本当にサーボモータで倒立振子
お父ちゃん
2023.8.4
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前回はサーボモータを用いて足を構成してジャンプ動作の検討を実施しました。
ここではサーボモータでホイールを制御する倒立振子を再び検討します。
やっぱりホイール用にサーボモータ使うの諦められへんな https://t.co/tlsqh1skVK
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) July 29, 2023
目次
私とサーボモータ倒立振子
サーボモータによる倒立振子は何度か製作しております。
マイクロサーボを使用した場合ではトルクが弱いためか苦戦を強いられておりました。
車輪サーボスピード足りず縦横無尽な移動は難しそう。。
ボディ軽くするのも厳しいし
ホイール径大きくすればワンちゃんあるべか？ pic.twitter.com/xTNaJNAAyc— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) April 28, 2023
再び検討
冒頭にもしるした通り、やはりあきらめられないのでマイクロサーボによる倒立振子を再検討しました。
まずは以前の倒立振子をそのまま再製作しました。
ひとまず 2023年4月の機体を復活させた
縦横無尽には制御出来てないここ最近つかってる制御方式を試してみましょう#SCS0009 #倒立振子 pic.twitter.com/FL8YyUpYGg
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) July 30, 2023
こちらはシリアルマイクロサーボ SCS0009 を使用。やはり縦横無尽に制御というわけにはいかない。
ここ最近DCモータ直接駆動で効果を確認した制御方法を導入してみましたが、結果は変わりませんでした。。
ダメでした pic.twitter.com/yaqdAgIxxd
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) July 30, 2023
STS3032
見かねた XGOさん (@luwu_dynamics) がアドバイスをくださりました。
009 seems not strong enough
— XGO (@luwu_dynamics) July 30, 2023
SCS0009じゃ非力でダメだよとのこと。
XGOさんは私がここ最近また倒立振子をいじりだしたきっかけをくれた方なので、非常にありがたいアドバイスです。
another demo pic.twitter.com/vN2phdIVem
— XGO (@luwu_dynamics) April 8, 2023
XGOさん (@luwu_dynamics) はぶっきらぼうだけど適切で誠実なアドバイスくれるの。たぶん中の人エンジニアだろうな 🙄
サーボ購入
アドバイスを受けましてSCS0009と同メーカ FEETECHでトルクの強いマイクロサーボ STS3032を購入しました。
一般のマイクロサーボと比べて若干背が高いです。
STS3032入手
マイクロサーボより少し背が高いくらいだけど
重厚感あって頼もしい pic.twitter.com/LPezCwwMPq— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) August 3, 2023
STS3032動作検証
早速 STS3032 との距離を縮めるべく基本動作の確認を行います。
Arduino用ライブラリは秋月の販売ページで配布しているものを使用しました。
STS3032 ホイールモード
そこそこ早く そして何より力強い pic.twitter.com/WYH3o4d0bm— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) August 3, 2023
モータモードも力強い。
STS3032 ホイールモード
そこそこ早く そして何より力強い pic.twitter.com/WYH3o4d0bm— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) August 3, 2023
大変うれしかったのがSTS3032は可動範囲が360°なので連続回転時にもサーボの位置や回転速度が抜けなく取得できることです。
STS3032
可動範囲が360°のサーボなので連続回転時にもサーボ位置や回転速度が抜けなく観測できる！こいつはゴキゲンだ pic.twitter.com/PxsU5h8mYL
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) August 3, 2023
サーボの回転速度を実値で得られるので倒立振子の制御にも大いに活用できそうです。
SCS0009では全範囲取得はできなかったのです。
フィードバック動作
SCS0009って可動範囲300°のサーボだから
連続回転で位置とスピードのフィードバック値みると300°以上の範囲でおかしな値が返ってくるわ。。。ってことでモータモードでフィードバック使用することはないかなっと pic.twitter.com/zoOqfcrJTX
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) April 14, 2023
倒立振子製作
STS3032のテイスティングが終わりましたので いよいよ倒立振子に組み込みます。
ホイールは3Dプリンタで中継治具を製作して固定します。
モータ駆動の記述を変えたのみでSCS0009と同じ制御でうごいた！調整ゼロｗｗ
すごく安定してる！やはりトルクは重要ですね。力強い動作だ。
専用に調整したり回転速度の実値をフィードバックするなどで更なる改善が見込まれます。
電源線もジャマなのでバッテリ内蔵も必須。
おわりに
ここではシリアルサーボ STS3032 でホイールを制御する倒立振子動作を確認しました。
非常に小型でフィードバック値も適切に得ることができるので、今後おおいに活用できそうです。
これで屈伸型倒立振子も試したいと考えております。
それではまた
