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2008年4月 5日 (土)

週刊myRobotを作ろう(89)

■トピックス(2足歩行するID-01) (2008/4/8)

いよいよ、寒い冬から花の季節が巡ってきました。Id01_94_17_2
チューリップとサクラ(深大寺植物園にて撮影)

それに伴い、ID-01のイニシャライズの動きにも微妙な変化が現れてきました。
真冬は首の回転が悪かったのに、この頃は、雪解けのように回転が滑らかになってきました。
これは、シーズンが巡るたび・・・と、言うよりは気温の変化に伴い、グリスの粘性が変化し、首の回転や、走行周りに、微妙な変化が現れてきているからだと推察できます。
この機会に、各モーターボックスの注油、点検などを行ってみるのも良いかもしれませんね。
近いうちに、暑い季節に向かっての少し粘性のあるグリスに交換しようか・・・と考えています。Id01_94_17_3
満開のサクラ(深大寺植物公園にて撮影)

一方、走行周りの調整で苦労されている方にとっては、走行ギア部の分解を行う必要が生じます。最終地点であるプーリーカバーの取り外しに辿り着くまでに大変なご苦労があると推察いたします。
まず、バックボディケースと配線周り取り外し、ボディ上部とBASE部の切り離しと配線周りの取り外しです。
次に、腰部ケースの分解を行ってから右側のプーリーカバーをとり外せます。
左側はさらに一苦労。腰部モーターボックスを取り外さなければプーリーカバーが外せません。
走行させるために一連の組み立てを行い、うまくいかなければ又分解する。
なんとも理不尽としか言いようのないこのハードワークには、ため息ばかりか、やる気が失せてしまうのも分かるような気がします。
ひとごとみたいに申し上げていますが、私も、2台のID-01の修理/ベルト交換/調整などで泣かされてきました。

■BASE部のメンテナンス
今後、定期的な注油以外にも、エンコーダーの不具合調整、ベルトの交換など、必要なメンテナンスの事を考えると、足回りのメンテナンスについて、今のうちに良い方法を模索しておいた方が良いのではないでしょうか・・・
そこで今回のテーマは、BASE部のメンテナンス。それもプーリーカバーの着脱に的を絞り、どのような方法が有るか・・・を考えてみたいと思います。

◇プーリーカバーの役割
さて、この「プーリーカバー」ですが、単に、モーターのベルトが掛かっているプーリーを隠すだけにしては、3×10mmのネジ3本で、裏からガッチリ止まっています。
なんで、こんなにガッチリ止める必要があるのでしょうか・・・

試しに「プーリカバー」を取り付けている3本のネジを外して、代わりにセロテープなどで仮止めして、その状態で走行テストをさせてみました。
すると、走行させて間もなく「ギー」とギア鳴りが起き、車輪が回転しなくなりました。
「プーリーカバー」をテープでかなり確実に止めたつもりだったのですが、カバーを外してみると、ベルトの掛かったプーリーが僅かに浮き上がっていました。
つまり、プーリーの内側についたギアが僅かに浮き上がるだけで、ギアが抜けてしまうようです。

画像のように、プーリーカバーの内側にプーリー軸の受け側があり(赤丸印内)、プーリーが浮き上がるのを押さえている事が分かります。Id01_94_16
従って、脱着の出来るプーリーカバーを考える場合、しっかり押さえる事が出来て、且つ、簡単には外れない構造にしなければいけない事になります。

◇対策(その1
まずは手っ取り早く、プーリーが浮き上がるのを防止するだけの仕組みを考えてみました。
ラジコン飛行機などで使用している、プーリー軸にかぶせるこんな円筒形のストッパーを用意します。Id01_93_17
画像のようにこのストッパーをプーリー軸に取り付け、円筒側面からイモネジで止めるだけです。
これで、プーリーは絶対浮き上がりません。
極端な話し、プーリーカーバーが無くても走行は可能になります。
(ただし、ゴミ/埃などが付着しますのでお勧めは出来ませんが・・・)

