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2006年10月 9日 (月)

週刊myRobotを作ろう(28)

更新情報 「動画1」をアップ」しました(2006/10/12)
更新情報 「ヘッド・ボディ部を載せて・・・」(2006/10/16)
更新情報 「ボディを乗せた動画2」をアップしました(2006/10/16)
更新情報 トピックスを追加しました(2006/10/17)


やっと32~33号が届きましたのでレポートします。
Id01_31_16 音声モジュールが日本語対応の為かリリースが遅れ、33号に後輪ステーがついてきました。
後輪ステーは腰モーターボックスの垂直維持機能に密接な関係があり、それのテストをする良いチャンスです。
それでは前回組立途中の「腰モーターボックス」を完成させましょう。

■腰部モーターボックスの組立(その2)
◇仮組み
掲示板を見ると、他のモーターボックス同様、「プーリー付きウォームギア」の問題が取り上げられています。
ヤスリその他の工具類を手元に用意して、モーターとプーリー付きウォームギアだけをセットして1.5Vで動かしてみましたが、なんの問題もありませんでした。
試しにグリスアップを行わないで、1.5Vで動作テストを行いながら次々にギアを追加してみましたが、全部セットしてケースを仮閉じても動いてしまいました。拍子抜けとはこの事です。
一度ばらしてから、いよいよ組立を開始しました。

◇ギアボックスの組立
まずモーターの組込み時に注意ポイントがあります。
Id01_31_15モーターをセットする時、コード(白黒)端子がケースの切り欠きにうまくフイットするように調整してください。
これを行わないと後でケースがうまく閉じません。

モーターとウォームギアを取り付けたら、8つあるギアを1から順に取り付けていきます。
腰部ギアボックスは2系統のギア郡で成り立っています。
①パワー部(1~4番ギア)と②垂直シンクロ部(5~8番ギア)です。

◇パワー部(1~4番ギア)
ギアダウンしながらモーターのパワーを増幅させ、4番ギアに出力します。
Id01_31_13 ウォームギアの後に4枚(1~4番)のギアが順に噛み合っています。
グラッチ付きの2枚構成の4番ギアが駆動力出力ギアとなり、垂直シンクロ部のギアにパワーを伝えていきます。

◇垂直シンクロ部(5~8番ギア)
駆動力出力(4番ギア)の両側にある2組のギア(緑色)に伝達されます。
Id01_31_14_1 これらは左右対称のギア構成で成り立っています。
ギアを其々並べるとギアの直径・歯型については、全く同じ事がわかります。
5番ギアと7番ギア(緑色)
6番ギアと8番ギア(青色)
Id01_31_12_1 つまり左右2組の同形状のギア郡が同じ角度で動く事により、左右がシンクロされることになります。この動きによって前号でご説明したとおり、補助輪ステーの持ち上がる角度と、ID-01のボディケース接続部分とが同角度で動く事になり、 ID-01が直立を維持することになります。
左端の8番ギアはさらにエンコーダーのギアを動かしており、動作範囲のコントロールが可能になっています。

◇グリスアップは重要
これだけのギア数になると、総抵抗値=各ギアの抵抗値×ギア数になり、各ギアの抵抗値を下げる事がいかに重要かがお分かり頂けると思います。
重なる下の部分にもグリスアップが必要なので、1番ギアから組み上げながら順に塗っていきます。
私はギア部とギアシャフト部、それと軸受けに筆でグリスを塗りました。
以上の方法でギアケースを組み上げ、1.5Vで動作テストを行うと軽快な音で動きました。
この水平維持のシンクロ機構はギアを使わずに、ラジコンなどで使われているリンクとロッドでも同様の動きを簡単に作りだせます。ところが1Kg以上の重さのボディ・ヘッド部を支えるとなるとかなり頑丈に耐久性のある素材で作成しなければなりません。
それに比べID-01のようにギアを使用すると、シンプルでスマートな形になりますね。

◇垂直シンクロ機構の可動テスト
せっかく33号で後輪ステーが付いてきたのですから、簡単なリフト動作のテストを行いました。
後輪ステーは左右に分割されていますが、今回付いてきたのは右側部分です。
片方だけでは手で押さえていなければいけませんので、ありあわせの金属片で簡単なコの字型ホルダーを作成し、さらに自立するように残りの金属片で簡単なスタンドを付けました。
Id01_31_17
今回の動作テストは、上下方向ともに動作範囲が限られているため、低速の3Vで行いました。電流は0.25~0.28A位でした。
◇動画1
FLASH動画をアップしました。
1000KB 41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。
Moterbox Test Movie 腰モーターボックス・垂直シンクロテスト

