041238 2009 2 Copyright c 2009 by Masaki Yagi
c 2009 Masaki Yagi All rights reserved
,,,,,,,,,,,,,, 3,,,,,,,
i 1 1 11 1 12 1 2 2 21 2 22 3 23 4 24 4 25 5 26 5 3 6 31 6 32 10 33 11 4 13 41 13 42 14 43 15 44 16 45 17 46 19 47 20 48 21
ii 5 22 51 22 52 22 A 23 24 25
iii 21 AKI-H8/3067F(20MHz) 3 22 GP2D12 4 23 PG-03 4 24 SX-101Z 5 25 PICO 5 26 EPG-VR 5 27 EPG-VB 5 31 7 32 7 33 8 34 9 35 9 36 10 37 11 38 Visual Basic 11 39 Visual C++ 12 41 PWM 13 42 RC 14 43 14 44 RC 15 45 0 17 46 18 47 19 48 20 49 21
iv A1 I/O 23
v 21 2 22 [5] 3 41 16
1 1 11,,,,,,, 12, 2, 3 4,,
2 2 2 21 21 ( ) 35cm 13kg 21: 13 4, 6, 2, 1 RC ERG-VB( ), ERG-VR( ) GWS PICO SX-101Z 60V 1100mAh 1 ) H8/3067F(20MHz, 32k byte RAM) (1) (2)
22 3 22, A/D, C, H8/3067, 22, 21 21: AKI-H8/3067F(20MHz) 22: [5]
4 第 2 章 システムの構成 23 センサ ロボットの外のことを知る外界センサとして距離センサを, ロボット自身のことを知る内 界センサとしてジャイロを載せる 距離センサを搭載することによって, 操縦のみのリモコ ン式ロボットではなく, わずかでもロボットに状況を判断させて, 行動に反映させることが でき, 自律的に行動することが可能になる また, ジャイロを搭載することにより, 歩行の動 作が, あらかじめ決めた動作の完全な再生ではなく, 歩いている場所の微妙な凹凸を感じて, 歩き方に反映できるようになる [1] 次にロボットに搭載するセンサを簡単に説明する 距離センサは, 赤外線を使って距離を測 るセンサである 赤外線を出す部分と, その赤外線のスポットの方向を読み取る部分で構成 されており, 三角測量の原理で距離を求める シャープ製の測距センサユニット GP2D12(図 22) という機種を使う ジャイロは, 回転運動を測るセンサで, GWS 製の PG-03(図 23) と いう機種を使う 図 22: 距離センサ GP2D12 24 図 23: ジャイロ PG-03 駆動部 駆動部に, RC サーボモータを使う サーボモータとは制御回路を含むモータモジュール である この制御回路に, 制御パルスを送ると, そのパルス幅に比例した角度にまで回転す る パルスの幅と回転角度の対応は, それぞれのサーボモータで少しずつ違ってくる 本研究では, 主にサンワ製の SX-101Z(図 24) という機種の RC サーボモータを用いる 首は力より軽さを重視するため GWS 製の PICO(図 25) を使用する 腰に使う RC サーボ モータは SX-101Z では力不足なので, サンワ製の EPG-VR(図 26) と ERG-VB(図 27) を 使う 本研究では, RC サーボモータを合計 13 箇所に用いる 今回, 使用するサーボモータの 図を以下に示した
25 5 24: SX-101Z 25: PICO 26: EPG-VR 27: EPG-VB 25,, Ni-MH( ) 12V 1100mAh 5, 6V 26, 1mm,,,,,, (12 12 1mm)
6 3 3 31 1 2,,, ( ) 3, [1] 31, 32
31 7 31: 32:
8 3 1 ( 33),,, 2 RC,,,, RC 1,, RC,,,,,,,, RC,, [1] 33: 2, 34, 1,,,,,,
31 9 34: 3, 35, AB, L,, RC SX-101Z 33kg cm L= 50mm 1300[g] 2 50[mm] = 32500[g mm] = 325[kg cm] (31), 5cm 1300g F L 35:
10 3 32 1 36 I/O 36: 2 I/O I/O A1
33 11 33, PC (GUI ), PC (GUI ), H8 3 37 37: 1 PC (GUI ), Microsoft Visual Basic 2008 Express Edition( 38) RC,,,, 38: Visual Basic
12 3 2 PC (GUI ) Microsoft Visual C++ 2008 Express Edition( 39) 39: Visual C++ 3 H8 Visual C++, H8 C
13 4 41 PWM 41 OFF PWM [4] 41: PWM PWM T on, duty = x T 100[ ] (41)
14 4 42 1 RC 42 20ms 15ms RC 15ms,, RC ms ms ms 42: RC, 13 RC, 13, 20ms, 43 3 4 SM0 SM1 SM2 SM3 SM4 SM5 SM6 SM7 SM8 SM9 SM10 SM11 SM12 43:
43 15 43,, RC, [s], RC, 44, RC,,,, [1] RC 44: RC
16 4 44, RC 4, RC,, 4, mm,,, 41, Bone length mm 41: # Bone length 0 5376 Bone length 1 5376 Servo Data 0-45 1975 0 2950 30 3650 Servo Data 1-30 850 0 1625 45 2550 Servo Data 6-90 3215-45 2165 0 1075 Servo Data 7-45 1520 0 2275 45 3335 Servo Data 8-45 3275 0 2250 45 1250 # Bone length 0 5376 Bone length 1 5376 Servo Data 2-30 700 0 1375 45 2400 Servo Data 3-45 1575 0 2450 30 3300 Servo Data 9 0 3275 45 2150 90 1200 Servo Data 10-45 1010 0 1900 45 2900 Servo Data 11-45 2925 0 1950 45 950 # Servo Data 4-25 1650 0 2225 25 2850 Servo Data 5-90 1000-30 2500 0 3200 Servo Data 12-45 1225 0 2475 45 3500
45 17 RC Servo data, RC 1 2 3 ( A, B, C ), RC A-B B-C 0 45, A 45, B RC A-B y = 2167 x + 2950 (42) RC,,,, A-B B-C 2 [1] 45: 0 45,,,,,,, 46,, 1 50,
18 4, 1 50,,,,,,,,,,, 3 1 2 ( ) 3 1, 2, H8, PC,, H8 3 [1] 46:
46 19 46 3 1, 2 3,, 3,,,, 47,,, 2, a, c a b c, c a [1] A C B A C B c b a c b a A C B c b a c b a A C B c b a c b a A C B 47:
20 4, 1, 2, 3 48,, RC, ( ), 3,, 48: 47 49 Gyro Ref Gyro Data t0 15ms, t1, 15ms,,
48 21,,, RC,,,, 020, t Gyro Ref Gyro Data t1 49:,,, 2, Visual Basic, 60, 5 120, 60,,, 48, H8,,,,, 1 3
22 5 5 51,,,,, 52,,,,,,,
23 A A1: I/O
24, 5 1,,,,,
25 [1], 60!,, 2007 [2], http://www2plalaorjp/k y yoshino [3], http://yassy7blog44fc2com [4] PWM, http://homepage1niftycom/rikiya/software/106pwm1htm [5] H8/3067RF CPU SSH8-3067F,, 2003