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 ◇2011年2月13日 ご紹介
 1月の下旬に、とある方から、私のHPを見た感想を頂きました。この方も、これから秋葉原に出かけて部品を購入し、倒立2輪車を作成するとの事でした。
 昨日、ある程度出来上がったと、連絡を頂き動画を拝見しました。素晴らしい出来上がりです。倒立2輪車を作成している方ならば、解ると思うのですが、モータのエンコーダ装置無しで綺麗な倒立をしています。速度・移動量はモータにかける電圧,その電圧の積分で推定しているそうです。
 あと、この製作者の名誉のために言っておきますが、私は製作等のアドバイス等は一切行っていません。頂いたメールのお礼は書きましたがそれだけです。私の方が色々と参考にさせて貰いたいと思います。


 今後の予定と言うか、挑戦したいことは、前に作りかけた慣性ロータ版の倒立振子の完成度を上げたいと思っているのですが、なかなか難しいです。あと、もう少し大きい倒立2輪車を作ってみたいとも思っています。
 
  ◇2011年5月22日 試行錯誤
 今まで作った倒立振子ロボットの、安定度を少しでも良くしようと試行錯誤しています。

 写真の玉乗りロボットは、2号機の電池位置を変更し重心を少し高くし、尚且つ電池を中央に寄せてみました。あとボールを市販の月球儀(直径106mm)としました。凹凸も無く安定度に貢献していると思います。

 それと、ジャイロセンサ周りの回路も少し変更して、安定度が増しました。今までの倒立2輪車は、凹凸が得意ではありませんでしたが今回の改良で良くなりました。

 動画の階段は5mm厚のアクリル板で作っています。
 ジャイロセンサ回路の変更により安定した倒立2輪車
  
  ◇2011年6月5日 不思議な現象
 前回と同様にジャイロセンサ周りの回路を少し変更し、慣性ロータによる倒立振子のテストを再度行ってみました。プログラムも色々と追加変更を行ったところ、そこそこ満足のいく物が出来上がりました。倒立の開始は難しいですが、最初の2〜3秒持ちこたえれば後は、割と長時間倒立が可能となりました。

 テスト中、1つ気になった事で、通常は電子工作は夜行って入るのですが、ある日、日中に動かしたとき、上手く倒立できませんでした。
  何度か動かした時に、気付いた事は、倒立開始時に支えてる手を机から離すと直ぐに倒れてしまう事でした。

 私のふくよかな手が、机から離れる時に振動が発生しているのかと思ったのですが違うようでした。次に考えたのが手の温度がジャイロセンサに大きく影響しているのかとも思ったのですが之も関係なさそうでした。あとジャイロセンサを変えてみましたが同じでした。 
 結果は、ジャイロセンサに窓から差し込んでいる日光が当たると、なぜか上手く動きません。
 手でセンサ部を影にすると動くのです。窓から差し込む光といってもブラインド越しの弱い光です。不思議な体験でした。

 原因は推測ですが、ジャイロセンサの金属蓋部に微小な隙間が出来、日光が差し込み影響が出たのではないかと思います。隙間の発生は、素人半田が原因か、もしくは、転倒時の衝撃ではないかと考え、現在は写真の様に導電スポンジを上に乗せビニールテープで固定しています。 


 今回の動画では、電池も内蔵しています。

 使っている主な部品は
 PIC16F886(メイン制御)
 PIC16F88(ステッピングモータ制御)
 ステッピングモータ(SPG20-332)
 ジャイロセンサ(ENC-03R)×1個
 MOS-FET×4個
 単四電池6本
  
  ◇2011年6月11日 製作中
 慣性ロータを使用した倒立振子が、そこそこ動くように成ったので、気分を良くして次なる野望に進んでいます。

 数日悩み書き上げた物が、左図の構成図です。書いた本人は「ムラタセイサク君」モドキのつもりです。

 ここからは、老いた脳にムチ打ち、脳内3D CADをフル回転させて各部品を設計し、CNCフライスで作ってみました。下の写真は足回りの部品です。
 何時ものように、2mmのアクリル板で作っています。タイヤはOリングを使用しています。

 予定ではムラタセイサク君の特徴の1つ「不倒停止」と微速での前後移動を行うつもりです。
 
 ◇2011年6月19日 不倒停止かな?
重量 全体 377g(電池含む)
電池6本 79g
慣性ロータ部 78g
単四電池6本
大きさ 全長 190mm
高さ 190mm
慣性ロータ直径 108mm
 
タイヤ 太さ5.7mm 内径47.6mm
ベアリング10mm×4個
Oリング 
マイコン PIC18F14K50(メイン処理)
PIC16F88(モータ処理)
I2Cで接続
モータ SPG20-332(慣性ロータ)
SPG20-1362(前後移動)
コパル電子
センサ ENC-03R(バランス制御)
GP2D12(移動指示用)
同等品はこちら
村田製作所
シャープ
フレーム アクリル板 2mm  
PC接続 シリアル接続により行う   
 8ピンDIPソケットと電池ボックス(単四3本)の手持ちが無いと思っていたのですが、部品箱を漁っていると無いと思っていたものが次々に見つかりました。