今回も、以前ご紹介したギアボックスチェック用テスター(自称"Robot Checker1 for Motor")が非常に役に立ちました。

◇ヘッド・ボディ部を乗せて1.5Vで上下出来た!
腰部モーターボックスとボディケースとのジョイント部はガッチリと固定できる方法が見つかり、併せてテスト用スタンドを作成し、自立して腰のリフト上下とサウンド追跡が出来るようになりました。

いよいよテスト開始。
腰部モーターボックスとヘッド・ボディ部のジョイントを行い、テスト用スタンドにセットしてテストを行いました。
1Kg以上のヘッド・ホディ部を搭載して3Vでテストを行いましたが、どうしたこと事か元気がありません。
電池のへたりに気付き交換したところ、元気を回復しました。
もしやと思って1.5Vにレンジを切り替えてテストしたところ、しっかりと上下のリフトができるではありませんか。上昇速度は遅いものの感激でした。
このモーターボックスはまるでモンスターボックスですね。

Id01_31_22 テスト用スタンド(画像1)と、腰部モーターボックスとボディケースのジョイント部分(画像2)です。
かなりの加重とモーメントが掛かりますので、金属プレートで作成しました。

Id01_31_23_1 モーターボックステストの様子を動画で撮影しましたので宜しければご覧ください。 
◇動画2

FLASH動画をアップしました。垂直を維持している様子がご覧になれます。
1800KB 46秒と1300KB 36秒の2つのムービーです。
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。
Moterbox Test Movie (with  Head and body) No.1 (4.5V,3.0V)

Moterbox Test Movie (with  Head and body) No.2 (1.5V)
さすがに1.5Vではスローモションを見ているようですね。上りは下りの1.5倍の時間がかかりました。
(2006/10/16)

◇腕用モーターボックスの固定
ネジ4本で左右腕のモーターボックスを固定します。さらにマイク用ステーの右側のネジを付属のネジで止めます。
この作業はもっと早い段階(腕取付け直後)で行えば良いのに、何故この時点で行うのか良く分かりません。
Id01_31_18 作業手順として、私はマザーボードと右側の腕モーターボックスを外してからマイク用ステーのネジ止めを行い、左右腕のネジ止めを行ってからマザーボードをネジ止めしました。

◇あとがき
これだけの機能と技が凝縮された組立キットは、あまり見たことがありません。
組立をしながら、さらに色々なわざが研究でき習得できる、ID-01はまさに「機能と技の玉手箱やー!」ですね。

今回から音声モジュールは積み残してはいますが、第4ステージが始まり、走行部の組立も始まりだしました。走行部のモーターはさらに大きくなり、面白そうですね。
自分流の完動するID-01を目指して頑張りましょう。

■トピックス
イタリアディアゴスティーニのパーツリストにNO57が追加されました。
これで左右両輪のタイヤまでが揃ったことになります。
PDFのマニュアルNO57に載っていた左右両輪の画像です。いよいよ次回は走行部とボディ部のドッキングになるのかもしれません。
楽しみですね!!

(2006/10/17)
Id01_31_24

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コメント

ふみさん おはようございます。

さらに工夫された組立て説明、解りやすいですね^^。画像処理ソフトは何を使っていらっしゃるのでしょうか?ブログ開設も考えているのですが、写真は大変重要にツールとなると思います。処理ソフトの選択と操作法を勉強するのが大変なのと、公開する以上、更新が重要ですので、躊躇しているのが現状です。

さて、私のロボは今まで、モーターボックス組立てごとに事前テストをした上で進めてきましたので、さしたるトラブルもなくきましたが、ここにきて、マザーボードを取付けて以来、2度お辞儀とタッチセンサーの感度低下に悩まされています。

コネクタの接触不良改善、配線引回しの見直し等等をやってみましたが、トラブルを回避できません。チルト制御のエンコーダに触った際に、一時的に回復したことから、ここを集中的に再確認していますが、見通しは暗そうです。

エンコーダディスクの外周間際にセンサーが位置していたりしているのがわかりましたので、ここを再度見直してダメであれば、デアゴ社に点検を依頼するしか方法はなさそうです。