プーリーカバーの取り付けは、ストッパーがカバー内側の軸受けに当たってしまいますので、この部分をカッターなどで取り除く必要があります。
プラスチックですので、簡単にカットすることが可能です。
そして、プーリー押さえの役割が無いプーリーカバーは、セロテープなどで気楽に取り付けてください。

◇対策(その2)
スーパークランプの件でジローさんにメール連絡したついでに、このストッパーの話をしました。
そして、しっかり止める事が出来る「着脱可能なプーリーカバー」が出きれば、この問題は解決するのに・・・という話をしました。

暫くしてジローさんから、「プーリーカバーに抜けにくい工夫を加えた・・・」とのメールとともに、画像のような「プーリーカバー取り付けキット」なる素材が送られてきました。Id01_94_10
送られてきた「プーリーカバー取り付けキット」

キットの内容を調べてみると、シリコンチューブ、伸縮チューブ、耳かきスティックでした。
2つの黒い円盤は、プーリー浮き上がり防止用ストッパー・・・だそうです。(今回は使用せずに済みました)

構造は、「掲示板」でも紹介されている、プーリーカバーのネジ部分を「棒」と「ゴムチューブ」で繋ぐ、簡単な仕組みです。
そして、「抜けにくい・・・」というアイデアは、どうやらチューブ側にその秘密があるようです。
何はさておき、メールで送られてきた数枚の画像を頼りに、早速、改造に取り掛かかってみました。

①プリーカバー側の加工
まず、プリーカバーの3つの穴に差し込む「耳かきスティック」を、適当な長さ(25mm位)にカットします。
この時、画像のように、耳かきスティックの先端についている粘着部分はカットします。Cimg0327
ジローさんから送られてきた画像

そして、切断したスティックが抜けないように、しっかり差し込みます。
(このとき、接着剤は使用せずに、単に深く差し込むだけにします。
いざとなれば、オリジナルに戻せますので・・・)Cimg0296
ジローさんから送られてきた画像

最終的な長さの調整は、実際に黒い「腰部ケース」に差し込んでみて、反対側に頭が飛び出さないよいにカットするだけです。
この耳かきスティクの素材は柔らかい樹脂製ですので、ニッパーなどで簡単に切断が可能です。
尚、カットした部分は鋭角になり、そのままですとシリコンチューブを傷付ける恐れがありますので、カッターや、サンドペーパー等で表面を滑らかにする必要があります。

②腰部ケース側の加工
腰部ケースの3つの穴に、裏側からシリコンチューブを接着剤で取り付けますが、抜けにくい仕組みを施すために、まず、次の手順で作業する必要があります。

●各チューブの切断
シリコンチューブと、熱伸縮チューブを、夫々の長さと数だけ切っておきます。
数枚先の画像にあるように、A穴用に長いチューブ、B穴用に短いチューブを作成します。Id01_94_12
・シリコンチューブ
 A穴用(7mm×4本)
 B穴用(3mm×2本)
・熱伸縮チューブ
 A穴用(3mm×4本)

夫々、カッターナイフなどで、簡単に切断できます。
これで左右の改造パーツが揃いました。
材料さえ揃ってしまえば、作業は短時間で終わります。

●チューブの組み立て
切りそろえたシリコンチューブ(7mmの方)の端に熱伸縮チューブをかぶせます。
シリコンチューブは伸縮性に富んでいますので、細く折りたたみ、その状態で熱伸縮チューブをかぶせるようにすると、比較的楽に作業ができるようです。
シリコンチューブに熱収縮チューブを取り付ける事により、差し込まれたスティックの材質との相乗効果で、非常に抜けにくくなる・・・という、今回の技のひとつです。

●チューブの微調整
これらを「腰部ケース」に裏側から取り付け、各穴に接着するわけですが、本接着する前に長さの最終調整を行います。
各チューブは若干長めになっていますので、実際に「腰部ケース」の所定の場所に、裏側から当て、チューブが穴から飛び出さない長さに切りそろえてください。
(穴の長さと全く同じか、或いは多少短めにしてください)
私の場合、「腰部ケース」の成型が左右で異なっており、左側の穴が若干浅めでしたので、それに合わせて短かめにしました。

