![雑な要求検討
<要求事項>
①小型軽量 (片手で持ち運べるレベル)
→1~2[kg]を目標に
②歩行/方向転換 が可能
→１脚につき、3DoF とし、全体で12DoFとする
③開発容易性
→ROSを採用
④都合上使用モータは 近藤サーボ KRS2552
→経済的な都合](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)
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- 2. 雑な要求検討 <要求事項> ①小型軽量 (片手で持ち運べるレベル) →1~2[kg]を目標に ②歩行/方向転換 が可能 →１脚につき、3DoF とし、全体で12DoFとする ③開発容易性 →ROSを採用 ④都合上使用モータは 近藤サーボ KRS2552 →経済的な都合
- 3. 雑な要求検討 <要求事項> ①小型軽量 (片手で持ち運べるレベル) →1~2[kg]を目標に ②歩行/方向転換 が可能 →１脚につき、3DoF とし、全体で12DoFとする ③開発容易性 →ROSを採用 ④都合上使用モータは 近藤サーボ KRS2552 →経済的な都合
- 4. 雑な要求検討 <要求事項> ①小型軽量 (片手で持ち運べるレベル) →1~2[kg]を目標に ・基本的に3Dプリンタによる部材作成を想定 ⇒材料であるABSは比重が1.05 [g/cm3] ⇒300cm3で315[g]であるが、これは密度100%の15×20の直方体を想定。実際は軽くなる ・使用するサーボモータは41[g/個] ⇒12自由度なので492[g] ・Lipo/SBC/LiDAR/配線類 ⇒250 + 150 + 100 + 100 = 600[g] 筐体部 アクチュエータ 電装部 ・脚1本あたり脚部筐体含めて80[g]と想定⇒320[g] 機械要素(ネジ・エンドロッド・ベアリングなど) 安全率1.2(勘)で 約2.1[kg]
- 5. 雑な要求検討 <要求事項> ①小型軽量 (片手で持ち運べるレベル) →1~2[kg]を目標に ②歩行/方向転換 が可能 →１脚につき、3DoF とし、全体で12DoFとする ③開発容易性 →ROSを採用 ④都合上使用モータは 近藤サーボ KRS2552 →経済的な都合
- 6. ４そく どうぶつ x y z ④ ③ ② x y ①：右前足 ②：左前足 ③：左後足 ④：右後足 歩行の１周期を1とした時の脚を出すタイミング ①トロット走行 0.5 0.5 0 0 ②ベース走行 0.5 0.5 0 0 ③アンブル走行 0.5 0.75 0.25 0 ④バウンド走行 0 0.5 0.5 0 ① ⑤ギャロップ走 行 0.1 0.6 0.5 0 ⑥クロール走行 1 0 0 0 0 １ 0 0 ・・・ ① ① ① ① ① ① ① 雑な要求検討 ⑦ブロンク走行 0 0 0 0 ①
- 7. ４そく どうぶつ x y z ④ ③ ② x y ①：右前足 ②：左前足 ③：左後足 ④：右後足 歩行の１周期を1とした時の脚を出すタイミング ①トロット走行 0.5 0.5 0 0 ②ベース走行 0.5 0.5 0 0 ③アンブル走行 0.5 0.75 0.25 0 ④バウンド走行 0 0.5 0.5 0 ① ⑤ギャロップ走 行 0.1 0.6 0.5 0 ⑥クロール走行 1 0 0 0 0 １ 0 0 ・・・ ① ① ① ① ① ① ① 雑な要求検討 ⑦ブロンク走行 0 0 0 0 ① 既存の４足歩行ロボットでトロット走行が多く採用 →本機体でもトロット走行を採用 →２脚で機体質量(2.2[kg])と慣性力に耐える必要 →慣性項が小さくて済むように加速度制限 →また、胴体には 歩行の際「ねじり荷重」が負荷 →リブなどでねじり剛性を向上
- 8. 雑な要求検討 <要求事項> ①小型軽量 (片手で持ち運べるレベル) →1~2[kg]を目標に ②歩行/方向転換 が可能 →１脚につき、3DoF とし、全体で12DoFとする ③開発容易性 →ROSを採用 ④都合上使用モータは 近藤サーボ KRS2552 →経済的な都合
- 9. <要求事項> ・開発容易性 →ROSを採用 ・CHAMP パッケージを利用 →Setup Assistantが便利らしい[1] ・ROSディストリビューション: Noetic →ROS 1 が限界です… 雑な要求検討 [1] @nisshan_(にっしゃん) 「 M5Stack+ROSで4脚ロボットを作るhttps://qiita.com/nisshan_/items/939395f077b59ad4709b ・OS: Ubuntu20.04 ・3DCAD: SolidWorks → Gazebo用のURDFモデル用のメッシュデータの作成 [使用環境など]
