久しぶりの更新かな。
　ということで今回はタイトルから分かる通り
　ロボットの話です。
　卒研にも関係しているのですが
　まだ来年の就職活動先が決まっていないため
　全ての力を卒研に注げないという駄目っぷり
　本来の予定なら８月には決まって
　今はバリバリ制御をやっているはずだったんですがね
　
　終わってないものは仕方ないというしかないのか
　何カ月を無駄にしているかを考え始めると
　本当に何もやる気がなくなるため
　なるべく考えなかったのですが
　考えなかったというか、考えないようにしていたというか
　やはり、今回は考えないということで
　詰まっていることには違いないが
　
　卒研も進めないと
　具体的な内容は流石に言えないというか
　言いたくないので
　卒研というか
　ロボットの話
　かなり前の記事で
　サーボがどうやらこうやら
　いってたものの続き
　
　サーボはほぼ決まりました。
　VS-S020A
（コロナ　ミニデジタルサーボ（メタルギヤ）DS-929MG /23A4A）
　重量：12.5g
　サイズ：22.5×11.5×24.6mm
　動作電圧：4.8～6.0V
　トルク：2.2kgfcm(4.8V 時)
　スピード：0.11sec/60°(4.8V 時)
　かっこなのは
　もとというかどっちがもとかは知りませんが、
　聞いた話では
　どうやら
　ヴィストンのVS-S020Aはコロナのサーボとほぼ同じらしいので
　変化点は耳と呼ばれる固定用の突起物が切られている
　シールが貼りかえられている
　それなのに値段が＋500円ほど
　耳ありのコロナの方を買いますよ。
　500円安いなら
　トルク的にも重量的に申し分ないはずですから
　で、今トルクの計算中なんですが
　どうも合わない・・・
　合わないというか、
　計算方法を間違っているのか
　基本的な数学自体が間違っているのか
　実際は地面に立っているのですが
　意外と２足の文献は沢山あるのですが
　４足はなぜか少ない
　まあ、必要トルクなどは
　ようは地面をおもりとでも思ってマニピュレータの計算をすればいいはずだが
　あとは重力と
　だが、なぜかこれが合わない
　おかしいな
　そこで悩み中
　ボスに聞いてもいいが
　それをわざわざ聞くのは
　と思って他の人に聞いてみたが
　逆によくわからなくなったぞ・・・

　で、その前にやっていたことが
　フレームの設計
　私の機体はその仕様から
　本体のフレームに大きさがいらないため、
　かなり小さく改良した
　脚から重心までの距離が重要だともわかったので
　なるべく近くしつつ、ある程度の脚の開閉の角度も保てるように設計
　フレームはまあまあ強度が必要ということで
　箱型で
　クロスに残るように削った
　これなら、軽くて強度も保ている
　一応、CADの構造計算をした
　これなら大丈夫かな
　ということで決定
　
　フレームは特に悩むことなく決定
　それにより設計自体は完成
　あとは計算後、サーボの発注と設計通りに加工しないと
　材料のポリカは沢山ある様子なので
　ぱっぱと製作しよう
　問題は工作センターが夜はあまりあいてないため
　朝、まあまあはやくから学校にいって加工をしないといけない・・・
　一週間でできるかな？

　では次回。

　今年は参加してませんが、見に行ってきました。
　参加したかったのですが　
　就活的にも
　卒研的にも
　きつい
　といいわけをしときます。
　まあ、どうせ出てもたいした結果は残せなかったと思います。
　もっとダークフォース的なものになるように
　来年、職が決まっていて　
　余裕があり
　ハクを手に入れていれば
　個人出場したいと思います。
　
　あくまでも希望ですが
　それでも設計はしたい
　設計者として
　とどうどうと言えたらいいのですが
　個人的には
　特別枠狙いで
　テオ・ヤンセン機構で
　かわロボに出てみたい。
　今のところはネタ機でいないはず
　問題は低重心ではないとか
　パーツ数が多いとか
　
　ともかく、そのままでは
　使えないから
　多少というか大幅に変更して
　ぬるぬる
　動く機体を動かしたい
　モータードライバの設計もしたいな
　Hブリッジとかで
　マイコンのせて
　自律可能とかいうネタもいいな
　という夢ですが
　
　アームはシールドで踏ん張ってみたいな
　ロングアームで上手に相手をひっくり返すのは自信がない
　といっても、難しいんだけど
　操縦練習も沢山したいな
　フィールドはないから限られるけど
　ぬるぬると動きたい
　
　ほんとにつくれるといいのだけど
　来年想像がつかないからな
　早く来年の職が決まれば
　私は安心して卒業研究にはげめるんだけど
　
　おっと
　かわさきの話でしたね
　私はせっかく、かわさきにいったのですが
　デジカメを忘れまして
　というかもってないので、忘れたというか
　借り忘れたのですが
　何もデータを残さないというのはさびしいので
　メモ魔発動して　
　基本的にノート持参でメモってました
　しかも、いったのは決勝トーナメント二回戦から
　一回戦は午前中やってたのですが
　午後になると昼休憩がはいって会場からある程度人がへるので　
　そのタイミングを見計らって、席をとり
　試合開始までずっと座っているという作戦をとってました。

