1. momonGa-5。
開発報告書

2. チーム奥澤とは？
メンバー
奥澤（代表・メカ担当）
夏目（メカ担当）
益田（電気担当）
飯田（ソフト担当）
社会人による、日曜大工的開発チーム
チーム概要
設立 ：2009年4月～
拠点 ：東京・愛知・神奈川
資本金 ：各人のお小遣い

3. momonGa。シリーズ
150[m]級クライマー
momonGa。(2009年)
300[m]級クライマー
momonGa-2。(2010年)
1200[m]級クライマー
momonGa-4。(2012年)
600[m]級クライマー
momonGa-3。(2011年)

4. momonGa-5。
仕様
第五世代型 1200[m]超級 昇降機
特徴
サイズ ：760×300×200[mm]
重 量 ：7[kg]
積載量 ：7[kg]
速 度 ：6[m/s]
総工費 ：30万円※人件費別
・安全な昇降
⇒自由落下防止のため渦電流ブレーキ搭載
⇒自律/手動の切替可能
・環境測定能力
⇒MP同等の測定機能をクライマーに内蔵
・ペイロード比100％超
⇒自重以上の物を運搬可能
仕
様

5. １：運用フロー
プ
レ
ゼ
ン
内
容
２：自律動作フロー
３：各種技術
４：その他
momonGa-5。の自律動作フローの詳細を説明します。
momonGa-5。の基本的な動作方法を説明します。
・システム構成
・自律・手動モードの切替
・ベルト式動力伝達機構
・うず電流ブレーキ
・ペイロード

6. 運
用
フ
ロ
ー
①タブレット上でパラメータを入力し、クライマーに転送
②クライマーのスタートスイッチを押す⇒自律昇降開始
③エンコーダで距離を測定し、指定高度まで到達
④上空で任意時間停止（観測/撮影タイム）
⑤下降開始、ディスクブレーキをインターバル動作し下降
⑥目視域到達後に手動モードへ切替、地上へ帰還

7. 運
用
フ
ロ
ー
１
①タブレット上でパラメータを入力し、クライマーに転送
②クライマーのスタートスイッチを押す⇒自律昇降開始
③エンコーダで距離を測定し、指定高度まで到達
④上空で任意時間停止（観測/撮影タイム）
⑤下降開始、ディスクブレーキをインターバル動作し下降
⑥目視域到達後に手動モードへ切替、地上へ帰還
距離[m]
頂上まで(D1)
昇り減速開始(D2)
降り終点(D3)
降り減速開始(D4)
速度[m/sec]
昇り通常速度(S1)
昇り減速速度(S2)
降り通常速度(S3)
降り減速速度(S4)
昇り噛み込み解除逆走時(R1)
降り噛み込み解除逆走時(R1)
ブレーキ(0～16384)
昇り減速時(B1)
降り減速時(B2)
非常低支持(B3)
昇り噛み込み解除中(B4)
降り噛み込み解除中(B5)
時間[msec]
頂上・地上での一旦停止期間(ST)
加速期間(TS)
昇り噛み込み解除逆走期間(T1)
昇り無回転噛み込み判定閾値(T2)
降り無回転か見込み判定閾値(T3)
エラー判定比率(駆動ローラーの距離に足すする%)
噛み込み判定閾値
スリップ判定閾値
エラーチェック有り無し(ON/OFF)

8. 運
用
フ
ロ
ー
２
①タブレット上でパラメータを入力し、クライマーに転送
②クライマーのスタートスイッチを押す⇒自律昇降開始
③エンコーダで距離を測定し、指定高度まで到達
④上空で任意時間停止（観測/撮影タイム）
⑤下降開始、ディスクブレーキをインターバル動作し下降
⑥目視域到達後に手動モードへ切替、地上へ帰還

9. 運
用
フ
ロ
ー
３
①タブレット上でパラメータを入力し、クライマーに転送
②クライマーのスタートスイッチを押す⇒自律昇降開始
③エンコーダで距離を測定し、指定高度まで到達
④上空で任意時間停止（観測/撮影タイム）
⑤下降開始、ディスクブレーキをインターバル動作し下降
⑥目視域到達後に手動モードへ切替、地上へ帰還
計測ローラ
計測エンコーダ

10. 運
用
フ
ロ
ー
４
①タブレット上でパラメータを入力し、クライマーに転送
②クライマーのスタートスイッチを押す⇒自律昇降開始
③エンコーダで距離を測定し、指定高度まで到達
④上空で任意時間停止（観測/撮影タイム）
⑤下降開始、ディスクブレーキをインターバル動作し下降
⑥目視域到達後に手動モードへ切替、地上へ帰還
気球
1200[m]
<SENSING>
・3D Acceleration sensor
・2D Gyro sensor
・GPS sensor
・Temperature sensor
・Humidity sensor
・Barometer

11. 運
用
フ
ロ
ー
５
①タブレット上でパラメータを入力し、クライマーに転送
②クライマーのスタートスイッチを押す⇒自律昇降開始
③エンコーダで距離を測定し、指定高度まで到達
④上空で任意時間停止（観測/撮影タイム）
⑤下降開始、ディスクブレーキをインターバル動作し下降
⑥目視域到達後に手動モードへ切替、地上へ帰還

12. 運
用
フ
ロ
ー
６
①タブレット上でパラメータを入力し、クライマーに転送
②クライマーのスタートスイッチを押す⇒自律昇降開始
③エンコーダで距離を測定し、指定高度まで到達
④上空で任意時間停止（観測/撮影タイム）
⑤下降開始、ディスクブレーキをインターバル動作し下降
⑥目視域到達後に手動モードへ切替、地上へ帰還

