ARUMO-SiR07M

						ARUMO-SiR07M
						ARUMO-SiR07M

ROBO-ONE11thに出場した、ARUMO-SiR07Mの紹介です。

ARUMO-SiRシリーズはG-Tuneシリーズとは異なり、ヒーローロボットスタイルのヒューマノイドロボットで、どんなことができるか？ということを探求するために開発した機体です。 ARUMO-SiRとしては05Aに続いて２作目となり、初めてのフルモデルチェンジとなります。

サーボはI-BEEさんのPRS-3401を主体として、DSR8801、WayPointのW-092MB、MiniStudioのRB50を使い、全部で２５個のサーボを使用しています。また、PRS-3401のおかげで非常にスリム（に見える）なデザインに仕上げることができました。
結果は、予選は25位で通過するものの、初戦敗退という残念な結果になってしまいました。

Basic Specification

Basic Specification
身長32cm、体重1.39kg、自由度25（PRS-3401x18、DSR8801x2、RB50x1、W-092MBx4）、シャープ距離センサx3、３軸加速度センサx1、KONDOジャイロKRG-1x2を装備しています。フレームは主にポリカーボネイトとＡＢＳを使用していますが、それ以外アルミ（A5052）とアクリル等を使用しています。電源は、リチウムポリマー２セル（7.4V）を使用し、W-092MBやRB50に供給する電源は、降圧して供給するようにしています。
Control System
- SIPHA CORE [SISO JUNK STUDIO (LAB) INTELLIGENT PUPPET HANDLING ARCHITECTURE]
  ロボット側制御コントローラで、AKI-H8/3694、シリアルEEPROM(128KByte)、BTモジュール、センサ類によって構成されています。ソフトウェア開発は、Ｃ言語によって開発しています。マルチプレクサによる分配回路を使用する事により、３０サーボの制御能力を持ちます。基板は、オリジナルマインドのPRX1510（ミニＣＮＣフライス）を使って製作しています。
  
  部品はある程度分散して搭載しているのですが、ARUMO-SiR07Mの胴体部分はすごい詰め込み度になっています。コネクタも熱収縮チューブを使って省スペース化して収納し、COREボード、 3.3V電源ボード、BTボード、マルチプレクサボード（２枚）、電源分配ボードを納めています。
- SIPHA TERM（PC側）
  パソコン側の動作作成等の支援ソフトウェアで、フリーの開発統合環境である WideStudioにて作成しています。
Remote Operation
シリアル通信による有線操作と、BlueToothモジュールによる無線操作が可能です。BlutToothモジュールは、I-Bee製PBT-001を使用しています。操作側にはプレステパッドを使用し、H8/3664で信号変換ものをBlutTooth経由にて送信しています。ワイヤレスのプレステパッドを使用できると簡単でよかったのですが、マシーンの方に入りそうも無かったのであきらめました。でも、パッド側にもマイコンを置いた事で、操作感をあげるためのチューニングがやりやすくなったため、結果としては良かったと思います。
Power Supply
リチウムポリマーバッテリ２セル（7.4V）「AIR CRAFT HYPERION HP-LCL950-2S」を使用しています。だいぶオーバースペックな気がしますが、今後、消費電力が増えてもいいようにと思い、このバッテリを使用しています。動力電源、制御電源は共通です。

Design Detail

Over View of Mechanical Design
全体像は、ヒーローロボットを意識し、カバー等のパーツが無くてもそれらしく見えるようにデザインしました。カラーリングはいつものパターンですが、それ以外にもウエストラインが自然に見えるように少しだけ斜めのラインを入れたり、また、直角結合だけではなく斜めに結合する部品も入れることでそれっぽくしています。
このクラスの機体は、どうしてもバックパックが大きくなりがちなのですが、電子部品を分散して内蔵することにより、バックパックは距離センサとスイッチ類、それにバッテリを収納するのみ、という設計にして、小型化しています。
電線類は、後半、時間が無かったため、ほとんどそのままの状態でまとめていますが、腰、腕で一度集線した後、高屈曲ワイヤを使うことでフレーム内を通し、電線類が大きく外にはみ出さないようにしてあります。

フレームは、下の写真のようなサーボホルダを基本として設計しています。ネジ２本はずすとサーボが抜けるようになっているのですが、このホルダ、部品点数が多く、作るのが大変でした。単品で試作した時は気にならなかったのですが、いざ、本体を組み立て始めて後悔しました。今後は、もう少し設計技術を鍛えて、なんとかしたいところです。
Head Unit
頭部デザインは、デザイン性では一番苦労したところで、「従来の小顔の雰囲気」、「ヒーローロボットっぽさ」に加え、「板材をメインにしているにも関わらずそれっぽい」というあたりで苦労しました。全体が板材メインなので、ここだけ急にプラモデルみたいなデザインでも変なので。この大きさで、サーボ（RB50）、距離センサ、LEDを内蔵しています。「この大きさ」といってもピンとこないかもしれないので、具体的な寸法を書くと、顔の幅は11mmしかありません。これに「襟」をつけることで、距離センサを内蔵するためのスペースを作っています（右の写真で赤外線LEDが光っているのがわかりますでしょうか？）。

