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2007年9月23日 (日)

週刊myRobotを作ろう(75)

■更新情報 82号『赤外線発信器』 (2007/9/27)
■更新情報 83号『赤外線システムを組む』 (2007/10/2)

暑さ寒さも彼岸まで・・・とは良くいったもので、山の方に出かけてみると、もう秋がやってきていました。Id01_82_05_2

万儒者下(まんじゅしゃげ) 別名「彼岸花」
    
Id01_82_04 重くたれたススキの穂に赤?とんぼ


Id01_82_06 蓮の花にうろこ雲


ちょっと心の洗濯が出来たような、楽しい数日を過ごしてきました。
(2007/9/26)


今回81号から、いよいよ新しいバインダー「06」になります。
「週刊myRobot」シリーズは、泣いても笑っても10号になってしまいました。
81~82号までは「部品が来て保管」が続きますが、83号でブレドボード上でテストできます。
ちょうど2週間、フリータイムが出来てしまいましたので、トラブルを抱えている方や、改造を検討されている方には、またとないチャンスですね。

■81号『赤外線センサーキットのコンデンサーと抵抗』
81~83号で、側面の障害物を検知する「赤外線センサー」をブレッドボード上に配線します。
今週81号は抵抗とコンデンサー、そして発信機カバーとなっています。Id01_81_01
抵抗(390Ω)、発信機用カバー、コンデンサー、抵抗(100Ω)

原理は、「発光素子で赤外線を側壁に向け発光させ、フォトトランジスターで反射光を捉え、その光の強弱で障害物の検知を行う」というものです。
腕により、赤外線が遮断されないように、発光素子と、受光部は、ブレッドボード上の先端部にセットされます。Id01_81_02
83号で全パーツが揃い、ブレッドボード上に配線します
   
ブレッドボードではなく、この回路をもっと積極的に利用したいと言う方は、センサーを尾輪付近に設置する事をお勧めします。
回転運動をするとき、尾輪が側壁や、物にぶつかったり、引っかかったりした事はありませんか?
走行プログラムにこのセンサー機能を組み込むことにより、今までより、はるかに滑らかに、物体回避走行が可能になります。
黒いテールブームは何の為に出張っているのか、もしかするとこのような利用を考えての事かもしれません。
もし実践するなら、上面に赤外線発光部、下面に受光部設置が望ましいでしょう。恐るべし、デアゴの戦略ですか・・・・・

81号のパーツだけ見ると、肝心のセンサー素子が含まれてない事に気がつきます。
82号が赤外線発光素子、83号が光電素子(フォトトランジスター)です。
それでは、今週のパーツ以外に必要となる、82~83号の代用パーツは、近くに見当たらないのでしょうか?
皆様ご存知の、オプチカルエンコーダーボードです。
このボードは、赤外線発光素子と、受光部素子が向き合ってひとつのボードに付いています。
この間にエンコーダーディスクのスリット(隙間)が通ると、光のパルス(断続)が発生して、断続の回数、或いは、断続の早さなので、回転数とか、回転速度が検出できるわけです。

もし、予備のオプチカルエンコーダーボードが有れば、代わりに使えるのでは・・・と探してみれば・・有りました。
ところが、よく調べてみると、83号に付いてくるフォトトランジスター3端子、一方エンコーダーディスクについている光電素子は2端子でした。
赤外線の光量もオプチカルエンコーダーでは非常に少なく、あえて無理に実験する事もありません。
今回は手をつけずにおとなしく保管する、或いは、出来るところまでやる・・・皆様のお好みでトライされてください。Id01_81_09
81号の部品で組み立て、あとは発光素子、光電素子を取付けるだけ

尚、部品の取付け方は、イタリアデアゴ社パーツリストにある、PDFマニュアルNO.83に載っています。
先行される方は、あくまでも自己責任でお願いします。

■82号『赤外線発信器』
82号は赤外線発光ダイオード(LED)で、390Ωの抵抗を経て電源に繋げるように配線します。Id01_82_01
左右2つの赤外線発光ダイオード(LED)
     

◇カバーの取付け
81号に付いていた発信機カバーをご覧のように取り付けます。Id01_82_02
2つの穴があるカバーに赤外線LEDの足を通し、もうひとつのカバーの溝のある側を先ほどのカバーにかぶせます。
そして、直角方向に赤外線を照射するため、2本の足を90度に折り曲げます。

◇ブレッドボードに取付け
前回配線したブレッドボード上に、カバーを取り付けた赤外線LEDを取り付けます。Id01_82_03
イタリアのPDFにも書いてありますが、左右の取り付けは+-が逆になります。
赤外線LEDの足の長い方(+)を「a29」に、短い方(-)を「a30」に取り付けます。
反対側は、足の長い方(+)を「j30」に、短い方(-)を「j29」に取り付けますので注意が必要です
(2007/9/26)

◇動作仮テスト
実際に通電してみて、赤外線が発光されているかの仮テストを行ってみました。
赤外線の発光は、ビデオのナイトショットで確認する事が出来ます。この他、一部の携帯電話についているカメラでも確認できるようです。Id01_82_07_2
ブレッドボードをID-01に装着し、このように配線します

