SHISEIGYO-1 Walkerを実現させたい俺1 ーキックオフー
お父ちゃん
2022.1.22
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先日 ２軸の姿勢制御モジュール SHISEIGYO-2を用いて二足歩行ロボット(SHISEIGYO-2 Walker)を製作いたしました。
ここでは新たな２足歩行ロボットの実現を目指して検討を進めます。
目次
SHISEIGYO-1 Walker
SHISEIGYO-2 Walkerでは足の高さが4cm程度まででの倒立保持がやっとでした。
これ以上の足の高さにするにはホイールのトルクを大きくする必要がありそうですが
２つの大きなホイールとモータ重量を支える長い足の実現は難しそうです。
SHISEIGYO-2 Walker 歩行検討 pic.twitter.com/4LpzyFplJG
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) January 18, 2022
そこで１軸のリアクションホイールを用いて足の長い二足歩行ロボットを目指すことにしました。
足には以前検討したシリアルサーボ(KRS3301)による機構を応用したいと思います。
極力 急峻に動かないように
滑らかに制御 pic.twitter.com/PFhVhlXqu1— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) January 12, 2022
１軸リアクションホイールを用いた２足歩行ロボット SHISEIGYO-1 Walkerのイメージは以下のような感じ
私の目標
1/400 ビグザム https://t.co/7rF1wU1bDb
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) January 13, 2022
↑コラ―ジュですw
1軸 姿勢制御モジュールの検討
1軸 姿勢制御モジュール SHISEIGYO-1 を応用して、長い足を支えるための検討を実施します。
ブラシレスモータとコントロール基板の箱をつくって、三角形の足を両面テープで貼り付けて倒立高さの実験を行いました。
コントローラ基板はSHISEIGYO-2 Walkerのモノを１軸用に改修しました。
12cm径のフライホイールを使用しました。
ちょっと実験用に組んだけど
ホイールむき出しで危ない pic.twitter.com/yFMWyZpwkZ— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) January 20, 2022
間に木の棒を挿入して高さを上げて実験。
目標の15cm以上達成
次につながる pic.twitter.com/MJLO93FZ2A— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) January 20, 2022
15cm以上の高さでも倒立を確認することができました。
このくらいであればシリアルサーボによる足も導入できそうです。
足の検討
以前製作したシリアルサーボによる足にリアクションホイール部を載せて歩かせてみました。
心配だった
サーボのトルクは何とかなりそうで
一安心 pic.twitter.com/LZB7CwtF99— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) January 20, 2022
問題なく歩けました。大きなトルク不足はないようで安心しました。
軸の自由度を変えずに足高さを低くするために直交軸フレームの導入を検討しました。
大変良いものを買った
直交軸フレーム3300セット – スイッチサイエンス https://t.co/zEMj9wONHd pic.twitter.com/DwYxpnTOKH
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) January 21, 2022
直行軸フレームを足の付け根に導入しました。
歩行も問題なく、高さは20mmほど低くできました。
歩行も確認
良い股関節 pic.twitter.com/hbuVeB2m6F— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) January 21, 2022
参考
- 直交軸フレーム組立て方法 (p. 13-15)： https://www.kondokagaku.jp/data_download/KXR-PartsAssyManual_V_1_0.pdf
倒立検討
リアクションホイール部を載せての歩行が確認できましたので、ホイールによるバランス倒立動作の確認を実施します。
足先は以下のようにかまぼこ型にして、足首ロール用のサーボモータは除去しました。片足が５軸から４軸となります。
片足立ちの姿勢でサーボを固定して倒立動作を確認しました。
立った pic.twitter.com/bVTnWXnVPt
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無事に倒立できました。
サーボ軸が若干きしむので少しふらつきますが踏ん張ってくれています。
より安定性を高めるためにフライホイールを２枚重ねにしました。
他方の足をゆっくり動かしてみました。
わかりにくいけど
左足少し開いて閉じさせてた。
歩行までの道のりは遠そう。。 pic.twitter.com/SM7fHjeKCH— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) January 22, 2022
足を急に動かすと、バランスを崩すので現状で歩行はまだ難しく調整が必要です。
おわりに
ここでは1軸 姿勢制御モジュールを用いた２足歩行ロボット SHISEIGYO-1 Walker の検討を行いました。
とりあえず片足倒立は実現できましたので歩行に向けて検討を進めたいと思います。
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