　無事、まあまあいい席をとりまして
　一人でメモってました
　せっかくなのでメモったものを書いてみます。
　間違った点がありましたら、コメントして教えてください
　二回戦から全ては面倒なので
　三回戦から書きます。
　機体名は全部は面倒なのでわかる範囲で省略
　私は弱小のとこにいたので情報不足ですので
　あしからず
　

　三回戦

　○K134-24
　前々年優勝者の機体
　ロングロッド
　×K134-22
　名前の通りというか後輩？らしい
　板回転
　小型、高パワー
　結果
　ひっくり返し
　押し出し
　にらみ合いからの押し出し
　引き分けで延長になりました。
　前は機体がゴールド系だった気がするが今回は赤かった

　○M@NGO
　板回転
　サブでストッパーのようなものがついている
  ×振動琴
　ロングロッド
　やわらかロッド
　前年はアルミ？を背骨のように連結させたよく曲がるロッドだったが
　今回はポリカーになったようす　
　結果
　押し出し→押し出し
　
　○ヒノカグ
　板回転　
　×毒林檎
　横回転可能ロングロッド　
　結果
　ひっくり返し
　押し出し→押し出し
　
　○NVRBS
　シールド
　出場のの仕方が特殊
  ×ヘルハウンド
　板回転
　結果
　シールドでうまいことひっくりかえし二度勝利

　○ま・だ・出・来・て・な・い
　板回転
　去年の優勝者
　まだ出来てないらしい
　コメントではアームの調子がわるいといっていたが
　×白金
　ガードつき横回転
　結果
　板回転のパワーで押し出し
　出場ミス

　○機神皇
　ロングロッド
　×小悪魔神楽
　回転
　新機能：猫の鳴き声
　他は変化ない様子
　結果
　両機が絡んだりと激しい戦い
　
　このあと特別戦でした
　せっかくなので紹介
　惺Alter
  ロッド＋横回転
　アルミの角パイプが二本爪のようにならんでいた

　幻龍牙
　去年も特別戦出場
　二本のクローではさむつもりらしいが
　対戦ではほとんど使えず
　電飾きらきら
　二足っぽくはないとは思うが

　ROCKY
　こちらも去年もでたムカデ脚
　60本の脚も健在
　人形がのっていて
　動作ごとに動く
　去年との変化はよくわからなかった

　明光
　広く展開する形
　全体的に開く
　製作者は全方向移動にしたかったらしいが
　説明はよくわからなかった
　夢を追ったがこれが現実らしい

　きつつき
　木のマシン
　毎年木の機体はいる気がするのだが
　加工は楽そうだが
　精度はでないだろー

　天匠
　NCなしでつくったらしい
　板回転
　NCなしとか別に珍しくないのですが・・・
　
　REFL-A2
　チェビシェフリンク
　センサ
　自律したいらしい
　チェビシェフは私もつくったが
　どうなんでしょう
　最近はみない

　四回戦
　○K314-24
  ×M@NGO
　ひっくりかえしで脱出できず外へ
　外へでた
　しかもフィールド中央部のアルミ丸棒破壊
　
　×ヒノカグ
　○NURBS
　シールドが返される
　シールドでひっくりかえす×２

