姿勢制御モジュール 4重倒立挑戦  ーリアクションホイールへの道45ー

前回は ミニ四駆用の小型モータを用いた姿勢制御モジュール (SHISEIGYO-1 DC) の実現を報告させていただきました。

SHISEIGYO-1 DC の改善検討  ーリアクションホイールへの道44ー

 

以前、姿勢制御モジュールの3重倒立に挑戦いたしました。

せっかく小型モジュールのSHISEIGYO-1 DCが完成しましたので
更に上に積んで4重倒立を実現させたく挑戦いたしましたので報告いたします。

 

 

SHISEIGYO-1 the END

4重倒立を実現するにあたり1番上をSHISEIGYO-1 DC、2番目をSHISEIGYO-1 Jr.  、3番目をSHISEIGYO-1とします。
そうしますと1番下のモジュールには上記の3台が載ることになりますので、力強い機体にする必要がございます。

そこで以前製作した3軸 姿勢制御モジュール SHISEIGYO-3をカスタマイズしてパワフルな1軸 姿勢制御モジュール SHISEIGYO-1 the ENDを製作しました。

 

 

最終的にSHISEIGYO-1 the END のホイールは3Dプリントしナットでトルクを増強したモノを採用しました。

 

4重倒立 1st トライ

 

 

 

 

 

1st トライでの課題

  • SHISEIGYO-1 the END の底面が直角すぎて滑りやすい
  • SHISEIGYO-1のホイールトルクが弱い
  • SHISEIGYO-1 Jr.の底面が滑りやすく安定しない

 

4重倒立 2nd トライ

1stトライの課題を受けて改善を施して2ndトライに挑みました。

 

1st トライによる課題を改善したことによって3重倒立は比較的容易にできるようになりました。

 

いよいよ4重倒立に挑戦

2nd トライでの課題

 

4重倒立 3rd トライ

改善を施し再トライ!

 

SHISEIGYO-1 Jr.のホイール トルク増強 市販のホイール (26g) から自作ホイール (39g) に変えて
倒立の胆力増加を目指しました。

遂に達成!

 

おわりに

小型 1軸 姿勢制御モジュール SHISEGYO-1 DCを用いることによって、ついに4重倒立が実現できました。

多重倒立の総括といいますかコツといいますか
エッセンスみたいなものをまとめますと現状以下のようになるかなと

  • ホイールトルク増強
    上段にモジュールを積んで負荷が増すのでホイールはその負荷に耐えうるトルクが必要となります。
    1番上のSHISEIGYO-1 DC以外のモジュールは全て当初のホイールよりトルクを大きくカスタマイズしました。
  • 各姿勢制御モジュールの回転は極力抑えて、柔軟に左右の振動に応答させる
    倒立時の回転抑制には独自技術の倒立角動的再調整システム IDRS (Inverted angle Dynamic Readjustment System) を施して対応した。

  • 支点の滑りの抑制
    IDRSによって倒立時の回転が低減されるとホイールは左右交互の回転になり、支点に負荷がかかり滑りやすくなる。
    モジュールの底面や間に挟む板を滑りにくくする工夫が必要であった。

 
IDRSの詳細は以下の通りです。

 

これらを踏まえ さらに磨きをかけて恒久的な4重倒立を目指したいと思います。

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