は多少遊びがありますのでご愛嬌ということで我慢することにしました。
結局、10号のスペアパーツは使用しないで済み、大事に保管することにしました。

◇反省と感想
myRobotを作り始めて感じたことは「myRobotを通じて色々な道具の使い方やアイデアが学べた」事です。
ドライバーの基本的な使い方から始まり、今回の改造ではコンパスカッターの使い方やOHPの活用まで色々なことが習得できました。
今までキットの作成では完全に動作したためか「作りっぱなし」が多かったのですが、myRobot設計者は問題点を考えさせるために色々ワナを仕掛けてあるのか?恐るべしmyRobt・・・・です。

尚、改造をされる方はあくまでもご自分の責任で行ってください。
当方、一切責任は持ちません。

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コメント

のびた21さん

トラックバックして頂きありがとうございました。
お話に出てくるダンボールの使い道、アイデアしだいで色々使えそうですね。
そういえば私もディスクの輪切り作戦の時、そのダンボールを利用してディスクの凹凸面を平らになるような台をつくりました。

それから、のびた21さんも中通しをお考えのようですが、先ほどやっと記事をUPしましたので、ぜひご覧ください。

今後とも色々なご意見お待ちしております。
ありがとうございました。

投稿: ふみのへや | 2006年7月24日 (月) 00:35

無言でトラックバック貼らせて頂きましたこと、お詫び申し上げます。

同じ結論に達している方が居ると知って、
大変うれしく、勝手ながらトラックバックさせて頂きました。

予備を購入というリスク対策も備えての
輪切り作戦 すごいですね^^

私も、そう行きたかったんですが
実物を加工する力量も度胸も無かったので、
毎号大量に入っている段ボール紙を使いました(笑)
ダンボールなので細工は簡単ですが、紙の繊維がボソボソと出て、精度は低いですが、
かなりの方が、デ社に問題提起しているようなので
そのうち何らかの回答があるであろうということで
良しとしました^^;

イタリアンテイストって事で、「そういうものです」で済まされるかもしれませんが。。。

次は、ケーブルの中通しですか!!
完成品を見て、どうしても気になるあのケーブル。
私も中通しを考えていますが、
今後の展開が不透明なので躊躇していました。
 掲載を楽しみにしております。

それでは、今後ともよろしくお願いいたします ^^

投稿: のびた21 | 2006年7月23日 (日) 15:22

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