 予定では、無い部品と合わせて、金属皮膜抵抗を通販で購入しジャイロセンサ回りは精度の良い抵抗でメイン基板を作成予定でしたが、通販は見送り普通の炭素皮膜抵抗で作りました。モータ制御基板は使い回しです。

 メイン基板にはスイッチを付けておきました。これによりロボット単体で起動・停止等が行えるようにしました。前後移動は前後に付けたPSDセンサで、手を近づけると動くようにもしました。

分かり辛いですが手を近づけほど、速度が速くなります。あと、前後の近くに両手を約2秒間出していれば停止します。

 それと、シリアル接続を行うことでパソコンから各種ゲイン等の設定及び移動指示やリアルタイムな角速度・ロータ速度等のデータの取得も行えます。
  あと、ベアリングは、昔遊んでいたラジコン用の工具箱に転がっていた物を使用しました。
 今回、新たに購入したの物はウエイト代わりのネジ(4mm)と車軸のネジ(5mm)、タイヤのOリングを近所のホームセンタで購入しただけですみました。

 ある程度満足の出来るものが出来たので動画も載せておきます。
  
 
 
  ◇2011年7月10日 変なおじさん
 Make:Japanで紹介して頂き、動画・HPともアクセスが一時的にでしょうが増えました。有難う御座います。

 私の周りでも20人弱に見せたのですが・・・・
 20%---スゴーイ!面白と純粋に喜ぶ
 50%---凄いけど、またこんな物を作ってと、変なおじさん度がアップ
 30%---ふーん!無関心
 まあ、こんな感じです。

 話は変わりますが先週、秋月電子のHPで私の為に作ってくれたような、DC/DCコンバータに出会いました。欲しい部品も他に有ったので早速通販で購入しました。

 このDC/DCコンバータを使用し、単四電池3本で自転車型ロボットを動かすように改造してみました。あと、慣性ロータ用のモータも前後移動に利用していたモータと同じSPS20-1362にしています。モータのトルクが少し小さくなった為、慣性ロータを少し軽くしています。

 この変更後も、動きは今までと同様、なんとか安定して動いています。
 
 ◇2011年9月4日 やっぱり挑戦したい!
 私とすれば満足できるムラタセイサク君モドキが物が出来ました。ここまで来たら、ムラタセイコちゃんモドキにも挑戦をしてみたいと思います。

 まず、タイヤ周りの構造を色々と考えてみたのですが、良い案が浮かびません。しかたないので自転車タイプと同様なギヤを利用することにしました。

 次に、この構造で倒立する為の十分なトルクを得ることが出来るか悩んだのですが、悩んでも私には答えを得る頭はありません。

 と、言うことでテストで、それらしい本体を作ってみました。見た目は良いのですが動くでしょうか?

 ちなみに、YouTubeで”unicycle robot”で検索すると、慣性ロータを利用した一輪車ロボットを何点か見ることが出来ます。
正面 気になるギヤ部
 
 ◇2011年9月8日  一輪車、大地に立つ!!
 玉乗りロボット2号の制御基板を使用し、仮のプログラムを作成してテストしています。この基板はジャイロセンサが2つ載っていて、ステッピングモータも3つ動かすことが出来、都合が良いのです。

 気になっていた自作ギヤでの前後移動は、利用可能と思われる動きが出来ていると思います。

 色々とまだ問題も有るのですが、慣性ロータで左右方向、タイヤで前後方向の制御を同時に行い動かして見たところ、何とか成りそう動きはしています。下の写真撮影の時間ぐらいは倒立しています。

 次は、一輪車専用の基板を作成して、同様なテストを行ってみたいと考えています。

 外部電源を利用して動かしています。 次の段階では電池を内臓予定です。 
 
 ◇2011年9月18日 一輪車型の倒立振子ロボット
重量 全体 302g(電池含む)
電池3本 35g
慣性ロータ部 51g
単四電池
大きさ 全高 250mm
車幅 75mm
全長 102mm
慣性ロータ直径 108mm
タイヤ直径    60mm




Oリング
マイコン PIC18F14K50 × 2個 I2Cで接続
モータ SPG20-1362(慣性ロータ)
SPG20-332(前後移動)
コパル電子
センサ ENC-03R×2個(バランス制御)
GP2Y0A21YK(移動指示)
村田製作所
シャープ
フレーム アクリル板2mm
(大ギヤ・慣性ロータは5mm)
 