　×機神皇
　○ま・だ・出・来・て
　ロッドが返されひっくりかえし
　後輪が壊れたが、全力修理により復活
　ロッドを返されひっくりかえる

　決勝総当たり
　○ま・だ・出・来・て
　×NURBS
　出場ミス
　シールドの合間を狙われて場外
　
　○K314-24
　×NURBS
　シールドによりひっくり返し、そのあとおいうち
　動きまわってシールドをからめて押し出し

　○ま・だ・出・来・て
　×K314-24
　回転により押し出し
　横をとられないように常に正面をとりつづけて一瞬の隙から勝利

　と簡単にいいますと
　こんな感じ
　決勝の総当たりは
　全部違う種類のアーム
　優勝したのは前年度優勝者
　練習のたまものらしいが
　あのシャルロッテはどうなんでしょうね
　
　うーん
　あの板回転をどうするかが問題ですね
　というかどうにかなるのか
　操縦者の腕の見せ所という感じですかね
　まあ、どうせ私はでてもネタどころなので
　といういいわけをしときます。

　今回はこんな感じで
　また、設計したくなりましたが
　きついな
　他のことがありすぎて
　試作はつくれますが
　
　あと、いろいろ機体名を出しましたが
　これ許可でないようなら消します。
　コメントください
　多分、大会結果のメモなので大丈夫だと
　思いますが
　一応
　では、次回

　多分、一回目
　何回か掛けてUSBについて
　学んでいくためのメモです。
　パソコンでうったり
　実際に書かないと覚えないから
　実際に使った方がいいのだけど
　基礎知識は
　身につけておいて損はないはず
　
　資料や情報はいろいろなところからひっぱってきてます。
　そのまま書くことはなく、
　自分なりの解釈をつけながら
　文書にしてみます。

　だから、何回続くかもわからない。
　不毛になる気もしなくない
　とりあえずは概要から

　USBとは
　正確にはUniversal Serial Busの略
　コンピュータに接続するための規格の一つ
　シリアルバス規格
　
　シリアルとは
　シリアル通信というバス上に1ビットずつ、逐次的にデータを送る方式があり
　パソコンなどと機器をつなぐための通信の方式の一つ
　他にパラレル通信というビットを文字やデータごとに群として送る方式もある。
　
　他にシリアル通信を行う規格としては
　RS232Cなどがある
　これは特に標準というわけではないのだが、
　よくパソコンのディスプレイをプロジェクターなどで写すときに使われる。
　Dサブはこれ
　俗にいうディファクトスタンダード（事実上の標準）である。

　話は戻って
　USBのバージョンは
　現在、1.0から3.0がある
　1.1までは電源供給はない
　2.0で500mA
  3.0で900mA
　の電流が流せる　
　電圧はどちらも5V
　また、転送速度も違う。
　最大転送量は
　1.0で12Mbit/s
  1.1で12Mbit/s
  2.0で480Mbit/s
  3.0で4.8Gbit/s
　一つだけ桁が違う
　また、3.0はピン数も変わり
　5本から9本になった
　また、いろいろと仕様が変わっている
　クラスなどの内部の変更点もある
　が、今の段階ではよくわからんので今回は省く

　USBの機能として電源供給機能がある
　それがバスパワーとセルフパワーといい
　バスパワーはUSBケーブルを通じてUSBホストから電源を供給する
　通信も行うため、電源は供給は限りがあります。
　制御を行うにはこれ
　セルフパワーはUSBケーブルを使わず、電源だけを供給する
　バッテリーやアダプタはこれで
　電源は大いにとれますが
　パソコンの性能（ハードウェア）に左右されるようです。　
　ノートだと結局限界がある

　ここからはより細かく
　USBの機器には
　ベンダIDとプロダクトIDというコードが必要
　これで接続時の機器の確認をとる
　ベンダIDはつくった企業ごとにインブリメンターズ・フォーラムという
　標準を定める団体から発行されるIDで
　プロダクトIDはベンダIDを持つ企業が製品ごとで重複しないようにするID
　ベンダIDを貰うためには
　メンバーになるか、IDだけ取得する方法もある
　
　USBプロトコルアナライザという流れるデータを読み取り、解析を行う装置がある
　これをつかうことによって
　USBからホストに流れているデータを解析できる
　
  ということで今回はここまで
　まだまだ知識不足が否めない。
　もっと勉強しないと
　確実に２はつくりますよ
　こういうとこでまとめないとまとまらないし。