ブラックボックスが多すぎるのと、オシロがないこともあり、これ以上のチェックが出来ないのが歯がゆいところです。

投稿: おにゃにゃ | 2006年10月12日 (木) 07:58

おにゃにゃさん こんにちは

GIF動画は色々なサイトを見て参考にさせて頂きました。
画像ソフトは"Addbe Photoshop"をメインに、補助用にいくつか他のソフトを使用しています。
GIF動画は "Ulead GIF Animator"を使用しました。

ブログ開設をご検討のようですが、待ち遠しいですね。
情報通で問題意識の高いおにゃにゃさんのブログは、ID-01の人気サイトになるのは間違いなしですね。
期待していますので、開設を前向きに積極的に検討してください。お願いします!

それから、ID-01トラブルの件了解しました。
同件を掲示板にも書き込まれていましたね。

私のID-01のマザーボード側の白3ピンコネクターを外し電圧を測ったところ、6.45Vと3.07Vでした。
電圧が低いのは充電電池"Eneloop"でしかも残量が減っているせいかもしれません。
マザーボードの白3ピンコネクターを抜いているにも関わらず、胸のLCDディスプレイには6.4Vと3.9Vと表示されていました。
どうやらヘッドコントローラーの入力電圧を表示しているわけでは無く、マザーボードの出力電圧ではなくバッテリーからの入力電圧を表示しているのかもしれませんね。
私のID-01はロジック出力側が3.07Vでも正常に動作していますので、おにゃにゃさんのID-01がどうして語動作するのか良くわかりません。
コネクタの接触、引回しのチェックともに問題が無いようですが、あとはエンコーダーのセンサー位置のチェックだけですか・・・。
3号のモーターボックスをまるまる交換してみるのも一つの手かもしれませんね。

昔のオシロなら持っていますが、果たして動くかどうか・・・。
なんでしたら動作するかチェックしてみましょうか?


投稿: ふみのへや | 2006年10月12日 (木) 13:07

 ふみさん こんばんは。
 やはりPhotoshopをお使いでしたか。いろいろと勉強してみて、ブログ開設を前向きに検討したいと思います。

 さて、私のトラブルですが、今日は朝から格闘していますが、未だに解決出来ていません。( iдi )少しだけ解ったことは、タッチセンサーボードに別電池ボックスから直接4.5Vを印加すると、2度お辞儀とセンサーの感度低下も回避することが出来ました。この状態で、印加電圧を3.0Vに低下させるとトラブルが再発します。

 このことからタッチセンサーボードが疑わしいので、このボードに接続されているPULSEコネクタの電圧を測定すると、別駆動の印加電圧が4.5Vの際は3.4Vで、3.0V印加で3.0Vとなるため、この信号は、タッチセンサーボードからの出力と思われます。

 これらを総合すると、タッチセンサーボードの可能性が高いと思っていますが、いかが思われますか?ご意見いただければ幸いです。

 なお、テストするにあたり、他からの影響を排除するため、ヘッドコントローラからマイクやLED関連のコネクタとBUSケーブルは抜いています。

 

投稿: おにゃにゃ | 2006年10月14日 (土) 19:38

おにゃにゃさん こんばんは

朝からトラブルの対処、本当にご苦労さまです。
私も、ヘッド・ボディ付きの腰上下スタンドを一日作成していまして、約8割位できました。
中途半端ですが画像をアップしておきました。

おにゃにゃさんの話で気が付いたのは、3.0Vと4.5Vの2種類の電圧で比較されているようですが、中間3.1V~4.4Vのどのあたりで現象が出るかあるいは解消されるかの分岐点も知りたいですね。対処方法があるかもしれません。
原因究明が先か、対処が先か、どちらを選択肢しましょうか?

ヘッドコントローラーとタッチボードの因果関係については推察だけでは誤った結論が出る可能性があり、やはり実測してみないと分かりません。
腰上下スタンドを片付けたら、私のID-01の状態を測定してみます。