カバーがあるため、左右同時に見る事は出来ませんが、かなり強く光っていました。
分かりにくいかもしれませんが、下の画像でブレッドボード上に白く光っている光球が赤外線LEDです。Id01_82_08
ビデオのナイトショットで撮影した赤外線画像(クリックで拡大します)
(2007/9/27)

■83号『赤外線システムを組む』
今月号のパーツは、赤外線受光部(IRフォトトランジスター)で、発信部と同様、左右2本あります。Id01_83_01
受光部(遠赤外線フォトトランジスター)
   
そして、マニュアル通りに進めるならば、今週は81~83号のパーツをブレッドボード上に配線していくことになります。

◇配線
マニュアル通りに慎重に取り付けていく必要があります。
ポイントは左右の、取り付け位置が微妙に異なることです。
a~jまでの列と、1~30迄の座標を確認しながら取り付けていってください。
特に82号の発光LEDと、83号の赤外線受光部(IRフォトトランジスター)は、左右逆に取り付ける事になりますので、注意が必要です。
390Ωの抵抗は部品の線を切らずにすみますが、100Ωの抵抗はそのままですと長すぎますので、出来れば適当な長さに切った方が良いでしょう。Id01_83_02

右側から見た「赤外線の送・受光部」です

◇テスト
83号のP16に『赤外線のテスト』という、Cライクのソースコードが書いてあります。
早速、このソースコードを入力してテストする事にしました。
Id01_83_03
VCLEでソースコードを入力してみました

ところが、テストしたところエラーが出てしまいました。
原因は、CDROM4に収められた新バージョンのソフトウェア(ブレインOS、VCLE)でないと動かせないようです。

ソーセイジさんから、割り込み型の入力は、現バージョンではエラーになるので、イタリアデアゴのWEBサイトから新バージョンのOSと、VCLEをダウンロードすればOKとのコメントが入っていました。

只今、ID-01の右腕の改造手術にてこずっておりまして、PGまで手が回りません。
検証については、暫くお待ちください。
(2007/10/2)


Line01s ■両指の開閉&腕軸の回転機構
このところブログの更新もせずに何をやっているかと言えば、腕軸の回転機構に取り掛かて、抜け出れなくなってしまいました。
まだまだ、道のりは険しいようで、今週は中間レポートになります。
    
◇両指の開閉機構の調整をする前に・・・・
”た”さん方式で両指の開閉がある程度完成し、動かしてみました。
ギアケースを閉めていないので、最終ギア軸がふらついている事もあり、外指(リンク機構側)の動きが若干遅れ気味です。
リンクの調整やら、グリスアップなどして調整が必要だな・・・と思っていた矢先に、頭の中に甘いささやきが・・・  「腕軸の回転もついでにやっつけちゃおう!」・・・Id01_81_04
両指開閉機構のGIFアニメ

そして、両指開閉の調整をせぬまま、指を開閉するモーターとギアボックスを取り付ける場所がリューターで削られ、無残にも消えてしまいました。
そして、今まで、モーターが収まっていたところに、なにやら怪しい機構が入っています。Id01_81_05
テスト中の腕軸回転機構
          
これで腕軸が回るのでしょうか?
答えは「Yes」ですが、ただ腕軸が回っただけでは中途半端です。
現在の状態のままですと、まだ指の開閉が不可能です。

◇指の開閉をコンパクトにする
現在、指の開閉パワーを2つ、検討しています。
ひとつは、ソレノイドコイル方式
鉄道模型を趣味にされている方はご存知と思いますが、電動ポイントの切替に使う、2つの電磁石と、中を往復する永久磁石です。
指の開閉、つまり、開くか、掴むかの2つの動きであるならば、電動ポイントに使われている、スプリングを使えば、つかむ対象が、たとえ大きなものでも、小さなものでも、多少の間隔調整は自動的に行われます。
問題はスペースです。
そこで、もうひとつの方式、今回、腕軸の回転に使った、ラジコンサーボだったモーターボックスです。
サーボに必要なポテンションメーター、アンプ類を外してしまった、いわば、モーター&ギアボックスです。
中身をみると、ちゃんとベアリングも入っている高級ギアボックス。ID-01の組み立て型ギアボックスより、精度はかなりよさそうです。Id01_81_06
ラジコン用のベアリング入りのミニサーボを分解したところ

この、どちらかにしようと、もっか組み込みレイアウトに頭をひねっています。
ま、片方は、何とかなりそうですが、まだ時間がありそうなので、もうちょっとトライしてみようかと思っています。
ここ、2週間は、暇なウィークですので・・・
なんとか、なったら、また、レポートします。

Line01s_2 ■目には光を、耳にマイクを(続編)
先週レポートしていながら、腕軸の回転機構に時間をとられ、中途半端なレポートになってしまいました。
このままですと、どっちつかずになってしまうので、簡単な方を先にやっつける事にしました。
使用したのは、ミニ懐中電灯のリフレクターと丸い透明カバーです。
マイクの無くなった目のフレームを削ってリフレクターをセットして、白色LEDを取り付けました。。Id01_81_08
目のフレーム、左上がミニ懐中電灯、右上が黒いフィルターId01_81_10
   