- 10. 雑な要求検討 <要求事項> ・小型軽量 (片手で持ち運べるレベル) →1~2[kg]を目標に ・歩行/方向転換 が可能 →１脚につき、3DoF とし、全体で12DoFとする ・開発容易性 →ROSを採用 ・都合上使用モータは 近藤サーボ KRS2552 →経済的な都合
- 12. ZMP領域 Fleg Lb Lf F重力 Fleg 想定質量：2.1[kg] サーボトルク：14[kgf] Θ 参考:水野谷(2023)「二足歩行ロボット製作の流れとポイント～“本当に作りたいもの“をカタチにするために～」 https://biped-robot.or.jp/upload/dbmaterials/1358_030c2aef22aef29ee7afe8148211b839original.pdf 雑な要求検討 ・最大発揮トルクには個体差が存在 ・あくまで、最大発揮トルクが10~14[kgf] →トルクの計算には余裕を持つ必要 ・トロット走行 → 脚２本で体重を支える必要 ・右の簡易的なモデルにおいて Θ=0 の一番厳しい条件の下で計算 →リンク長10[cm]程度なら耐えるでしょ(知らんけど) 多分耐えるからヨシッ
- 14. 雑な要求検討 <脚のモータ配置検討> モータ配置 胴体⇒1 モータ 脚⇒2 モータ 型 胴体⇒2 モータ 脚⇒１モータ 型 胴体⇒3 モータ 脚⇒0 モータ 型 図例 脚慣性力 大 中 小 機械要素数 少 ダイレクトドライブ可 やや少 ダイレクトドライブ可 大 伝達機構がほぼ必須 横幅 大 中 小 配置の比較表 ・機体サイズ:小型軽量 ⇒ 慣性力の影響大 ⇒ 横幅は小さい方が◎ 胴体⇒3モータ 脚 ⇒0モータ 採用 伝達機構の検討へ 形式 引用: [1] http://rpe-parts.co.jp/shop/1_1807.html?view=SmartPhone[2]https://gadget.phileweb.com/post-26252/ [3]https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/04426/ [1] [2] [3]
- 15. 雑な要求検討 <脚部機構検討> [1]https://www.mekasys.jp/series/list/?filter=category&code=75360000 [2] https://www.thk.com/jp/ja/products/ball_screw/ [3]https://www.keyence.co.jp/ss/products/measure-sys/machine-elements/link/type.jsp [4] http://karakurist.jp/?cat=5 機構名称 かさ歯車+ 直動機構(ネジシャフトなど) スライダクランク リンク機構 図例 サイズ 大 小 中 質量 重量 軽量 軽量 可動範囲 大 中 大 膝関節 応答性 低 やや低 やや高 [1][2] [4] [3] 軽量& 応答性の良さそう(勘) リンク機構を採用 制御が簡単にできそう ＆ 常に サーボ角度 = 膝角度 にできる平行リンクを採用 (テスラのヒューマノイドロボットや SONYのTachyonでも採用されて いた気がする)
- 16. 死点を通らないように、 平行リンクの可動域を 0~120°程度に収めるとして、 左の式に基づけば、 平行リンクにおいて b=d かつ sinΘ’ =sin(π-Θ”)=sinΘ” より、 減速比は１となるはず? 雑な要求検討 参考:[1]https://www.topic.ad.jp/sice/htdocs/papers/271/271-6.pdf http://realteck458.blog117.fc2.com/blog-entry-98.html [1]
- 18. とりあえず作ってみた RP LiDAR A1M8 x y z 210 280 190 ●CADデータ ●実際の機体写真 機体質量:1.6[kg]
- 19. とりあえず作ってみた RP LiDAR A1M8 x y z 210 280 190 ●CADデータ ●実際の機体写真 機体質量:1.6[kg]
- 20. とりあえず作ってみた RP LiDAR A1M8 x y z 210 280 190 ●CADデータ ●実際の機体写真 機体質量:1.6[kg]