●チューブの接着
切りそろえたチューブを、夫々の穴に接着していきます。
接着には、ゼリー状の瞬間接着剤を使用しました。粘性があるために、穴周りに流れ出ないで済むからです。

A穴用の長いチューブ(7mm)はシリコン及び熱収縮部側面に、B穴用の短いチューブは側面に、夫々接着剤を付けて貼り付けます。
万が一、チューブの内側に接着剤がはみ出していると、差し込んだスティックが接着してしまいますので、お気をつけください。
接着剤が良く固まるまでは、そっとしておきましょう。Id01_94_13
表側から見た深さの異なるネジ穴(AとB)画面クリックで拡大
     
●カバーの取り付け
接着剤が良く乾いたら、実際に「プーリーカバー」を取り付けてみます。
取り付けのポイントとしては、最初に2つのAの穴に夫々のスティックを合わせておき、その後、3本同時に押し込むようにして、ガチャッと取り付けます。
取り付け後は、プーリーカバーがしっかりと奥までフィットして入っているかなどのチェックを行うようにした方が確実です。

そして、走行させる前に取り付けが完璧か、次のようなチェックを行います。
カバーを付けた状態で、左右片方づつ、車輪を指で前後に数回、回転させてみます。
うまく取り付が出来ていれば、問題なく回転します。そして、反対側も回転させ、チェックします。
ここで、もしギア鳴きが発生し車輪の回転が軽くなったら、ケースが微妙に外れ、プーリーが浮き上がりギアが抜けてししまっている・・・と考えられます。

☆外れやすい原因は?
A穴については、少しでも「腰部ケース」のネジ穴からスティックの頭、もしくはチューブの端が出ていると、すぐ後ろにある「腰部モーターボックス」に突き当たってしまい、「プーリーカバー」が正しく装着できません。
スティックや、チューブの長さを切り揃えてください。
もう一つ、チューブの切れカスなどがケースの淵に挟まっている場合も、カバーが正しく装着されません。切りくずなどが残っていないように点検が必要です。

◇走行テスト
「プーリーカバー」の着脱を何回か行ってみましたが、その都度しっかり固定されます。
それでも、いとも簡単に脱着が可能ですので、なんとなく不安な気持ちがよぎります。
いざとなれば、ラジコンパーツが必要かな・・・などと思いながらも、実際に走行テストを行ってみました。

走行テストの結果は、全く問題なし。
さらに、ケースの着脱。そして走行の繰り返しを行いましたが、全く問題なし・・・でした。
不安な気持ちは消え去りました。まさに驚きです。Id01_94_11
改造後はプーリカバーだけを外す事が可能

この改造は簡単な作業でありながらカバーが取れにくい工夫が有り、いざとなれば簡単にオリジナルに戻せる、優れものです。

シリコンチューブとスティックの微妙な摩擦抵抗、さらに、シリコンチューブが広がるのを防ぐ熱収縮チューブ。
今回は、素材選びと、その組み合わせが如何に大切な事なのか・・・という、良い事例を勉強させて頂きました。

今後、メンテナンスを必要とされている方々にとって、この改造方法は、かなりお勧めかもしれません。
もし、改造される方は、あくまでも個人責任でお願いします。

ジローさん、今回も有益な技を教えて頂きまして、まことに有難うございました。

■赤外線リモコンのアンテナ
以前お伝えしましたように、現在、私のID-01のユニコン受光部はバックパックの中にあります。Id01_90_20
    
しかし、「掲示板」で、てるてるぼうずさんの反射球直下の受光部を見てからは、いずれIR受信側の位置変更が必要だとは感じていました。

そんなおり、KENさんの「ロボットの集まり」で、参加されたmaroさんのロボ君が非常にカッコ良い赤外線アンテナを付けて登場してきました。
まるでトランシーバーに付いているような黒いアンテナ。
内容を伺うと、100円ショップの「突っ張り棒」を改造し、その先端にユニコンの受光部分が上を向いて取り付け、カバーを被せた・・・とのお話でした。
この受光部が上を向いている・・・という部分で、応用ができそうです。Id01_93_20
アンテナ先端に上向きのIR受信部が付く