距離センサは、バックパックの両サイドにも搭載しており、横に構えて首を回すことにより、常時、２つの距離センサを対象方向に向けることができます。前作のARUMO-SiR05Aでも同じ構成を取っており、このセンサを使って「攻撃方向の補正」を行っていたのですが、ROBO-ONE 11thでは間に合わず、ほとんど、使用できませんでした。今後、このあたりも移植していきますので、ヒット率の向上が期待できます（初戦で「いつもなら当るのにな～」と、イライラしてました…単に操縦が下手なだけですが）。
Body Unit
胴体部分は、胸の部分にコントローラや無線ユニット等を収納し、腰には、腰ヨー軸サーボと脚ヨー軸サーボが入っています。実は、脚ヨー軸サーボ、１つだけでして、一見、３個サーボが入っているように見えるフレームですが、実は２個しか入っていません。サーボ１つ分の空洞には、下半身サーボ用のマルチプレクサ基板が入っています。
また、ジャイロですが、KONDOのKRG-1を２個搭載しています。右の写真のアニメロボット風股間パーツに収納されています。腹の部分にピッチ軸用、股間の部分にロール軸用のジャイロが入っています。配線は、このパーツから腰ブロック内を通って上半身に持ち上げています。

電線取りまわしについてですが、下半身サーボのリード線を一端、腰の中にある集線基板で集線しています。時間の都合上、かなり手抜きな感じですが…。その後、マルチプレクサ基板を経由して高屈曲ワイヤにて上半身に持ち上げています。真ん中の写真で、腰背面カバーの上あたりに、ちょこっと写っている黒いものが上半身とつながっている電線です。また、脚ヨー軸はサーボ１つで駆動しています。サーボアームをギア形状にする事で、反対側のヨー軸に力を伝達しています。
Arm Unit
腕は、肩ピッチ軸、ロール軸共に胴体には内蔵せず、すべて腕側に載せています。小型＆スリムが故、内部にスペースを確保するためには何かを外に出さないと、ということで、肩ピッチ軸を外に出しました。当初、直交軸デザインだったのですが、ROBO-ONE11thのレギュレーションだと収まらなくなることがわかり、現在の形状に変更しています。肩サーボは、ピッチ、ロールともに180度の可動範囲を確保しています。
腕先の方は、可動式のリストガードと拳を装備しています。拳は、3mm厚のABSを４枚貼り合わせて作ってあります。作り方は簡単で、手の断面形状に切りだした板材に、指の部分を軽くヤスリがけして丸みをつけ、それを貼り合わせるだけです。けっこうそれっぽく見えるのではないかと思います。

リストガードは、トルク2.2kg-cmのちっぽけなサーボで開閉する仕組みになっています。リンク駆動方式になっており、７０度ほど開きます。開ききると、リンクが反対側まで行くようにしてあり、これで外からの力に対してロックがかかるようになっています。このため、開いてしまえば、外部からの力で閉じる事はありません。もちろん、サーボの力で閉じる場合は問題なく閉じることができます。 ROBO-ONE会場で尊敬するＭさんに、「固定じゃだめなんですか？」と聞かれたとき、即答で「かっこわるいからダメです」と答えてしまいました。でも、別に開閉する必要って全然ないんですよね…。開閉する分、重いし故障率上がるし…。あ、でも縄跳びの縄を掴んだり放せたりしたからいいかな。
Leg Unit
脚はヒザがダブルサーボになっており、動作が速くなるようになっています。製作当初は、負荷低減のためにひざ裏側にスプリングを装備していたのですが、いざ、動かしてみたらなかなか調整が難しく、結局はずしてしまいました。また、足首のピッチ軸のみ、DSR8801を入れています。ほんとはヒザにも入れたかったのですが、デザイン上、うまく収まらなかったので足首のみにしました。ここはブロック状になっていて、 DSR8801とPRS-3401が入っている以外に、サーボ３個分の集線基板が入っています。ここで、高屈曲ワイヤに変換して上部までケーブルを持ち上げています。
Foot Unit
足先は、足裏摩擦制御用にW-092MBが１つ入っています。足裏はいつもの「ショックノン＋シリコンゴム」です。以前は、全面にシリコンゴムを貼り、フチのみクリアシートを貼る事で「真ん中、内側グリップ、それ以外はスリップ」というようにしていたのですが、今回は、外側はポリカーボネイトで足裏フレームで固定してしまい、グリップさせたくない部分はＡＢＳでカバーをするようにしました。つま先とかかと部分はＡＢＳのカバーがついていますが、これは、ショックノンにかぶせるように装着してありますので、クッションが効いた状態になっています。
Back Pack Unit

Action Movie

準備中…

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