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としなりかりこめ
5 years ago
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1 実習の部二足歩行ロボット作り ( ボディ編 )

2 二足歩行ロボットの応用歩く方向を制御してみよう?! 機械工学の原理 ( 力学的モーメント ) とマイクロチップによるサーボモータ制御 ( 電子工学 ) の利用既存の技術をどうマッチングするか, できるだけ早く試してみたい 3Dプリンティング技術を用いたアタッチメントの造形プログラムのテーマと関係する科学研究費研究代表者研究期間研究種目課題番号研究課題名竹澤聡 H27-H28 挑戦的萌芽 15K13901 筒状折り畳み構造モデルを用いた車椅子コンパクト化設計支援の研究竹澤聡 H18-H20 基盤研究 (C) 筋電制御ロボティクス知的技術による滑り雪氷路面環境下の安定歩容に関する研究

3 本日の目的ロボット製作作業を通して, 迅速設計および組立ての概念を体験してみましょう. パーツは全てお持ち帰り戴けます. ロボットと人間との 2 足歩行の原理にはどこに違いがあり人間はいかに歩行という凄い能力を獲得しているかを知りましょう. Additive Manufacturing ( 足し算方式 ) の部品製造技術,3D プリンターについて実際に体験し, 知識や技術を深めましょう.

4 部品の確認原則各 1 個ずつメカダチョウキット (TAMIYA) サーボモータコントローラ ( 部品提供 ) 今回の講座では自作しますスポンジ 2 個ドライバー ( 緑または赤 ) ニッパーラジオペンチサーボアタッチメント黒色 ( 一部別色 ) COG シューズ Oscilator 尻尾

5 ロボットを組立てようメカダチョウキット (TAMIYA) 説明書の 4 モータの取り付け (ATTACHING MOTOR) まで頑張って作りましょう目標 15 時 30 分とします

6 ロボットを組立てようただし 1 で重要な箇所がありますゴムパイプ 3m m カットが重要です残ったゴムも使います

7 早くできた方は説明書裏ページ 10 まで作ってみてくださって結構です後で分解しますので部品を無くさぬよう注意してください

8 3D プリンターによる造形平行してコントローラの作成を行います

9 COG シューズの取り付け前方 COG シューズは外側へ L 字が開くように取り付けますまた端と穴が近い方が前です

10 Oscillator の加工右の黒色サーボホンのセンター穴と合わせること後でサーボモータとボルトでジョイントします

11 モーターと oscillator の取り付け oscillator を曲げましょう曲げる角度は各々で考え決めてください

12 緩衝材 ( スポンジ ) の取り付けサーボモータと COG アタッチメントをフィットさせますスポンジは左右 2 個使います

13 超重要コントローラ端子とサーボモータとの取り付け向き茶色ラインサーボの端子は黄 ( 信号 ) オレンジ ( 電源 ) 茶 ( アース ) の 3 色です矢印の方向に茶色の線が来るように差し込みます取り付け向きを誤るとサーボモーターが損傷します十分気をつけましょう

14 電池, サーボ装着

15 Oscillator の位置調整 ( オリジナルポジションの決定 ) 尻尾が動きますので尻尾を一度取り外しコントローラーのつまみの位置を中央にしてから恐竜尻尾を再び取り付けてください

16 ここからはコントローラ作製です 2 通りで実習を行います a) 電子回路製作の経験者得意な方は回路図に基づいてご作成ください b) 電子回路製作の経験があまりない方は講義資料および解説に基づいて一緒に作成しましょう

17 部品の確認 NO 品名個数 1 ブレッドボード (or ホール基板 ) 1 2 PIC12F PIN DIP ICソケット 1 4 単連式ボリューム B 特性 10kΩ 1 5 低ドロップ電圧レギュレータTA4805F(5V1A) 1 6 電解コンデンサー 47uF16V 1 7 セラミックコンデンサー 0.1uF 1 8 BH-9V-3A 型電池ホルダー BH-9V-3A 1 9 9V 006P 電池 1 10 GWSサーボモータ S03T/2BBMG/F( フタバ ) 1 11 サーボ延長ケーブル 3 色並列平行線 1

18 部品番号と照合します

19 10 月 18 日のミッション 1 A B C Tale oscillating robot 4-legs-Robot Remote type PIC12F675 or PIC12F683 IN GND OUT U TA4805S ここを切欠きといいます 1 単三 4 V C2 0.1μ GND C1 47μ16V GND GND GND GND BROWN RED orange servo0 CN VDD GP5/CKI GP4/AN3/CKO GP3/RES U PIC12F675 8 VSS 7 GP0/AN0 6 GP1/AN1 5 GP2/AN2 VR1 10k C3 0.1μ 2 GND GND 2 GND A B C

20 部品レイアウト重要ポイント 1 重要ポイント 2

21 裏面から見たレイアウト左右が表と逆になっていることに注意です.