◇アンテナ部分
100円ショップで「突っ張り棒(50~30cm)」を購入して分解しました。
棒の色は、黒、シルバー、茶、木目模様などが有ります。
突っ張り棒は、太いパイプの中に、細いパイプがネジ込まれています。
今回は、この細いパイプを使用しますので、左に回しきって取り出します。
パイプの一方は、バックパックに穴をあけ、垂直に伸びるように適当に止めます。
そのままでは長過ぎますので、ID-01の頭から顔を出すくらいまでの長さでカットします。
私の場合、パイプの長さは170mmくらいにしました。

◇配線(ユニコン~アームボード)
腕先にあるユニコン基盤を背中に内蔵させるには、腕から背中に繋がる長い配線と、その途中にあるコネクター類は、一切必要ではありません。
腕先に付けたユニコンと、大元の「アームボード」をショートカットして接続すればOKなのです。
そこで、私はショートカットのケーブルを作成して、「アームボード」とユニコンのボードを直接接続しています。

前回、ユニコンのボード類(88等と90号パーツ)をバックパックに内蔵した時、配線の改造を行いましたがが、あまり改造される方は少ないと見込み、その配線を公開しませんでした。
しかし、既に何人かの方が、ユニコンボードをバックパック内に移されているようですので、今回、実体配線図を公開します。

「URCボード(90号)」には4ピン、アームボードには5ピンのコネクターで接続します。
URCボードに必要なコードは全部で4本、長さは15cmもあれば良いでしょう。
4ピンと、5ピンのコネクターには、前方から見ると画像のような夫々突起があります。Id01_94_07
4Pin,5Pinコネクターの突起

そのコネクターの突起が上になるようにして、実体配線図のように接続すればOKです。Id01_93_15a
接続コネクター実体配線図(左がURCボード、右がアームボードへ接続)

尚、コードの色はあくまでも相手の何処のピンに繋ぐか・・・を表示しているだけですので、お手元にある適当な色のコードで作成されて頂いて構いません。
コードの先端には2mmの圧着端子を取り付けますが、この端子の入手及び取り付け方法については『週刊myRobotを作ろう(49)』の中ほどに「◇コネクター」の項に、詳しく解説してありますので、宜しければ参考にしていただければ・・・と思います。Id01_94_28
アームボードからユニコンボードへ繋がる(赤丸印)コネクター(A)と、腕先のIR送信器へ繋がるコード(赤丸印)コネクター(B)

このようなコードを作成されなくても、アームから全コード及びコネクターを取り出し、背中の中にうまく格納すればOKです。
尚、改造される方は、あくまでも自己責任で行ってください。

◇配線(URCボード~ユニコン発信/受信器)
ユニコン発信/受信器のボードには、IR(遠赤外線)LEDと、IR受光部が取り付けられています。
このIR発信用のLEDと、IR受信部は、夫々82~83号のパーツと同等品です。
そして、およそ30mmくらいのコードの先に4ピンコネクターが付いており、URCボードへ接続するようになっています。

①IR受信部
このままでは、IR受信部をパイプの先端に取り付けられませんので、このボードから外すか、または83号のパーツを使用しても宜しいかと思います。
私はボードからハンダごてで、IR受光部を取り外しました。
30cmくらいの3本のコードを用意し、その先端にIR受信部を取り付けます。
コードの先に付いた受信部をパイプの先から出し、足を90度に折り曲げ上を向かせます。
maroさんは、コードの先に3Pコネクターを接続し、そこにIR受信部を取り付けていましたが、私は作業が簡単な、IR受信部をコードに直接ハンダ付けする方法をとりました。
接続は、ボードから出ている白、赤、黒のコードを、基盤にとりつけられていた通りつなげれば問題ありません。Id01_94_27_3
Aはアームボードからのコネクターへ、,Bは腕先のIR送信器のコネクターに繋がる
(画像クリックで拡大)    

maroさんは、アンテナの先端部(IR受信部)に黒いキャップを被せていました。
このキャップは、自動車のスモールライトに被せて色を変更できる・・・というパーツだそうで、オートバックスなどで手に入るようです。
尚、ブルー系の色は赤外線をカットしてしまいますので、赤外線の通過量が下がり、受信感度が落ちるなどの弊害が推察されます。
もし、キャップを被せるのなら、無色あるいは、赤系の色の方が無難であると思われます。Id01_94_15
キャップ無し、赤キャップ、透明キャップを取り付けたGIFアニメ