13. 自
律
動
作
フ
ロ
ー

14. 自
律
動
作
フ
ロ
ー
①基本動作フロー
②スリップ判定
③ベルト破断判定（モータ異常）
④噛み込み判定
正常時に行われる動作フロー
クライマーがスリップして上昇できない場合の動作フロー
モータに異常が生じた場合の動作フロー
テザーを噛みこんで進めない場合の動作フロー

15. 自
律
動
作
フ
ロ
ー
①基本動作フロー

16. 自
律
動
作
フ
ロ
ー
②スリップ判定

17. 自
律
動
作
フ
ロ
ー
③ベルト破断判定（モータ異常）

18. 自
律
動
作
フ
ロ
ー
④噛み込み判定

19. シ
ス
テ
ム
構
成

20. シ
ス
テ
ム
構
成
システム系 モータ系
システム系とモータ系を分離し、拡張性を向上
モータドライバの自作を見越し、
モータ系をシステム系から分離

21. 長期的なプラットフォームとして、パンダボードを採用
制御ボードをKCB-WL3(KONDO)から、
Pandaboardへ変更。OSを搭載しマルチタスク対応
組込みパソコン積みました。
パ
ン
ダ
ボ
ー
ド

22. シ
ス
テ
ム
構
成 モードセレクトSW
いくつかのモード（高度/速度等の設定）を
本体に記録し、前面スイッチにて選択可能

23. 地上付近の状態変化への対応
任意のタイミングで手動モードに切り替え可能
地上付近の状況変化（テザーが垂れる）に対応
プロポからの信号をCPLDで処理し、モード切替え
自
律
・
手
動
手動操作可能範囲
（地上100[m]程度）
自律上昇 自律下降
手動下降

24. 搬送力の向上
テザーへの動力伝達を、ローラ（線接触）から
ベルト（面接触）へ変更し、搬送力の向上
シンプル軽量な構成で多輪駆動と同等の搬送力
ベ
ル
ト
式
動
力
伝
達
旧：momonGa-4。 新：momonGa-5。

25. 駆動部仕様
ベ
ル
ト
式
動
力
伝
達
回転数 ：4884[rpm]
直径 ：28[mm]
速度 ：6[m/s]
出力 ：1200[W]
方式
対向orオフセット
（組替え可能）
うず電流ブレーキ
ディスクブレーキ
計測ローラ（エンコーダ付）
モータ（エンコーダ付）

26. プレスケールによる搬送力の比較
テザーへの加圧状態を測定し、
従来機と遜色がないことを確認。
搬送力（ブレーキ時の静止摩擦力）20[kg]以上
ベ
ル
ト
式
動
力
伝
達
旧：momonGa-4。 新：momonGa-5。

27. 自由落下防止
クライマー故障時の自由落下を防止するために、
渦電流ブレーキを搭載、運動を熱に変換する。
ワンウェイクラッチにより、メカ的に下降時に動作
う
ず
電
流
ブ
レ
ー
キ
磁石N極
磁石S極
アルミ円盤
うず電流ブレーキとは
日本ガイシ株式会社HPより引用
http://site.ngk.co.jp/lab/no64/

28. う
ず
電
流
ブ
レ
ー
キ

29. ペイロードの多彩化
サンダバード2号方式を採用し、
様々な機能を持ったペイロードを選択式に搭載可能
ペ
イ
ロ
ー
ド
電飾ユニット 飲料水タンク
展開式カメラアーム
（自画撮り）
宇宙エレベーターガール
（音声ユニット）

30. 2013年8月* * 日 * * * * [m]
かみんぐすーん
結
果

31. 1000[m]超級Climberの技術要素
◯メカ
ペイロード比向上
⇒ベルト駆動方式の最適化
ローラ（ベルト）クリーニング
⇒耐久向上＆外乱影響対策
◯エレキ
ブラシレスモータドライバ開発
⇒高電圧/低電流駆動
回生
⇒エネルギー効率の向上
◯ソフト
Android搭載 ⇒カッコいい
技
術
開
発
動
向

32. 技術情報等をBlogで公開しております。
Blog：http://teamokuzawa.blog57.fc2.com/
本資料もSlideshareにて公開済みです
情
報
公
開
中

33. 宇宙エレベータ協会関係者及び、ボランティアの方々には、
技術競技会開催のためにご尽力戴きました。
ここに感謝の意を表します。
そして、発表を聞いてくださった方々に感謝いたします。
ご静聴頂き、ありがとうございました。
謝
辞

34. Thank you.

35. 付
録
主要部品一覧表
品名 メーカ 品名 規格
モータ ロベ ドミネイターCA88-19 220[kV]/1200[W]
モータドライバ Turnigy Trackstar 1/5th Scale Sensorless
200amp 8s Opto Car ESC
34[V]/200[A]
バッテリー Turnigy Nano-tech 5000mAh 22.2[V]/5000[mAh]
メインボード - PandaBoard ES
ブレーキ SHIMANO BR-M375-L
ブレーキサーボ KONDO KRS-2542HV ICS 0.12[s/60°]/11[kgcm]
駆動ベルト 三ツ星ベルト 35-FL-400 35[mm]幅
孫ボード（制御） STMicroelectronics STM32F407
プロポ JRプロポ XG6 TRG
受信機 JRプロポ RG631B
3軸加速度センサ Strawberry-linux SEN-11486 ±16[G]
3軸角速度センサ 1000[degree/s]
3軸地磁気センサ 0.3[uT/LSB]
温湿度センサ Strawberry-linux SHT-11+SF -40～140 /0℃ ～100％
GPS G223
電流センサ TAMURA L01Z150S05