このままですと、銀色に光ってオリジナルと違和感があるため、目の丸い透明カバーにスクリーントーンという、黒いフィルターを貼り付け隠してみました。Id01_81_07
目のLED点灯前と、点灯後(画像クリックで拡大します)

無点灯ですとオリジナルとあまり差が感じられませんが、点灯後のこのように目全体が光り、差は歴然です。
現在は、別電源ですが、足のサーチライトがあまり用をなさないので、こちらから線を引いてみようかと思っています。

◇耳にマイクの効果は?
はっきりいって、現在のところ、オリジナルのままの方が良い結果が出ています。
左、右、後ろ、左前、右前は問題ないのですが、センターだけの定位が微妙なのです。
おそらく、マイクの方向を変えるとか、耳たぶ(前方向の集音)を付加する事で解決できるかもしれません。
とりあえずは、腕の改造の方に取り掛かっておりますので、いずれ又、トライしてみようかと思っております。

Line01s_3 ■あとがき
次の火曜日も、題材があまりなさそうなので、全然更新しないのも芸が無いのではと、とりあえず今回、UPしました。
次週中には、仕掛中の作業が終わる事を祈るばかりです。人事ではないですが・・

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2007年9月11日 (火)

週刊myRobotを作ろう(74)

■更新情報 マニピュレーター化への一歩(続編2) 2007/9/12
■更新情報 マーカー素材の入手先(追記) (2007/9/16)
■更新情報 両指開閉にトライしています (2007/9/16)


80号がきて、ついに5巻目のバイダーが終了してしまいました。
思えば良くもここまで・・・という思いが募ります。ここ暫くは、中途半端な両腕の改良?と、CD-ROM4でのV-UPなど、昔ほどではないにせよ楽しい事が色々ありそうです。
夏の暑さからも、そろそろ開放されそうです。手控えていた、ID-01の走行動作も復活させたいと思います。
さらに、「目のマイクを耳に移し、目には光を与えよ・・」では、ありませんが、ID-01のカスタマイズを始めました。
個性の無いID-01よりは、個性豊かなID-01の方が、自分流のmyRobotという考え方もあるようです。
但し、個性の豊かさも、ほどほどにしておいた方が、良い気がします。その、一線を越えるところの判断が難しいところです。

■80号『ロボットハンドのひじパーツ』
今週80号のひじのバーツにより、ID-01の右腕と、ロボットハンドの右前腕が接続されます。Id01_80_01

ロボットハンド用(外・内側)ケース、ロボットハンド用(外・内側)カバー

実際は、89号についてくる「ロボットハンド用ボード」が来ないと、そのままでは指の開閉がコントロールできません。
したがって、89号が来るまでは、とりあえずは、仮止めという形で取り付けてみようと思います。

◇組み立て
組み立て及び取り付け方法は、イタリアデアゴ社のパーツリストにあるPDFマニュアルNO-89をご覧下さい。

今までついていた右前腕を取り外し、ロングビスとかスプリングなど、今までの前腕の部品を共用して使用します。Id01_80_07
デアゴ社のPDFマニュアル(NO-89)より 
  
まず先に、ひじの部分だけを取り付けます。
前回作製した右前腕の取り付けに似ているため、とくに難しいところはありませんでした。Id01_80_02
コントロールケーブルは引き出しておきます
   
続いて、ロボットハンドの右前腕を挟み込むように取り付けます。

ここで、私が思っていた事で、勘違いが有る事が判明しました。
腕の軸が回転出来る構造なのに、腕軸回転防止用の対策が、ヒジの部分と、前腕の部分にされていて、このままではビクとも動かないような構造になっているのです。Id01_80_03
ヒジの部分にある回転防止用のくぼみ(クリックで拡大します)

Id01_80_04両ケースにツメが5ヶ所も付いていて、ひじのくぼににしっかり噛み合います
つまり、この突起さえ無ければ・・・腕軸の回転が可能になります


腕軸が動かないロボットなんて、変てこりんというか・・・物を掴みに行く時に回転しないのでは、使い物にならないような気がします。
デアゴ社は又しても、ユーザに対し、「改造も可能・・・」というカードを突きつけているのでしょうか・・・

私は、はなから腕軸を回す気でいましたので、なんのためらいも無く、5つある(前腕部にある)ロック用のツメをリューター(ハンドグラインダー)を用いて削ってしまいました。
ひじの部分にあるくぼみは、全くいじる必要はありません。