尚、肝心のミラーボールですが、現在、取り付け方や、デザインなどを含めて検討中です。

②IR送信部
IR送信部については、maroさんは、前回まで未着手の様子でしたが、私は、IR送信部(IRLED)を、腕の先にあるLEDと交換して配線する事にしました。

何故腕先に取り付ける必要があるのか?
LEDを点灯させた時、正面、側面、どちらから見た方が明るいでしょうか?
テストするまでもなく結果は明らかで、LEDは正面からの光が一番強いのです。
この問題を改善するため、広角のLEDや、LEDの拡散カバーなどが有りますが、側面の光はかなり減衰してしまいます。
これは、実際には目視出来ないIR(遠赤外線)でも同様の事がいえます。

以前、記事にしましたが、デジQトレインのコントロールを行った際、バックパック内に内蔵したIR送信部から、頭上のシルバーボールに反射させてコントロールしたのでは、範囲がとても狭かった記憶があります。Id01_92_38
従って、こんどは腕先に送信部を取り付け、直接、コントロールするものに向ける事によって、コントロール範囲が広がる事になるわけです。

なんだ、ユニコンを腕先に取り付けた状態と同じでは・・・ とお思いでしょう。
IR送信部については、確かにその通りです。
でも、IR受信部は、腕を上げなくても、常時上を向いている事から、360度の広範囲な受光が可能なのです。

配線はどうするか・・・ですが、私が行った簡単な配線は、ユニコン発信/受信器(88号)についている赤、緑のコードを30cmくらいのケーブルに繋ぎ代えて、腕先に取り付けるだけです。
尚、赤いコードは、IR送信部と共用となります。
腕先に付けるIR送信器(IRLED)は、LEDライトと交換するも良し、ユニコンのケースに再収納するも良し・・・です。
ユニコンケースに収納するのでしたら、IRLEDはボードから取り外さずにそのまま使用できます。Id01_94_14_3
受信器部分を取り除いたIR送信/受信ボード(88号)

一方、ユニコンのケースは大きいので、LEDライトに交換されたい方は、配線の手間がかかるものの、外見的にはスマートになります。
この辺は、皆様のお好みで改造されてみては如何でしょうか・・・・
改造される方は、あくまでも自己責任でお願いします。

■未だ完成に至らず・・・
超音波センサーと、なにやら怪しい回路ですね。Id01_94_05
発注したものの欲しいパーツがなかなか揃わず、未だに実装に漕ぎ着ける事が出来ません。
うまく動作したら、近いうちにはブログに載せる事が出来るかもしません。

■トピックス(二足歩行するID-01)
KENさんから興味深い情報を教えていただきました。
先進的なアイデアでおなじみの”Le Pagine di Chiccw”の中に、ID-01のボディ部に2足歩行機能を取り付けたロボ君が登場しました。
Walkerid01
”Le Pagine di Chiccw”に掲載された2足歩行ロボ

SONYのロボット「QRIO」を意識した足のデザインのようです。
本文を翻訳してみると、両眼にビデオカメラを搭載し、立体的なビジョンを把握させる・・とあります。
このほか、電源は7.4V1300mA、バランスをとる為ジャイロ搭載、腕の力を強力にするXWING搭載・・など、いろいろな機能が強化されるなど、2足歩行に留まる事なく、かなりの改造が施されているようです。
皆様もトライされてみては如何でしょうか・・・

詳細をご覧になりたい方は、”
Le Pagine di Chiccw(I-DROID01 UMANOIDE)のWEBサイトを訪れてみては如何でしょうか。

KENさん、楽しい情報を、ありがとうございました。
(2008/4/8)