秋の夜長を対応に苦しみながら、プロセスを楽しみましょう。
おやすみなさい。

投稿: ふみのへや | 2006年10月15日 (日) 00:35

おにゃにゃさん こんにちは

やっと腰部モーターボックスのボディ載せテストと撮影が終了しました。動画アップしたので宜しければご覧ください。

それから、おにゃにゃさんの訂正コメントで本文を編集させていただき、訂正分は削除させていただきました。ご了承ください。

モーターボックスのテストが終了し、ID-01をやっと元の姿に戻しましたので、いくつかのテストを試みてみましたのでレポートします。

タッチセンサーボードからヘッドコントロールボードにきている「PULSE」をカットしたところ、イニシャライズ左右回転後、首チルトの上下運動が止まらなくなり、LCDディスプレイの表示も「Redy」→「Macro」→「Head」の繰り返しになり、Aボタンを連続して押下し続けている状態になりました。
電圧が低下するにつれ、きっとこれに近い状態になるのでしょう。
他のテストではこれといった収穫はありませんでした。

「掲示板」を見ますと、電源ノイズによる誤動作の事が書いてありましたが、ノイズ発生源である各モーター(パン・チルト)のコンデンサーのハンダをチェックしてみる価値はありそうですね。
その他のノイズ要因をチェックするためにオシロを使うまでも無いと思います。
また他の方法でチェックしてみます。

投稿: ふみのへや | 2006年10月16日 (月) 16:59

 ふみさん こんばんは。
 テスト用スタンドは、ホームセンターでも入手出来そうな部品を加工して、うまく組合わせて作成されましたね。かなり手間が掛かったのではないかと思います。ボディとのジョイント部はインシュロックで縛り付けられているのでしょうか?

 モーターボックス単体では1.5Vで弱々しく稼動しているのが、トルクが結構あるのでしょうか、ふみさんの実験で確実に上下するのを拝見して、正直驚きを隠せません。

 さて、私のトラブルですが、結論から書きますと、デアゴ社に点検を依頼することにしました。
 お手間を取らせてしまい大変申し訳ありませんでした。

 タッチセンサーへの個別電圧印加可変による状況を確認中に、突然チルト用のモーターボックスのエンコーダからの出力なくなり(デジカメで確認済み)これ以上の追求が不可能になってしいました。

 原因を追究すると共に、せめて基板もしくは部品の不良個所を特定するところまではやってみたかったのですが、手持ち部品もなく、センサー仕様も不明で、他の個所とも互換性がなさそうですので、残念ながら断念せざるを得ませんでした。

 ここまで判明したことは、タッチセンサーボードへの別電池からの印加電圧が3.7Vを切ると、2度お辞儀とタッチセンサーの感度低下が発生するようです。PULSE端子は、印加電圧を可変してもあまり変わらず3.4Vを維持していましたが、印加電圧が3.7Vを切ると、ここの電圧が3.2V程度に下がり症状が出るようになりました。

 これ以前に、ヘッドコントローラとタッチセンサーボードのGND LINEの電位差を無くすため、僅かな可能性も排除する目的で、太い電線で結んでみましたが、効果はありませんでした。

 ふみさんが実践されているように、予備部品をきちんと準備して実験しないと、万一の際に手が出なくなる事態を実感した次第です。

 

投稿: おにゃにゃ | 2006年10月16日 (月) 22:29

おにゃにゃさん こんばんは

そうですか、いよいよディアゴ社に入院させるようですが、ID-01が手元から居なくなると寂しくなりますね。

おにゃにゃさんの解析でタッチセンサーボードのI/O電圧の関係がだんだん判明してきましたね。
Input3.7Vが分岐電圧のようですが、正常動作しない原因は何処なんででしょうね?
複数のボードを組み合わせてのテストが必要そうですね。
そうなるとやはり入院ですか・・・・。

おっしゃるように、ボードだけは各1枚、予備部品として持っていた方が良いかもしれません。
但し必要以上に全パーツを揃えてしまうと、私のように2台作ってしまう羽目になりますので、ほどほどが良いようです。

話は変わりますが、1.5Vで腰部のリフトが出来たのには驚きました。
けなげに、しかしよどみなくスムースにリフトアップするその姿はとても感動的でした。動画ではその感動を表現しきれませんでした。
ボディジョイント部は、十手(江戸時代)型の金属板とインシュロックを組み合わせています。
スタンドは「後輪ステー」の保持部を型取りして、ご存知プラリペアを整形して作成しました。
あれだけの加重・曲げモーメントに耐えたのには驚きました。
そのかわりプラリペアの異臭を久々に(風邪以来)たっぷりと嗅ぐ羽目になりました。

おにゃにゃさん、ID-01の一日も早い退院、お祈りしています。

投稿: ふみのへや | 2006年10月17日 (火) 00:05

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