NX09の製作

4個のサーボで作る、シンプルな二足歩行ロボットを製作

NX09の製作

手順

 1. 概要
 2. 構想
 3. システム設計
     Arduinoについて
     サーボについて
     電池について
 4. 構造設計
     3D CADについて
 5. 3Dプリンティング
 6. サーボシールドの製作Now Preparing
 7. ハーネスの製作Now Preparing
 8. 組立Now Preparing
 9. ArduinoのスケッチNEW
 10. モーション作成

1. 概要

ここでは簡単な4つのサーボ(モーター)を使った二足歩行ロボットを作りたいと思います。
とりあえず出来上がりはこんなロボットで、こんな風に歩きます。
NX09 Picture
主な構成要素 

・Micro2BB サーボ 4個 
・Arduino UNO コントロールボード
・サーボシールド サンハヤトのユニバーサル基板を使って
・単三ニッケル水素電池 4個
・9V乾電池
・3Dプリントしたサーボブラケットとケース

今は何のことか分からない構成部品もあるかもしれませんが順を追って説明していきます。

2. 構想

まずはどんなロボットを作るか。いきなり半田ごてを使って回路作ったりいきなり3Dプリントなんてできませんので、Webで他の人が作ったロボットなどを眺めながらまずは紙の上に絵を描いてみましょう。だいたいで構いません。こういうのをポンチ絵と言います。出来上がりのロボットを想像しながら実は一番楽しい時間かもしれません。ポンチ絵をいっぱい描いて作らなかったロボットはたくさんいます。だいたいこんな感じです。
Poncho-ePoncho-e No.2

3. システム設計

システムの構成要素は次のようなものになっています。

・Arduino
・サーボ4個
・9Vバッテリー Arduino用電源
・ニッケル水素電池 単三1.2V4個 サーボ用電源

System

サーボについて

一般的なDCモータはある電圧をかけるとある回転スピードで回り続けるように動作します。サーボというモーターはマイコンからの角度指令に対して一定の角度を保つように動作します。したがってロボットのような関節をある角度で保持するように動くものには適したモータと言えます。角度の指令はArduinoからは0〜180°の角度でしていします。サーボはそのままその角度まで回転してその位置で角度を保持します。

Arduinoではサーボの0〜180°の角度を指定します。実際には角度に応じた時間幅のパルス状の電圧をサーボに送信しています。

具体的なサーボを動かすプログラミングは後述します。

サーボの説明

今回使用するサーボ GWS Micro2BBMG

Micro2BB トルク    5.4kg-cm@4.8V
              6.4kg-cm@6.0V
 スピード 0.17sec/60°@4.8V
              0.14sec/60°@6.0V
 重量       26.6g
 寸法       27.9mmx14.0mmx29.7mm



電池について

Arduinoは9V電池で動かします。ただ、サーボを動かすには結構電流が必要なので別に電池を使います。この電池は一般的なマンガン電池やアルカリ電池では電流容量が足りないのでニッケル水素電池などを使用します。

NiMH9V Battery

4. 構造設計

サーボを固定したり、ロボットの骨組みを作ったりコントロールボードを取り付けるフレーム類の構造物はアルミ板を切って曲げたものを使用したり3Dプリントした部品を使いします。以前は私はアルミ板を使用していましたがこれを使うのは結構大変なので今回は3Dプリントした構造物で製作することにします。アルミ板での構造物の作り方はまた別の機会に説明したいと思います。

そして3Dプリントした部品は3DCADを使って設計したいと思います。今回は3DCADはFusion360というソフトを使用します。

更新履歴

  • 2017.11.25Arduinoのスケッチの基本的な構造を追加。NEW 
  • 2017.9.9モーション作成のページを追加。 
  • 2017.6.183DCADの情報を追加しました。 

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