■あとがき
デアゴ社の「MY MUSIC STUDIO」で使用するソフトウェアは、機能限定でスタートし、90号までに少しづつ機能が追加されていきます。
全ての機能が揃うまで待っていられませんので、自分のニーズに合ったDTM(DAW)のソフトウェアを発注してしまいました。
(2008/4/8)Id01_94_08
Steinberg社(ドイツ)製「Cubase 4」(日本語対応版)
   
その荷物が到着しましたので、玄関先でカード払いの出来る「イーコレクト」を利用してしみました。
配達係員の方は、おなかにプリンター、片手に携帯端末、反対側にディスプレーと入力装置。なかなかの装備が必要のようです。
ものの数分で決済処理が完了しましたが、利用者はあまり多くない・・・との事です。
便利な世の中になった・・・とは思いましたが、カード/支払い情報など、重要なデーターが飛びかう訳ですので、よりいっそうの厳重なセキュリティ対策をお願いしたいものです。

コンピューターミュジックについては、このソフトの評価を含めて、「ちょっとひといき」でふれてみようか・・・と思っています。Id01_94_18_2
CUBASE4の操作パネル

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コメント

関根さん こんにちは

ユニコン内蔵に関してですが、ユニコンと腕先に付けたLEDライトとの共用は不可能です。
理由は、内蔵したユニコンに電源が常時取られていますので、並列に接続したライトは点灯しないからです。

従って、どうしても腕先ライトを併用されたいのでしたら、切り替えスイッチにより、どちらかセレクト出来るようにする方法が良かろうかと思われます。

以上、宜しくお願いします。

投稿: ふみのへや | 2008年4月21日 (月) 18:15

こんにちは、何時も御教授下さいさいまして有難うございます。

前回は赤外線登録の件で有難うございます。

今回は赤外線のバツクパツク内造の件でどうしても分からない事が有ります、
アームコントローラーのR-TOOL又はL-TOOLの5本足のソケツトに繋ぐのは分かるけど、
腕+手は腕+手で動かしたいのですが、如何した物か悩んでます、(5本の線の途中で分岐してるのかなー)と悩んでます。
教えてください、

       文京区後楽園関根

投稿: 関根 | 2008年4月21日 (月) 17:05

KENさん こんにちは

プーリーカバーの着脱の仕組みは、先々のメンテナンスを考慮すれば、出来れば最初から欲しかった機能ですね。

この仕組みは「掲示板」で以前から発表されていたものに、ジローさん流のアレンジを加えたものです。
きちんと工作する必要があるものの、作業内容は簡単ですので、必要な方にはかなり重宝されるのではないか・・・と考えています。

「ロボ君の集まり」が全国的に広がるようで、頼もしい限りです。
同好の方が集まれば、人の技、自分の技、それらが融合して、「文殊の知恵」が生まれ、参加された方々に色々な面でプラスになるような気がします。

動かしたいのに動かない・・・
そのような方は、高額なID-01をオブジェとして飾っておくだけでは勿体無いような気がします。

皆さん、頑張ってください。

投稿: ふみのへや | 2008年4月 8日 (火) 09:50

KENです。

ジローさんの「プーリーカバー」はすぐれものですね。

グッドアイデアです。

車輪のモーターボックスのメンテナンスは絶対に必要になってくるときがきます。

是非、本物を見たいです。

次回の集まりに参加予定でしたら、見せてください。


話は変わりますが、全国的に各地で「集まり」が持たれる気配が出てきました。

「ふみのへや」さんのブログをごらんのロボ君を作っていらっしゃる方々、積極的に参加表明をお願いします。

現在、東京、大阪、高松のほか、名古屋で、また、福岡でも主催を希望されているかたがいらっしゃいます。

僭越ながら、わたしが、仲立ちのお手伝いをさせて頂きますので、私宛にメールをください。

「全国的に支部を立ち上げませんか?ー2」 を、ご覧ください。
http://blogs.yahoo.co.jp/myrobot_ken/30453906.html

投稿: KEN | 2008年4月 8日 (火) 07:56

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