リューターで削っているときは、何か、歯医者さんが虫歯を削る感じに似ています。ロック用のツメを削りながら、少し、歯がうずいてしまいました。
ツメはブラスティックなので加工しやすく、綺麗に仕上げても、ものの5~10分で終了してしまいます。
削り終えたら、削りカスを良く取り去り、ギアなどの可動部に悪影響を与えないようにする配慮が必要です。
そして、先ほど取り付けた「ひじパーツ」を、前腕の上部と下部ケースで挟むように取り付け、付属のネジ3本でとめれば仮止めが完了します。
これで、腕軸が自由に360度回転(但し手動ですが・・)させる事が出来ます。Id01_80_05
左が改造前の指の向き(垂直)ですが、右が改造後で水平も可能

尚、改造される方は、あくまでも自己責任の範囲でお願いします。

◇動作テスト
今回は時間がありませんので、全て手動で動かしましたが、近いうちになんとかパワーで動かしてみようと思っています。Id01_80_06
実際にボトルを持って、「ま・・一杯如何?」とは、こんな感じでしょうか・・・ 軸の回転は必要ですね!

Line01s_4 ■目には光を、耳にはマイクを
現在、目にある音源方向探知用のマイクを耳に取り付け、目にはLEDを取り付けようと、作業を始めました。Id01_80_08_2 
    
現在までに、耳にマイクは取り付けましたが、肝心の目の取り付けのところで、理想と現実のギャップに阻まれて、アイデアをひねっております。

試験的に、17mmのアクリルレンズに穴を掘り、5mmLEDを埋め込み、マイクのなくなった目に格納してみましたが、ストロボを使ってもこの明るさです。Id01_80_09
このままでは、ID-01が怒っているように見えるので、抵抗で照度を調整するなど・・・工夫の余地がありそうです。Id01_80_10
空いたマイクの穴に格納した青色LEDと、既存の3色LEDの内、黄色のLEDを点灯してみました

もう少々時間を頂きましたら、サウンド追跡、目のライティング化なの、レポートが出来るか・・・と思っております。

Line01s_6 ■マニピュレーター化への一歩(続編2)
先週、『週刊myRobotを作ろう(73)』で、”た”さんの「ID-01 右手の両指の開閉化」を掲載しました。
実際に作製を試みようとしたところ、具体的な寸法が分からない事から、”た”さんにメールで問い合わせをしました。
このたび、詳細な図面を作成して頂き、製作の補足記事も付け加えて頂きましたので、ここにご紹介します。
2週にわたっての、連載となってしまいました。

●両指の開閉化 詳細図1~3 (図3を追記)
  Id01_2
Id01_2 Id013 各画像をクリックすると拡大します

尚、拡大しても、詳細図1の全部が表示しきれない場合は、以下リンクよりダウンロードが可能です。
「ID-01Fig1.jpg」をダウンロード 
右クリックで「対象をファイルに保存」を選び、適当なフォルダーにダウンロードしてください。

尚、図表は予告なく更新を行っておりますので、実際に作製をされる方は、最新の図表をご参照ください。

「ID-01 両指の開閉化機構 補足資料」   by ”た”

◇プレートBの取付け

プレートBは人差し指にはめておいて、ネジ継手の下穴を共加工します。Photo
    

◇ネジ継手の取付け
ネジ継手は、指の中でボルト締めします。Photo_2
     

◇リンク類の取付け
まずは、クラッチギヤにリンク①を取り付けます。
リンク②は、リンク①を2個、作っておいてリンク①にボルトで仮止めします。
指を開いたり閉とじたりしてみて、ロットの長さを見定め、ニッパーで切ります。
その後、プレート側の平座金をハンダ付けするようにすると、適切なものが簡単に作れます。Photo_3
    

◇半月ギヤの調整
指が全開時の停止位置を、腕のケースに半月ギヤが当たって止まるようにします。
( 華奢なリンクに優しくするわけです。)
オリジナルのU、| のマークに合わせてギヤを組めば、このようになります。Photo_4

ここまでは、モータをつけないで手回しでの調整です。
    
◇指開閉の調整
指を閉じて腕の中心線上の位置にします。
そうしておいてモータをそっとはめれば、全開した時の位置もうまく合います。Photo_5
    
◇愛用の工具類
いかにして作ったか参考になるかと思い、ここにご紹介いたします。Photo_6
     
◇お詫び
完成後に作製した資料ですので、すでにリンクが付いていたり、モータが付いていたりして、説明とはアンマッチングな写真です。
ねじロック等で固めた部分があって分解を避けたことによるものです。ご容赦ください。
                                         以上

-------------------------------------------------
”た”さん、詳細な記事のご提供、有難うございました。

今回使用した、”た”さんご愛用の工具類、とくと見せて頂きました。

素晴らしい「道具」と、卓越した技術の融合で、”た”さんワールドの、これまでの名作品が生み出されて来たのですね。
さすが達人、恐れ入りました。

■両指開閉にトライしています
現在、プレートBをアクリルで、リンケージ①と②をハンダ付け、そして2本の指のストッパー(出っ張り)を削りました。Id01_80_15
(2007/9/15)

クラッチ付きギアの穴あけは、虫ピンの太さが0.76mmでしたので、0.8mmの穴を空けました。
クラッチ付きギアの軸を外して垂直に穴を空けるのは至難の業ですね。
多少、曲がってしまいましたが、仮組みしてテストを行ったところ、きちんと動作しました。
上指と中指が反対方向に動きます。
次は、上指と下指をつなく、連結棒を作る予定です。Id01_80_18