22 回路製作本番前に軽くセロテープで固定はんだ付け練習

23 低ドロップ電圧レギュレータ TA4805F(5V1A) 重要ポイント 1 向きを確認しましょう.

24 電解コンデンサ 47uF16V 長い方が + 長い方が +

25 完成したら!! いきなりロボットに接続しないこと!! RC サーボモータ単品にて回路の確認をしましょう. そうしないと, 折角のロボットが壊れてしまいますよ!!

26 ロボット動かすプログラム 1/4 ; ; SERVO CONTROL TEST Program ; ; Microchip PIC12F683 ; Version DEC.28 PIC12F629 ; Version JAN.16 PIC12F675 ADC ; ; Copyright YS Design Studio. ; ; PIN Assign ; <I>GPIO-0 ANALOG IN ; <O>GPIO-1 NC ; <O>GPIO-2 PWM PULSE OUT TO SERVO ; <O>GPIO-3 NC ; <O>GPIO-4 NC ; <O>GPIO-5 NC ; list p=12f675 #include <p12f675.inc> CONFIG _CP_OFF & _CPD_OFF & _WDT_OFF & _BODEN_OFF & _PWRTE_OFF & _INTRC_OSC_NOCLKOUT & _MCLRE_OFF 使用する PIC を指定します. ; ; Define ; WORK_H EQU 0x20 ; WORKING COUNTER(H) WORK_L EQU 0x21 ; WORKING COUNTER(L) WAIT1 EQU 0x22 ; WAIT2 EQU 0x23 ; #define IO_PORT 0X01 ; GPIO5-0 {HSB} [LSB} 0=OUT / 1=IN

27 ロボット動かすプログラム 2/4 ; ; Power On vector ; ORG 0x00 goto main ; ; Main ; ; ; Initialize PIC Microchip ; main movlw b' ' ; コンパレータ OFF CM2:CM0=111 movwf CMCON ; CMCON = CM0/CM1/CM2 ON (COMPARATOR OFF) bsf STATUS,RP0 ; バンク1を選択 call 0x3FF ; OSCCAL movwf OSCCAL ; movlw IO_PORT movwf TRISIO ; Port I/O Set movlw B' ' ; movwf OPTION_REG ; PIC を初期化します. movlw B' ' ; movwf ANSEL bcf STATUS,RP0 ; movlw B' ' ; movwf ADCON0 clrf GPIO ; Clear GPIO Port

28 ロボット動かすプログラム 3/4 ; ; Main Loop ; main_loop call WAIT20MS call ADC call HIGH_WIDTH goto main_loop ; ; Sub Routine ; Main 文です. サブルーチンが 2 個あります. ; ; ADC ; ADC bsf ADCON0,ADON ;ADC_ON call WAIT20US call WAIT20US ; bsf ADCON0,GO ;ADC GO ADC_WAIT btfsc ADCON0,GO goto ADC_WAIT AD 変換をします bcf ADCON0,ADON ;ADC_OFF movf ADRESH,W ; movwf WORK_H ; movlw 0x00 ;IF =0 then =1 subwf WORK_H,W btfsc STATUS,Z INCF WORK_H,1 ; return

29 ロボット動かすプログラム 4/4 ; ; HIGH WIDTH ; HIGH_WIDTH movlw b' ' movwf GPIO ;high movlw 0xF0 ;0x8C movwf WORK_L high_width_loop2 decfsz WORK_L,F ; goto high_width_loop2 high_width_loop1 goto $+1 NOP decfsz WORK_H,F ; goto high_width_loop1 clrf GPIO ;low return ; ; 20uS WAIT (CLOCK 4MHZ) ; WAIT20US movlw 0X04 ; 0X04(4Mhz) movwf WAIT1 ; wait_loop1 decfsz WAIT1,F ; goto wait_loop1 ; nop nop NOP return ; パルス幅を決めます. 20μsec のタイマー

30 本日の講座のまとめロボットキットモデルを用いたラピッドプロト開発の考え方アプローチを実体験いただきました 3D ものづくりと IoT が連動するものづくりについてマイコンを例にして体験いただきました今後参加者が望む 3D ものづくりと IoT が連動する新たなビジネスモデルの掘り起こしを活発に議論させて戴きたいアンケートの記入のご協力, よろしくお願い致します.

31 本日は, 大変お疲れ様でした

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PowerPoint プレゼンテーション午後の部準受動ロボット作り電子回路編部品の確認 NO 品名個数 1 ブレッドボード 1 2 PIC12F675 1 3 単連式ボリューム B 特性 10kΩ 1 4 低ドロップ電圧レギュレータTA4805S(5V1A) 1 5 電解コンデンサー 47uF16V 1 6 セラミックコンデンサー 0.1uF 1 7 BH-9V-3A 型電池ホルダー BH-9V-3A 1 8 9V 006P 電池