ロボット復活

以前に製作したロボットは足に使用していた20mmのサーボアームを他の案件で流用してしまったため壊れている状態でした。

ここでは手持ちの26mmアームに置き換えて作り直すことにしました。
これに伴って足の部材を大腿と下腿をそれぞれ40mmから46mmに設計しなおして3Dプリントしました。

足が長くなってかっこよくなった

たまにサーボとの通信がもたつくみたいな現象があるので今度こそ解決したい pic.twitter.com/qfVNehIwi8

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) May 4, 2024

足が若干長くなりましたが動作は前回同様に問題ありません。

#KONDO #近藤科学 pic.twitter.com/X1gx1jCtu1

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歩行再検討

前回は歩行時の足上げ前に少し地面を蹴って跳ね上げる動作の導入を検証しました。
これによってロール軸のない今回のような簡易のロボットでも重心移動を伴った足上げが実現できました。

しかし実際にスムーズな歩行をシーケンス的に組むと足の跳ね上げは活用せずに、足上げによって機体が下に傾き他方の足が浮いた際に足を前後させて歩くという意図とは逆の歩行で十分であることがわかります。

二足歩行ロボット#KONDO #近藤科学 pic.twitter.com/O0BOIpOnJ4

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ロボットが必ずしも人間と同じ歩行を目指す必要はないと思いますが、ここでは今後の私の人生を彩りを添えるべく、しっかり足上げをして空中で足を前後させて他方の接地した足で地面を蹴るという一般的な歩行を目指したいと思います。

ロール軸を有するロボットであれば重心移動によって上記の歩行法の実現は容易でありますが、ここではロール軸なしの簡易ロボットでコレを目指します。

IMUセンサの活用

歩行の検討の前にまずは足上げについて検証を実直に進めたいと思います。これまでは足踏みや歩行を周期動作を予め組んで実行しておりましたが、ここではIMU(MPU6050)による姿勢センシングの活用を考えました。

以下では片足上げを周期動作とIMUによる片足上げ動作とを比較しています。

2足歩行ロボット
片足上げ IMUで半自動化の研究
・足を跳ね上げてから下げるタイミングを角速度の符号反転時に
・再度跳ね上げ開始を姿勢角±1°でトリガ pic.twitter.com/80v5WlCVLC

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) May 7, 2024

IMUによる足上げ動作は以下のように実現しました。

地面を蹴り上げてから機体の角速度の正負が切り替わりのタイミングで足を下げる
機体が平行(角度±数°)になったら再度足を跳ね上げて動作を繰り返す

このようにIMUを活用することで転倒の心配なしに元気な足上げ動作が実現できました。

IMUの足上げを両足に展開して足踏みも実現できました。

両足での足踏みもバッチリ
少し回っちゃうけど。。(ネジの遊び要改善) pic.twitter.com/iEzvUv4g22

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更に歩行にも応用しIMUセンシングによる半自動歩行を試しました。

IMUセンシングにより半自動歩行
うーんおもてたんと違う。。 pic.twitter.com/SQoIo27bIY

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) May 7, 2024

目論み通りにしっかりとした足上げによる歩行が実現されましたが。。足の滑りなどによってちょっと動きがぎこちないです。

ハードの見直しが必要となりました。

機体改良

足の機構を調整して上下の可動範囲を広くしました。
またバッテリ位置を変えて重心を低くしました。

足修正して上下の可動範囲拡張
バッテリ位置も変えて重心を低くしてみた。

コイツで改めて歩行と向き合いたい
歩行とは何なのか pic.twitter.com/TXyawPeGbE

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再度歩行の確認。足のブレードの底には輪ゴムを接着しました。
かなり目論みに近い足上げ半自動歩行が実現できております。

姿勢センシングしながら半自動での歩行
あらかじめシーケンスを組んだ歩行に比べるとぎこちないけど一生懸命足を上げて進んでいる(ロール軸駆動ないんですよ)。#KONDO #近藤科学 pic.twitter.com/GgC5v09vlW

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) May 8, 2024

さらに滑り防止や安定性向上のために足ブレードを広くしてみました。