　参考にしたのは
　インターフェイス株式会社のRosd to USB MASTER～USBマスターへの道～
　http://www.itf.co.jp/usb_mst.htm
  wikipedieのUSBの項目
　http://ja.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus

　ではまた次回

　今回も研究関係のメモ
　メモしないと忘れがちなので
　今回は四足歩行の話
　動物的な話ではなく
　ロボットの歩行の話
　
　簡単にいえば
　今回は四足歩行に必要なサーボのトルクの計算
　計算という計算になるかはわかりませんが、
　本やネット情報をもとに考えていこうと思います。

　調べてみると分かりますが
　ロボット　歩行　と調べると
　なぜか二足歩行の話ばかりでます。
　私的にはそんなには二足に特別な情熱がないのですが
　とても多いです
　研究にしても
　趣味にしても
　歩行で調べてほしい情報が
　四足歩行であっても
　二足の話ばかりでるときも
　なぜそんなにも二足などという非効率な歩行方法にこだわりのだ
　ロマンなのか？
　まあ、そのへんはおいといて本篇です

　まず、考えなくてはいけないことは
　一つの脚にかかる力です。
　マニピュレータでモノをとるのよりずっとトルクが必要になってきます。
　なんたってロボット本体を持ちあげるのですから。
　しかし、4本脚といっても全ての重量が四つに分けられるわけではありません。
　歩くためには脚を持ちあげて動きます。　
　そのため、脚を一本上げる場合は
　残りの三本に重量分の力がかかってきます。
　さらに力のかかり方から言うと
　重心位置から考えると
　動作中動いている脚（遊脚）の向かいの脚にはほとんど力がかからず
　残りの二本に力がかかるため
　脚一本にかかる重量分の力は全体重量の半分となります。
　
　次に考えるのは脚の速度です
　歩行の速度＝脚の速度
　ではなく、別物です。
　歩行の速度は地面からみたときの速度で
　脚の速度は胴体からみたときの脚の速度になります。
　また、四足歩行で亀のように脚を一本ずつ動かしていく場合
　全体をVLで歩行させるとするときを考えると
　4歩動かす時間、1周期の時間をTとして
　1本の脚を動かす時間をT/4にする
　ということはT/4で脚をあげて次の着地点に接地しなくてはならない。
　一歩分の歩幅をaとすると足跡の間隔と1周期で進む距離もaとなる
　そのため本体の速度VLでは一歩分のaを1周期Tの時間で進む速度であるが
　脚自体はaの距離をT/4の速度で動かなくてはならない。
　そのため、地面からみた遊脚の速度は4VLとなる。
　ただし、遊脚の根元は胴体についているため
　地面からは速度VLで進んでいるとしたら
　胴体と遊脚との相対的な速度であるVSはその分を引いて
　VS=3VLとなる
　よって、胴体を速度VLで歩行させるときは
　脚のアクチュエータは3VLの脚先速度を出せるようにしなくはならない。

　そのことから
　モータの選定方法を考えると
　遊脚として動かしているときよりも
　支持脚として安定を保っている時の方が
　トルクは必要になる
　そのため、考えるときは支持脚のときに必要なトルクを考える
　必要なトルクは四脚の場合は全体重量の半分程度になる。
　そこから、モータの定格トルクで発生できる値をみる
　最大トルクでは体重を支える続けることはできないので定格トルクで設定する
　速度はトルクとは逆に
　支持脚よりも遊脚の速度の方が早いため
　そちらから考える
　これも最大ではなく定格の方で合わせる
　
　その後それらに合わせたモータを選定する
　モータのカタログを見ながら
　出力は大きいに越したことはないが
　出力が大きくなると必然的に重量も増加する
　そのため
　出力/重量の値が大きなモータを選ぶ
　また、同じ積の場合は
　定格トルクの大きい方がいい
　トルクが1kgf・cmで回転速度が6000rpm
　と
　トルクが2kgf・cmで回転速度が3000rpm
　のモータがあった場合は
　減速比を考えた場合は
　回転数は内部の損失が大きいため、スタート時の加速がよくない
　位置決めの観点からも減速比が大きいとずれが大きくなる。
　
　話は少し変わるが
　関節にモータがはいるため
　他の脚が動いている状態でも常にトルクを出して
　現在の状態を維持し続けなくてはならない。
　そのための保持トルクに使うための電力を出さないために
　バックラッシュをなくすという方法もある
　バックラッシュとは動作後の位置を維持し
　そのままの状態を機構によって維持する方法で
　完全に機構のみで止めることは関節によっては不可能だが
　ギアによって関節の遊びの部分を減らし
　体重をかけられてもぐらぐらしなくなる。
　ハーモニック減速機を用いるとバックラッシュはほとんどなくなる。