PC接続 シリアル接続で各種データの送受信  
 専用基板をCNCフライスで作り、テスト機体で色々とテストしてみました。

 この基板でも何とか成りそうなので、何時ものように透明アクリル板で微調整をした機体を作りました。

 今回の基板も自転車と同様に、ボタンを付けて一輪車単体で始動出来るようにしています。

 あとPSDセンサを背面に一つ付けいます。手を近づけると前進、離すとバックします。素早く3回、センサを塞ぐと制御を停止します。

 電池の設置場所は悩んだのですが、重心が低いほうが左右のバランス制御に有利そうなので、タイヤ支持のフレームに付けてみました。
 電源は、単四電池3本を秋月電子の昇圧型DC/DCコンバータで7.5Vに昇圧しています。

 まだ、色々と試行錯誤の最中ですが、動画をアップしてみました。

 今回の倒立制御も、専門知識の有る人から見ると性能は大したことは無いと思います。実際、左右方向の外乱には非常に弱いでし、安定して長時間の稼動も難しいです。

 しかし、自己満足ですが5千円程度の部品代で、ここまで出来ている事は少しは誇れるのではと・・・・・・?
1mmエンドミルで作成 今回は金属皮膜抵抗を利用 タイヤ・ギヤ以外は再作成
     
  
  
  ◇2011年10月5日 電子工作コンテスト
  電子工作コンテスト2011が始まっています。今年は大震災があり無理かなと思っていましたが良かったです。

 去年は運良く、最終ノミネートから審査員特別賞まで頂き驚きの結果でした。

 今年もコンテストに参加しようと思い先ほど、玉乗りロボットの二番煎じですが自転車型ロボットで申し込みしました。

 一輪車ロボットでも応募をしようと思っています。もう少しプログラム等を煮詰めることが出来れば良いのですが。

 今回の2作品もムラタセイサク君・セイコちゃんの模倣でオリジナリティは皆無ですが、良い意味での「車輪の再発明」と思ってもらえれば良いのですが・・・・・。

 写真ネタが無いのは寂しいので、私の家に迷い込んだ動物の写真を貼っておきます。田舎です。
さすがコウモリ壁や物に当たる事無く狭い部屋を器用に飛んでいました。時々迷い込んできます。
  
 
  ◇2011年11月6日 少し機能アップ?
  一輪車ロボッットのジャイロセンサ周辺を少し変更して色々とテストしてみました。何をしたかと言うとジャイロセンサで求めた値をオペアンプで増幅しているのですが、その増幅倍率を変更してみました。回路変更に合わせてプログラムも変更しています。

 あと、細かなタイミング等を色々と変更して見ました。

 結果、動きが良くなった気もするのですが、イマイチ自信がありません。

 変更前の状態と並べて見る事が出来れば、少しは役に立つかなと思い、もう一台分のパーツも作りかけて入るのですが・・・・・・ただ今、放置状態になっています。

 これ以上の、機能アップは直ぐには無理そうなので、電子工作コンテス2011ト用の動画を作ってみました。

 既に応募している動画と合わせて、載せておきます。

放置状態の部品たち。
  
 
自転車型ロボット ばいしく〜る
 
一輪車ロボット おっとっと
  
  ◇2011年12月7日 ばんざ〜い
  電子工作コンテスト2011に応募していた2作品が、どちらもノミネートされました。その内「一輪車ロボット おっとっと」は、なんと去年に続き大賞候補の6作品の1つとしてノミネートされました。

 実は12/3の夜には大賞ノミネートの連絡は有ったのですが、この時点では、まだコンテストHPには載っていませんでした。もしかすると連絡間違いだったかなと思っていたのですが、間違いでは無かったようで、嬉しさ爆発です。

 日曜日に開催される電子工作フェスティバル2011内で大賞決定戦のプレゼンを行います。去年も同様のプレゼンを行ったのですがボロボロの出来でした。今年は少しは落ち着いて出来れば良いなと思っています。

 今回の会場は秋葉原です。見学も無料で多くの作品も展示されるようなので、お近くの方は散歩ついでに立ち寄って見て下さい。因みに私は岡山県在住ですので朝早く出て新幹線での参加予定です。

 人生で2回目のプレゼン資料を、これから頑張って作ります。
  
  ◇2011年12月13日 結果報告
 電子工作コンテスト2011の結果報告です。

 電子工作フェスティバル2011に参加し、大賞決勝戦のプレゼンを行ってきました。大賞はやはり無理でしたが、昨年よりは落ち着いてプレゼンが出来たので、私自身は満足でした。

 大賞を受賞された”音場可視化装置「サウンド音波nel」”はアイデア・技術・デザインと優れた作品で、舞台等で実際に使用されても不思議でない素晴らしい作品でした。

 写真の優秀賞と楯は大賞を逃した大賞候補者に、贈られた物です。あと、企業賞のヴイストンロボットショップも頂きダブル受賞と成りました。

 去年も、審査員特別賞を頂けたので2年連続の受賞となり、私自身、非常に驚いています。賞状なんて物は小学校以来、貰った記憶は無いし、ましてや楯は人生で始めて頂きました。

 会場では、何人かの人に”すげー”と言って頂き、中には撮影までして頂けたので、有意義な一日でした。朝6時に家を出た甲斐がありました。
  
 
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