赤丸印内が、両指を動かすリンク機構です(クリックで画像拡大)
(2007/9/16)


Line01s_2 ■マーカー素材の入手先
コミニュケーション改善のツールとして、頭上に光るマーカーを、今までにPART4までご紹介しました。
Id01_73_13
   
このとろこ、「マーカーを自作したいので、素材の入手先を教えて・・」とのご意見が、ジローさんの元に寄せられているようです。
そこで、ジローさんに、入手場所、製品名などをお伺いしましたので、参考にされる方はご利用ください。

◇ダイヤモンド型の発光体
ダイヤモンド型ストーン (大きさ=24mm) 購入先 100円ショップ「ダイソー」Id01_77_13

左上から順番に加工していく過程の画像です 

ダイヤの上下面を切断したり、表面を研磨する・・・などの作業が必要です。
でも、100円で15個ぐらい入っているそうなので、多少の失敗は大丈夫そうですね。
最終的に、ストーン下部に横から穴を空け、3mmLEDをセットします。


◇マイクのカバー
モノラルイヤーレシーバー
 購入先 同じくダイソーId01_80_14

分解して、部品の一部を使用するようですCa1jrt5f
     
◇表面カバー(PART4用)
ピュアカラーチーク(頬紅)
 購入先 同じくダイソーId01_80_16
     
PART4は、発光体の真ん中にマイクの穴を空け、マイクとマイクカバーをセットするために、ヘッドカバーが必要になります。
頬紅の透明ケースを利用して、中央に穴を空けセットする必要がある・・・との事です。Id01_80_17

左から順に形を整えていく、加工過程の様子です

なるほど、全てのパーツを100円ショップで揃えるとは・・・
しかし、この頃の100円ショップは、品揃えが素晴らしく、大型雑貨店という色彩が強いのも事実です。
100円だから・・・と、あなどれませんね

     

●マーカー加工の留意点
ジローさんより加工に際しての留意点がメールされてきましたので、まとめてみました。

①ダイヤ型ストーンの基本加工
ダイヤ型ストーンの上面と下面をカットしたら、コンパウンドで透明になるまで研磨します。
    

②マイクの穴
マイクの穴を空ける時は、ドリルの刃が熱くなるとストーンが割れるので、刃を冷やしながらゆっくりと慎重に空ける必要があります。Id01_80_19

ドリルの刃が過熱すると、左下のように割れてしまいます
     
③LEDの穴
LEDの入る穴も、マイクの穴同様に慎重に空けます。Id01_80_20

中央の2つは輝度を増すためのツインLED用に改造
     
④研磨
②と③双方とも、コンパウンドで透明になるまで研磨(②布切れ、③綿棒)が必要です。

⑤組み立て
それぞれ加工した、ダイヤ型ストーンと頬紅のフタを、透明な接着剤で接合します。
最後に、マイクカバーの蓋を接着して、マーカー&マイク(PART4)の完成です。

◇ポイント
1に根気、2に根気です。
接着剤は凝固すると白くなるものは使用出来ませんのでご注意ください。
尚、マーカーの取付けは改造になりますので、自己責任でお願いします
(2007/9/16)


Line01s ■トピックス
「週刊myRobot」今週号巻末の「クリップボード」に、家庭用の小型ロボットが紹介されています。
◇Spyke(フランス製)
フランスのメカノ社製の遠隔操作可能な、Webカメラ搭載でキャタピラータイプの小型ロボットです。Lrg1meccanospyke
メカノ社のWebサイトを見ると、「CES」でのデモ走行などのムービーを見る事が出来ます。
ID-01に「無限軌道化」をしようと企んでいらっしゃる方には、参考になるかもしれません。
お値段は4万円前後で、機能はID-01の方が、かなり上のような気がします。
値段からして、実際にそうでなくては・・・・

Line01s_2 ■あとがき
76号以降の腕のパーツは、考えれば考えるほど、中途半端なものですね。
●3本ある指のうち、一本しか動かない
●関節はあるものの、全て手動である
●腕軸は可動出来る構造なのにロックされている
●100gの物しか掴めない
などなど・・・

なんのためにCMOSカメラは有るのでしょうか?
なんのために、首は前後左右に動くのでしょうか?
腕が自由に動けば、CMOSカメラの画像をモニターしながら、マニピュレーターで物をつかむ事が出来ます。

◇中途半端というワナ
などと、考えていると、このロボットは、いたるところに中途半端・・・というワナが仕掛けられている、恐るべ教材なのかもしれません。
つまらない、中途半端、壊れた・・・で、ID-01から逃げ出すか?、なんとかしてみよう!と取り組んでみるか?
結果はどうあれ、何かしてみたいと私は思っています。

でないと、決して少なくないお金の使い方が・・・、
ID-01を通して、自分に何か身になるものがあったのか・・・・

私は、ID-01を通して、多くのことを学び、多くの事を知り、多くの実践が出来、多くの方々と知り合い、そして多くの教えをいただきました。
わたしにとって、ID-01は決して安い買い物ではありませんが、一方で、それ以上の価値を吸収できたことを感謝しています。

「恐るべき教材?」に感謝!