　ということで基本的なことをメモってきたが
　これでは実際に使えないので
　せっかくなので
　前に調べたモータを考えてみよう
　まずは調べたモータの出力/重量の値を出して比較してみる
　ラジコンサーボを使う場合、出力とは出てこないため
　出力はトルク * スピードとして計算
　
　Waypoint
　・W-060
　(800[g]*0.11[s])/6.0[g]=14.666
  ・W-038CL
　(700[g]*0.11[s])/3.8[g]=20.263
  ROBIN
  ・RB-S044
　(400[g]*0.12[s])/3.7[g]=12.972
　・SB_S080
  (1500[g]*0.12[s])/8.0[g]=22.5
　PowerHD
  ・HD-1900A
  (2000[g]*0.10[s])/9.0[g]=22.222
  ・HD-1550A
  (800[g]*0.12[s])/5.5[g]=17.454
  ・HD-1160A
　(2700[g]*0.12[s])/16[g]=20.25
  GWS
  ・PICO-STD
  (700[g]*0.12[s])/5.4[g]=15.555
  ・PARK-STD
  (2800[g]*0.18[s])/18[g]=28.0
  Tahmazo
  ・TS-1002
  (1100[g]*0.14[s])/4.7[g]=32.765
  Arced
  ・D541BB Rev.2
  (900[g]*0.09[s])/4.5[g]=18.0
  MiniS
  ・RB50b
  (800[g]*0.22[s])/5.0[g]=35.20
　Futaba
  ・RS304MD
  (5000[g]*0.16[s])/21[g]=38.095
  ・RS303MR
  (6500[g]*0.11[s])/28[g]=25.535
  Vstone
　・VS-S020
  (2200[g]*0.11[s])/12.5[g]=19.36
  Pirkus
  ・PRS-DE07MS
  (7100[g]*0.11[s])/30[g]=26.033
  ・DYNAMIXEL
　(15000[g]*0.11[s])/54.6[g]=30.219
 
　という感じでした。
　電圧が違いますが、その辺は今回は無視して
　本来であれば、低くて高トルクの方がよいのですが
　つくっていた途中でエクセルでつくればよかったと後悔。
　一番値が大きかったのが、
　Futabaのプラギアの方で38.095
　あくまでも効率的な問題です。
 
　胴体と脚部分の取り付け部分の重量がわかれば
　必要トルクはわかるので
　それを考慮しながら、組めば最適なものが見つかるはず。
　あとは値段も・・・
　双葉のサーボはまた格段と高いですから
　通信形式も違いますが
　個人的には制御の面から
　デジタルサーボがいいのですが
　そうなると格段と値段があがる
　モータ的な仕様に変化がないのであれば
　プロトタイプはPWMの方でいいかな。
　
　脚部分の関節については自由度やら、
　向きによって計算が変わるので今回はスル―

　今回参考にした本は
　はじめてのロボット創造設計
　と
　ここが知りたいロボット創造設計
　です。
　少し高いですが、
　メカ系のロボットに関してはバイブル的なものではないでしょうか
　専門書としてはそんなに高い方ではないかな。
　もっと高いものはいやってほどありますし。

　参考サイト
　BROKEN's Advanced Vehicle Laboratory
　http://homepage1.nifty.com/BROKEN/project/walk/memo.htm　
　基本的にことから歩行ロボットについて載っています。
　まとまっており大いに参考にしました。
　今回はまだ歩行パターンについては
　考えておらず、ハード的な話のため
　次回やるとしたら、またお世話になるかもしれません。
　　
　ではまた次回。