タイヤと槍サーボの試作。
平日は早朝勤務対応で夜更かしができず、最近のロボット製作活動は”週末こつこつ”になってきたが、この週末は重点課題であるタイヤ製作の練習と、槍サーボを想定した俺サーボの試作を実施。
タイヤ製作の方は三豊工業高校さんが公開されている製作方法を参考にしつつ、ラジコン用ホイールに付けたスポンジを任意径に削る作業を練習。十分な出来で削れるようになり、これまでの”適当なサイズの既製品を探す”や”自分でスポンジを巻く”という対応・制約から解放され、ロボットの設計が行いやすくなった。製作精度も向上したことで、少なからず走行時の安定性も改善できるはず。
マイコンカーの加速カーブ設計をしていく中で、今までの検討よりもタイヤ径アップ＆ギヤ比アップを実施した方が良いと分かりギヤボックス周りの再設計を行うことにしたが、この新設計で使おうとしているのが、写真中央のホイールとギア取り付け方法。
従来はホイール、ホイールハブ、車軸、ギアをそれぞれ別部品として捉えて、それぞれに何を使用するか、どのように結合するを考えてきた。特にモータからのトルクの伝達経路としての ギア→車軸→ホイールハブ という結合において、車軸とギア、車軸とホイールハブをどうやって結合するか‥というところが問題で、圧入だけ、イモネジで締めるだけ、という対応でしのいできた。どれも確実という感じではないし、他の方の作例を見るとより良い方法があるようだが、自分の加工能力では真似が出来なかった。
今回の方法は、ホイール中央にあるφ10.8 の穴にきっちり入る程度にギアの凸部外周を削ってはめこみ、ギアを周囲の3箇所の穴でネジ止めするというもので、芯出しと荷重受けははめ込んだ部分が担い、スラスト方向の固定はネジが担う構成。ギアをはめ込んで固定した状態でタイヤを削り、ギア中央φ6弱の穴に外径6内径3の金属パイプを挿入し、更にφ3のシャフトを挿入してみたが、これまでよりも高精度で良い感じ。更なる改良案も考えたい。
タイヤ＆ホイール加工の進展に気を良くして、所謂俺サーボの試作も実施。とりあえず先日製作した PWM 150kHz モータドライブ試作基板に、以前のマイコンカーで使用していた近藤科学の PS-2173FET を組み合わせることにした。サーボ内の基板を再利用できるように丁寧に取り外し、かわりにユニバーサル基板を切り出して LMC6484 をひっくり返して貼り付けて作成したボルテージフォロア基板を組込み、PSoC側のA/D用コネクタ＆ソフトを用意してサーボ部の完成。槍機構部は最適な部材が無いため、とりあえずそれらしい部品を組み合わせてみた。槍はφ2のステンレス棒で、必要な長さより短いが本来の槍(カーボンパイプ)より重いと思われる。
動作確認レベルで簡単にパラメータを合わせ、動作確認を実施。この模様を 320x240、WMV9 の動画にしてみた。
このようなExcelファイル
(左画像参照) も作成し、中学生レベルの計算で槍の長さ、槍サーボ取り付け位置などの構成と必要な動作のイメージの対応をざっくり掴んでいるが、今回の動作は大角度のスイングの速さとスムースな移動が両立しそうかどうかを確認しているだけで、まだ実際の動作パターンと結び付けていないし、細かい角度補正も施していない。
今回の試作でとりあえず俺サーボ化のイメージは掴めたが、このRCサーボは槍制御用としてはギア比が大きすぎるのかな？という印象を受けた。俺サーボ化後にかなり無理をして 11～14Vの電圧をかけてみているが、その割には槍移動が速くない。トルクだけがひたすら過大な感じで、音も仰々しいし、制御を間違ったら簡単に減速機構が壊れそうだ。他の方はもっとギア比の軽いサーボを探して使ったり、中身を換えているのかもしれない‥先日のランサー見学では槍取り付け部の構成ばかり見ていて、使っているRCサーボの情報収集をしていなかった‥反省。
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