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レゴマインドストームEV3を使って6軸ロボットアームを作りました 

レゴマインドストームEV3を使って6軸ロボットアームV760を作りました。
以前NXTで作った5軸ロボットS750の改良版です。
以前のロボットは5自由度なのでハンドのとれる姿勢に制限がありましたが、
これは6自由度なのでハンドを自由な位置・姿勢に持っていくことができます。
関節の構成は一般的な産業用6軸垂直多関節ロボットと同じです。



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以前レゴでロボットアームを作った時に比べ、今は、Mサイズのサーボ、60歯の新型ターンテーブルなどがあり、とても作りやすかったです。今回は運動性能重視で外装は作っていません。バネバランサは一番力がかかる部分にだけ使っています。レゴの純正部品だけで作ることにこだわっていますが、唯一ケーブルは純正は50cmまでしかなく足りないのでHT製をやむを得ず使っています。

工夫した点は、旋回軸です。旋回軸はアームを伸ばした時に大きな曲げモーメントが加わります。
ターンテーブルだけで負担するのは厳しいので、4×4のマカロニとローラーで軸受けを作って支えるようにしました。

プログラムはTOPPERSEV3RTを使ってCで書いています。 2つのEV3間の通信はUSBかBluetoothで行いたかったのですが、まだできていません。とりあえず、今は光センサーで同期だけ取って動かしています。原点調整は手動です。

動画のデモではロボットは関節補間と直線補間の動作をしています。
直線補間動作ではハンドのマーカーがXYZ軸に対して平行に動きます。ハンドがまっすぐに動くはずなのですが、実際にはたわみやギヤの遊びの影響でずれてしまいます。

ちなみに一部EV3ではなくNXTのモーターを使っているのは、NXTのモーターの方がモーター内部ギヤバックラッシュが小さく精度が良いからです。というより、EV3が悪すぎます。

今後としては、未使用の出力ポートにチャックを取り付けてマテハンができるようにする予定です。

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レゴ GBCモジュール フォークでボールを運ぶモジュールを作りました 

フォークを使ってボールを運ぶGBCモジュールを作りました。
フォークにはアンテナパーツを使っています。



機構がシンプルなので安定しています。
フォークの機構は厚みがあり、GBCモジュールの受け口の高さと合わないので、
回転ホイールと組み合わせています。

出力部はフレキシブルな滑り台にしました。
見た目が良くて実用性もあるので気に入っています。

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レゴ GBCモジュール ボールソーターを作りました 

マインドストームEV3を使ってGBCに組み込めるボールソーターを作りました。
高速なピック&プレース動作でサッカーボールとバスケットボールを選別します。
EV3カラーセンサーをレールの下側に埋め込んで判別しています。
スピードを上げるためにハンド部を極力軽くしています。32Lシャフトとスライドする8歯ギヤを使っています。



駆動はEV3のMサイズサーボを使っています。本当はLモーター位のパワーが欲しいですが、
Lモーターは軸のガタが大きいのとギヤ比がトルク重視で使いにくいのでMサイズを使っています。

ソフトは玩具版のブロックをつなげるやつで作っています。
スピード重視の機械なので、玩具版ソフトでできるか心配だったのですが、無事にできました。
EV3になって、モータ制御のブロックがかなり進化したような気がします。

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レゴ GBCモジュールCycloidal driveをつくりました 

サイクロ減速機の機構に着想を得て、GBCモジュールを作りました。
減速機のディスクの部分の動きを利用してボールを運びます。
ただし、レゴ化するにあたり、減速機の歯型を原型をとどめていないくらい変えてしまったので、
多分、これはサイクロイドといえない物になっていると思います。
ですが、着想をそこから得ているので、そういうタイトルにしています。
詳しい方おられましたら教えてください。

ボールのつかむ部分、離す部分は特殊な動きを有効に利用できるよう工夫しました。
回転中心にある矢印は歯の一番食い込んでいる部分を指し示しています。




歯数が9、10のリングを精度よくがっしりとレゴで作るのに苦労しました。
9と10という歯数はレゴでの作りやすさから決めました。
bpsを稼ぐために、重いディスクを70rpm位で回しているので長時間動かして軸受けがもつかはわかりません。

ちなみに同じようにハーモニックドライブもGBCに応用できると思いますが、GBC化するかどうかは未定です。

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Japan Brickfest 2015に参加してきました 

2015年6月6日(土)・7日(日) に神戸六甲アイランドで開催された「Japan Brickfest 2015」に参加してきました。
主催してくださったカナディアン・アカデミィとKLUGの皆さまをはじめ、会場に見に来てくださった皆さま、参加者の皆さま、ありがとうございました&お疲れ様でした。

私はGBCを展示しました。前日のセッティングも含めて3日間参加しました。展示された作品をじっくりと見る時間があり、楽しませていただきました。
たくさんの方とお会いでき、お話ができたことうれしく思っています。

↓展示したGBCの早回し動画です。



GBCは13モジュール展示しました。ボールは220個使いました。機械式トレインや透明リフトの調子が悪かったのですが、KLUGのメンバーの方にもサポートしていただき、無事に展示を終わらせることができました。モーターの負荷を考えて、2日目は間欠運転(30分動かして、30分止めるの繰り返し)で展示しました。たくさんの方に見ていただけて嬉しかったです。

今後の課題について
簡単な柵はお客さんにGBCに近寄って観てもらえるのは良いのですが、今回のような子供さんの多いイベントの場合は、子供さんが触ってしまい危ないという問題があります。
改善策としては、海外のGBC展示のように円状にテーブルを繋げて内側にスタッフが入り、外側は柵で囲う方法があるのかなと思いました。
また、モジュールが壊れたときライン全体を止めないで済むように、長さを自由に変えられるモジュールを交換用に1つ作っておくべきと思いました。


Japan Brickfestは来年2016年も開催が予定されています。
今回は私一人でGBCをさせていただきましたが、
来年は合作で大規模にGBCができたらいいなという話をしました。
来年はぜひGBCをやっている方々に参加していただいて合作で展示できたらと思います。

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