ロボカップ姉妹の日常

ステッピー&ロック・オンの姉がロボットとか作りつつ制御の勉強してみたり、部品作ってあそんでみたり…

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エンコーダのお話

プレゼン公開記事を読んでくれた方から
「モータに付けたエンコーダについて、ブログで解説してもらえないでしょうか?」
との要望を頂いたので、早速記事にしてみました^^


  • そもそもエンコーダとは
折角なのでエンコーダについて軽く解説。
エンコーダとは、モータの回転数や角度を検出するためのシステムです。

下図のように窓を開けた円盤などと光学センサを組み合わせ、窓を見た回数を数えることで回転数や角度を知ることができます。
これを使うことによってロボットをどれだけ前進させるかなど、時間制御よりも正確に制御できます。
zu5-6.jpg
(図をクリックでオムロンの解説ページに飛びます)



  • ステッピー&ロック・オンのエンコーダ
で、実際にステッピー&ロック・オンの機体に搭載しているエンコーダですが…

作ってタミヤのモータにつけちゃいました^^

こちらはモータを半透明にしてエンコーダが見えるようにしたCAD図です。
enko-da.png
何か円盤のような部品が見えますね。
円盤の下がモータ本体、上がギアボックスです。
黄色い板がモータ取り付け用のスペーサ。
オレンジ色の板がスリット円板。
灰色の板がフォトインタラプタなど光学素子を動かすための基板です。
この図にはありませんが、基板から電源、信号、GNDの三線が出ており、直接TJ3-COREのセンサポートに繋がっています。

タミヤのギアボックスはネジ3本で付け替えができる仕様なので、それを利用してモータとギアボックスの間にエンコーダを挟みました。


このスリット円板ではモータの回転を1回転ずつ数えることしかできませんが…
エンコーダがギアボックス(300:1)の手前。つまり、モータ本体の回転数を観測しているため、最終出力から見ると1/300回転=1.2度という高い分解能を得ることができます。
これは実際の走行距離にして1mmに相当します。

ロボットアーム解体

世界大会で色んな人に「そのアームどこで買ったの?」って聞かれて最高に嬉しかったので、
ちょっとした解体記事を書きますヽ(*´∀`)ノ
完全に自作です(-_-)b

CIMG1137.jpg
CIMG1136.jpgCIMG1140.jpg
アーム単体だとこんな感じ。
大きなサーボモータ1つで上下機構を、小さなサーボモータ2つでアームの開閉を行います。
この機構は4本のバーを用いているので4バーリンクと呼ばれており、上手く使えば缶をほぼ垂直に持ち上げることができます。





早速、上下機構の駆動部を解体。
CIMG1142.jpg
ネジ4本外せば上下駆動用のサーボモータに辿り着けます。

CIMG1151.jpg
ネジ4本で………
CIMG1149.jpg
ピラり( ・∀・)ノ
サーボモータ固定用の樹脂ブロックが接着してあるので、この後さらにネジを4本外せばサーボモータを取り出すことができます。
4本のバーはサーボホーンの部分以外全てベアリングで固定。


お次は開閉用のサーボモータ周りを解体。
CIMG1157.jpg
ネジ4本で………
CIMG1156.jpg
ピラり( ・∀・)ノ
高ナット3本と樹脂キューブ、蓋板にネジ留めしたLアングルで小さいサーボモータを固定しています。
サーボホーンの反対側はベアリングを使っています。

CIMG1154.jpg
裏から見るとこんな感じです。



板状の部品は全て3DCADで設計してカッティングプロッターで切り出しています。
でも、丁寧に作ればCADがなくてもできるぐらい単純な部品ばかりです。

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