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2007年9月 4日 (火)

週刊myRobotを作ろう(73)

■更新情報 マニピュレーター化への一歩 (2007/9/6)
■更新情報 動画もUPしました (2007/9/6)
■更新情報 マニピュレーター化への一歩(続編)(2007/9/8)
 
■79号『ロボットハンドの前腕部』
いよいよ、ロボットハンドの前腕部ケースがきました。
内部は、ギアボックスになっています。
今まで保管していた、76~78号のギヤ、モーター、指などを、この79号の前腕部に組み込む事が可能です。
メカ部分については、その殆どが今週組みあがりますので楽しみです・・・Id01_79_02
前腕ケース(上・下)、金属シャフト、3×10mmネジ3本
   
◇組み立て
腕から先の部分だけなので、組み立て自体は難しくありませんが、いくつかのポイントがあります。Id01_79_04
側面から見たモーターボックス(画像クリックで拡大します)

①モーター取り付け上のポイント
モーターの後ろにコンデンサーがいくつか付いていると思います。
ロボットハンドを組み上げて、通電テストをしたところ、モーターが全然回りませんでした。
原因を調べたところ、取り付けられていたコンデンサーの位置が悪く、モーターのセットポジションが微妙にずれて、ギア部分に余計な力が加わっていた為ででした。
ペンチでコンデンサーをモーターに押し付けるように、形を整えトライしたところ無事解決しました。
私のモーターだけのレアケースであって欲しいと思っています。

②ギアの種類
ロボットハンドの各ギアは同じような形状をしていますが、それぞれ軸が長かったり、2段ギアの大きさが異なっていたり・・・それを、2段に組むなどと複雑です。
間違いやすいので、一度全部のギアを仮組みしてから、改めてグリスを付けて本組をされた方が宜しいかと思います。間違ったギアの組みなおしは手が汚れますので・・・・

③半円ギアの位置合わせ
中指の半円ギアの端にある”U”の字マークと、ギア付き金属シャフトについている半円ギアの突起(端から3番目)を合わせます。
組む前に、U字マークと、金属シャフト付き半円ギアの突起に、マジックインキなどでマークしておくと位置合わせが楽になります。

◇ロボットハンドの構造
●ベルトとオプチカルエンコーダーが無い
前回も申し上げました通り、モーターからプーリーとベルトによる伝達系統が無く、モーター軸からウォーム・ホイールギアにより、各ギアに動力が伝達されていきます。
さらに、もうひとつの特徴は、角度センサーであるオプチカルエンコーダーも付いていません。
半円ギアの位置合わせだけで、指の位置をどう認識するのか、不可思議に思っています。

ロボットハンドをモーターで回してみると、3Vくらいでは非常に動作が遅く感じられます。
一方、69号、インサイドID-01によると、腕に配線されている5芯ケーブルには、通信伝送用、7.5V(eneloopは6.5V)、3Vの電源が繋がっているようです。
7.5Vの電圧でドライブすればスピードは速くなりそうですが、ポジション把握は難しくなりそうです。いったい、どのような仕組みで「指の開角度」を把握するのか、89号のコントロールボードが来るのが楽しみです。Id01_79_05
   
●腕軸の回転
もうひとつ、ロボットハンドの腕は、軸回転できるように設計されているようです。
来週80号についてくる、「ロボットハンドのひじパーツ」を取り付けると、詳細が判明するのですが、手動で腕軸がクルリと350度くらいは回るようです。Id01_79_06
NO.89のPDFマニュアルより

今週号のパーツには、それを受ける溝が彫ってありますが、一部出っ張りがあり、360度以上は回らない構造になっています。内蔵されているコントロールケーブルがよじれてしまうのを防止する為であると思われます。
この軸回転を、なんとかパワー化したいところです。

◇動作テスト
組みあがったロボットハンドの動作テストを行いました。
実際には、89号のコントロールボードがきてからでないと、動作スピードは分かりませんが、出来れば6.5V(eneloop)の電圧で、きびきび動いて欲しいと思っています。Id01_79_13
指の動きをコマ撮りしてGIFアニメ化してみました
      
と、こんなところで、今週の組み立てはお開きとなります。
ケースをかぶせてもかまいませんが、80号のひじパーツを組む際には取り外さなくてはなりません。
その辺りは、自己責任でお願いします。

しかし、片指しか動かないこの掴み方、なんとか両方の指で掴むようにしたいものです。

Line01s ■74号のLEDハンドライトを扇風機に
暑くなったり、涼しくなったり、それでも秋の気配が少しづつ忍び寄っているようです。
季節外れの感はありますが、またもやID-01の扇風機を作ってしまいました。
74号の白色LEDハンドライトについている、5mmLEDを取り外し、前号でご紹介したQ-STEERについている6mmのマイクロモーターを取り付けてみました。Id01_78_02
画像の中央がQ-STEERの、直径6mmのマイクロモーターです   

