不定期TOPIC 2003/11/23より

開線まで、なかなか時間がかかりますな〜
どーも、あいかわらず電話回線で、ちんたらちんたらとアップしています。 ネットワーク開線まであと３日です。そんなわけで、みなさんのホームページも少ししか見れていないです。なんかaDSLとか慣れちゃうと、電話回線って耐えられないですね〜。家の方はだいぶ落ち着きまして、ようやく、少しだけロボットが広げれるようになってきました。かっちょいい作業場所作っている時間が無いので、ちょっと効率は落ちますが、小規模に広げて製作続行したいと思っています。ソフトの方は、時間をみつけてこちょこちょと作っていますが、マイコンの電源、どこにしまったっけ〜とか、テスターが見つからないよ〜と、やっていて、これまた効率いまいちです。しくしく。

次期マシーン
ようやく引越し先での生活が落ち着いてきましたので、そろそろマシンの方も手をつけようと思っています。しか〜も、もう、ROBO-ONEのエントリーも始まっているようですし、アセアセです。さてさて、今回のコンセプトは…もちろん「寂しい制作費でも元気に動けるロボット」です。でも、今回はマシン製作に時間をあまり取れないので、作戦要検討です。

G-Tune(2003A)と同じコンセプトの「新逆間接リンクロボットを作る！」のが一番やりたいことなんですが…やっぱサーボのパワーが無いところとかカバーしやすく（なんといっても電源無しで立てますから）、また、軸がダブルになるため強度も高くしやすいので、非常に低価格ROBO-ONEマシン向きだと思っています。しかし結構部品点数が多く、また設計が複雑になるので時間的にきつそうです。「G-Tuneを改良」というのも…第４回ROBO-ONEのみなさんのパフォーマンスを見ていると、もう「元気に動けるロボット」というところで苦しいものがあります。それぐらい刺激的でした。ほんと、ため息でちゃいます。SISO-LABマシンも、いくら安ロボットとはいえ、世の中の流れについていかなければ、魅力半減です。

というわけで、部品点数やめんどくさい加工を減らすため（ホントか！？）、リンク無しフルサーボロボットで行こうと思います。今度は、「寂しい制作費」維持のために部品選定で苦労しそうですが、ウケるかもしれないのでこれで考えていくことにします。また、新規投入コストは上がってしまいますが、トータルは安くいけるよう、いろいろ考えようと思います。あまり格闘に強くなくとも、ハイパフォーマンス狙っていこうとおもいます。デザインは…悩み中ですが、ヒューマノイドで行くか、G-Tuneタイプで行くか、うーむ。やっぱ、前回でイメージついちゃっているんで逆間接がいいですかね〜。（参加するのをやめようとは、全然思っていないSISOです（笑））そんなこんなで、昨日、大量のサーボが仮SISO-LABに…届きました。ご報告は、また後日。

安いサーボで歩けるか？
じゃあ、安い部品探し！というわけで、まず目をつけたのが、GWS S03Tです。例によってGWSです（笑）。以前は、取り扱っているのは「浅草キ研」さんだけでしたが、今は、「ツクモロボット王国」でも扱っているようです。でも、ラインナップ、商品紹介文章も同じような…。このサーボのスペックは、6V時、8.0Kg-cm、0.27sec/60°です。これでお値段\1800。遅いです。安いです。うーむ。

どれくらい遅いかというと…電源が若干電圧が落ちたことを考えて、仮に0.3secで動作したとして360度回ったとすると（360度は回りませんけど、イメージのためです）、２秒弱で一周することになります。おお、そう考えるとけっこう遅い！ですね。これで二足歩行できるかどうか、机上で考察してみたいと思います。

脚のピッチ軸に要求されるサーボ動作速度
歩行する場合、やっぱ一番速度が要求されるのは、脚それぞれのピッチ軸（前後に動く軸…違ってたらお手数ですがご指摘願います）だと思います。SIPHAシステムには、一応、ピッチ軸だけですが脚の座標から角度計算するプログラムが載っていますので、これをそのまま使って軌道計算してみました。そんなわけで、精度はご容赦ください。ロボットの条件…腿−膝、膝−足首の軸間はそれぞれ60mmとします。また、負荷による云々とかはとりあえず考慮無しで、指示値がどうでるか？というところだけ考えてみます。うーむ、こうやって考えてみると、SIPHAシステム、結構、賢い！（自画自賛）でも、3mm近くずれていることが発覚しました。今後の課題です。

それぞれの角度は、直立のとき、０度。屈伸すると、腿が−方向、膝が＋方向、足首が＋方向に角度変化します。グラフは青色…腿、黄色…膝、赤色…足首です。縦方向は角度を表し、横方向は20msec毎のステップ数を示します。精度低いので、もっと精度を上げるとまた違った答えがでる可能性があると思うのですが、ちょっと時間が取れないので、これぐらいで勘弁してください。脚を前に出した状態から、0.5secで後ろまで水平に移動し、0.3secで脚を持ち上げ、0.2secで再び前に出した位置に降ろします。

以下に検証結果を書きますが、結論としては、結構、しんどいですね〜。使う場所によってはいけそうですが、膝は無理っぽいです。これ以上はツメませんが、最大角度変化は、脚を上げ始めるときに発生していますから、脚を上げる高さとか、前後に開く配分とかを調整すると、もう少し楽な結果がでてくるかもしれません。計算精度低いので、あくまでもご参考用ですよ〜。また、この考察で、膝にはまったくダメそうなことがわかりましたが、脚のロール軸や腰などはそんなに速度が要らないと思うので、使えそうです。

	腿軸を110mmの高さにして、脚を前に10mm、後ろに20mmの歩幅30mmとした場合で、脚を20mmまで上にあげ、これを１秒２歩（片足の１動作が１秒で終わるということです）で歩行した場合の、サーボ指示角度計算結果は左のとおりです。 これを見ると、膝が一番一生懸命動いていますね。んで、膝の最大角度変化が20msecで６度になっています。腿が４度、足首が３度となります。 ということは、腿＝0.3sec/60deg、膝＝0.2sec/60deg、足首＝0.4sec/60degということになります。
	さらに110mmの高さで、脚を前に20mm、後ろに30mmの歩幅は夢の50mm！にした場合で、脚を20mmまで上にあげ、これを１秒２歩で歩行した場合のサーボ指示角度計算結果は？左のとおりです。 あら？腿が４度、膝が６度、足首が４度、30mmの歩幅と比べても、意外に大きくならないもんですね。計算誤差なのかな？でもグラフ（上のグラフとスケールが変わっちゃってすいません。固定する方法がわからないんです）と比べると、全体的に忙しい感じです。 とうわけで、腿＝0.3sec/60deg、膝＝0.2sec/60deg、足首＝0.3sec/60degです。