LEDが付いている基盤のハンダを外せば、ミニUSBが付いているコードをそのままモーターに繋ぐだけでOKです。Id01_78_20
   
ハンドライトケースの5mmの穴をほんの少し広げれば、6mmのマイクロモーターを取り付ける事が可能です。Id01_78_21
5mmLEDと同様に取り付けが可能なマイクロモーターは便利ですね

マイクロモーターの先に、100円ショップで売っていた、ミニ扇風機の羽を取り付ければ作業完了です。Id01_78_19
    
ID-01の電源を入れ、音声で、「起動」「ツール左(又は右)」で、無事、ミニ扇風機は動きました。
PC-CONTROLや、プログラムからも起動、停止ができますので、色々楽しめます。Id01_79_07
RCヘリのトラッキング調整用マーカーを貼ってみました
左は停止、右は起動です(画面クリックで拡大します)

   
先週ご紹介した「Q-STEERハイパフォーマスンセット」は、マイクロモーターが2つ付いているので、ひとつはラジコン用に、残るもうひとつは、この扇風機用など、色々な利用方法がありますね。Id01_79_12_2
左右に扇風機、左腕には腕の曲げ伸ばしリンケージが付いています
  
Line01s_2 ■マニピュレーター化への一歩
ロボットハンドのパーツが揃ってくるにつれ、中途半端な腕先の動きが気になってきました。
腕の上下と、1本指の開閉しか出来ないこの事実。
これで、何が掴めて、何が出来るのでしょうか?

この問題に対し、”た”さんは、リンケージロッドで腕の曲げ伸ばし機構を作製されました。
一方、ラッチさんは、腕の曲げ伸ばしをラジコンサーボでパワー化する事に成功されました。

そのラッチさんから、今回、肩が左右に開く動きをサーボ化に成功した・・とのレポートが届きました。

◇肩の開きをサーボ化
ID-01をご覧になると、肩の部分に腕を左右に開く関節があるのを確認できると思います。
ラッチさんは、この関節の中に、ラジコンのサーボを組み込みに成功されました。
この部分は、構造がかなり複雑で、狭い事もあり、かなり苦労された・・・との事です。Dscf5092_2

こんな形で肩のステーに小型サーボを組み込むのですね
  
前回ヒジの動きをサーボ化しましたが、それよりも若干大きくパワーのある、サーボを使用されたようです。Dscf5097_2
サーボの種類は大小沢山ありますので、選択肢、取り付け方法は色々あるのではないでしょうか・・・・


◇動画1
送られてきたラッチさんの動画です。
タイトルなどを入れずに、原画のままFLSH化しました。
ラジコン4CHを使用して左右腕の曲げ伸ばしに加え、両肩の開き動作を付け加えた・・・との事です。
サーボモーターの音とともに、軽快に動いていますね。
Id01_79_15
ラッチさんの動画よりキャプチャーしました

曲に合わせれば、ラジオ体操とか、ダンスなども踊れそうな気がします。ラッチさん、是非トライを・・・

(FLASH動画をアップしました)

698KB 約7秒のムービーです。宜しければご覧ください。
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。

MOVIE1 (2007/9/6)

さすが達人のラッチさん、レポート有難うございました。

これから先、片指を両指で掴めるようにしたり、腕軸の回転のパワー化など、腕が自由にコントロールできる・・・腕のマニピュレーター化を、達人達のお知恵を拝借して、すすめて行きたいと思っています。

◇新しいパワーソース
私も、扇風機に使用したマイクロモーターに続き、新しいパワーソースを見つけました。

こんどのモーターはマイクロモーターよりは、はるかにパワーがあります。
しかもコントロールアンプ・モーターを含めて、3.0Vで稼動するので、ID-01から給電出来るため大変好都合です。
分解できて、中身が取れだせたらレポートするつもりです。しばし、お時間を・・・・
(2007/9/6)

Line01sマニピュレーター化への一歩(続編)

つい先ほど、前文で「片指を両指化したい」・・・との話をしたばかりでしたが、”た”さんから、両指を動かした・・・との、衝撃のメールが届きました。しかも、サーボは使わず、オリジナルの機構を改造した・・・との事です。
それでは、早速、衝撃の「ID-01 右手の両指の開閉化」をご覧ください。
尚、各画像はクリックすると、拡大してご覧になれます。

「ID-01 右手の両指の開閉化」       by ”た”

1. 開閉機構の概要
図のように、中指の歯車と等速で逆回転のクラッチギヤに、リンク機構を仕掛けて固定指を動かします。Photo_6
     
2.プレートBと特製リンケージ
プレートBは1mmのアクリル板、リンクケージは虫ピンにM2の平ワッシャ-をハンダ付けしました。B

老眼が進んだのか、ハンダ付けが難しかったです
    
3.組立て
3.1 プレートBを固定指に取付け
固定指は、腕のケースに嵌め込んで固定する部分をあらかじめ削り取って、継ぎ手で一体化しておきます。
継ぎ手は、見栄えを考えて指の中でボルト締めしております。Photo_5
     
3.2 クラッチギヤにリンケージ①を取付け
クラッチギヤのクラッチ機構に支障が無い位置(半月ギヤの最上部)にφ1の貫通穴を開けます。
なお、貫通穴はギヤシャフトを嫌って開ける必要があります。
貫通穴にリンケージ①を差込み、突き出た部分を折り曲げて抜け止めとします。Photo_4
     

3.3 リンケージ②を取付け
まず、ギヤと指を取付けてギヤや指が滑らかに動くことを確認します。(モータは取付けません。)
リンケージ②をセットします。ロットの長さは、指の開閉と半月ギヤの関連をみて、割り出します。
ここが重要で、ご自分の指先で、ギヤを回して何度も何度も納得がいくまで調整してください。Photo_3

根気がいります(画面クリックで拡大します)
    
3.4 腕のケースと干渉する部分を削る
ただ、ただ ひたすらに、”あてがっては削る” の繰り返しです。
(ここは、ひたすら忍耐です。見栄えに影響します。)Photo_2
    
3.5 完成
モータを付け、すべての部分が無理なく動くことを確認します。60mA前後で動けばO.Kです。Photo

ただし、開閉端の確認センサーがありませんので目視で確認してください。クラッチは、反対側のケースを付けていないため、うまく働かない可能性があります。

よければ、腕ケースを付けて再確認!!   完成です。

詳細は割愛しましたが、いるのは根気だけで、購入品とか特別なものは必要なく、納得のいく動きが得られ、自己満足しております。
                                        以上

-----------------------------------------------

中指と、他の指(上・下指)の動きは正反対の回転をします。
ギアにより金属シャフトと反対向きに回る中指、これに対し、リンケージの利用で金属シャフトと同方向に回る上指と下指・・・ まさに、巧みの技巧です。

虫ピンのリンケージなど手近にある素材を利用され、そして、オリジナルの機構を活用しながら、大変、巧妙に改造されたようですね。
一方で、素材の加工、右ハンドパーツの加工など、根気以外にも、かなり高度な改造技術が必要のようです。
アイデア溢れた素晴らしい作品に仕上がっていますね。
80号のヒジの部分が来れば、いよいよ右腕に取り付けできます。
是非、実際に物を掴むテストを行って頂き、そのテストレポートを頂ければ・・・と思っております。
達人の”た”さんからの素晴らしいレポートでした。

”た”さん、どうも有難うございました。                  
(2007/9/8)


Line01s_2 ■あとがき
ロボットとは関係ないのですが、この頃、ロボザックのサーボとか、ラジコンのサーボとかをいじっているうちに、ラジコン飛行機、ラジコンヘリの興味が復活してきました。

と、言っても、実際に飛行機やヘリを飛ばすには、プロポの整備やら、エンジン、リンケージ周りのオーバーホール、機体の調整など、下準備が大変です。
そこで手持ちのラジコンシミュレーターで楽しむ事にしました。Id01_79_10s
木の葉一枚一枚が風でそよぎ、ラジコン機を木に引っかけると葉が散ります

RealFlightというラジコンシミュレーターですが、現在はバージョンアップして”G3.5”になりました。
バージョンアップするたびに、ソフトとラジコン型コントローラー(InterLinkTM Plus)を含めて、セットで購入が必要です。
バージョンに合わせたコントローラーが無いとソフトが起動しないという、とんでもないシミュレーターです。Id01_79_09
古いバージョンから買い換えてきましたが、今までにコントローラーを4台も買わされてしまいました。(Normal→G→G2→G3)
おまけにG3.0にバージョンアップした時は、動きが非常に重く、描画の解像度を下げる必要があったのですが、G3.5にV-UPしてからは、それらが改善され動きがかなり滑らかになりました。
風速によって、木々の葉っぱがゆらぎ、吹流しがはためき、雲が流れます。
機体も、プロペラ機(模型エンジン、ガソリンエンジン、ターボプロップ)、ジェット機(パルスジェット、タービンジェット)、グライダー、ヘリコプター、飛行船、垂直離着陸機(ハリアー)まであります。
飛行場も、20ヶ所くらい有り、色々なシチュエーションで楽しめます。
地形データーもかなり広がり、機上カメラや、機体追尾カメラで広いエリアを自由に飛びまわれます。Id01_79_14s
タービンジェット2基を積んだF-16を追尾カメラで・・・
霞んだ山の向こうまで地形データーが収録されています

  
これらの機体及び飛行場データーは、追加ソフトソフトが5種類、発売されています。
なによりも嬉しいのが、何回墜落しても、修理費がタダな事です。
RealFlightのWEBサイトから、DEMO版を無料でダウンロード(真ん中左のFreeDemo)出来ますので、そのリアルさを試されてみては如何でしょうか?
ただし、使用するPCのグラフィックボードと、CPUは、それなりの性能が求められますのでご注意ください。

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