ロボザックの改造 RZ−1 2009年

「ロボザックの基本形を変えないで進化させたい」

* 頭を左右に動かしました。
* 新しいハンドを制作しました。
* 頭を上下に動かしました。
* ロボザック用のゴッドハンドを制作しました。
* ロボゼロ(JO-ZERO)ハンドのロボザック用を試作しました。

ロボザックのラジオ体操・・・・・第1・第2のモーション

趣味の工作 

 ロボザックの改造・部品製作のために購入したボール盤等の機械ですが、今は、機械・機具の作成・改造等が主になってしまった。






2009.02.27

胸には自律歩行用の2個の距離センサー(シャープ製)
 
距離センサーは消費電流が多いので、MOSリレーとプログラムで使用するときON・OFします。


 ハンドの制作は、「RoboZak奮戦記」を参考にしました。
*ありがとうございます。

 ハンド部分左右に取り付けた距離センサー(自作ハンドと交換して使用)

 

純正のサーボは46g、改造サーボは27gでした。

ハンドの部品合計は、純正のサーボで73g、前回、純正サーボの中をくりぬいて、超小型サーボを使った改造サーボで54gでした。

 今回は42gで、小型軽量になりました。

 

今回使用したサーボは、左の写真の真ん中のサーボです。
18gのサーボなので小型軽量になりました。

今回制作したハンドの重さは42gで、小型軽量に出来ましたが、小さい物しか掴めない。

右脇に取り付けたジャイロセンサー切り替え用(ピッチ軸、ロール軸)の超小型リレーと赤色LEDです(プログラムで設定して、リモコンで切り替えます)。

リモコンでジャイロのON、OFFができるので、ジャイロの微調整が、ほぼ完璧にできるので、標準のゼロ設定だけで、ジャイロを設定後のゼロ設定は必要なく、本来の基本設定ができました。

 

音声認識命令で自律歩行停止時、後ろからだとLEDが見えないため頭部に設置した音声認識用確認LED。


 

 胸に2個、ハンドに2個、4個のシャープ製距離センサーを使っていましたが、消費電流が多いのとADポートを開けるために、頭の中に超音波距離センサーを入れました。

カバーを付ける前です。

2009.07.16

     

超音波距離センサーは、ロボザックのコントロール基盤ではAD変換の性能が悪いのか、使いづらかったので、オペアンプ(LM386n)で、3.5倍程度の増幅率で使用しました。

 「増幅率は、高くても低くてもダメで、実験しながら決めました」
ICは秋月電子で5個で100円でした。

 

12月にハンドを作り直しました。

ハンドの重さは、サーボを変更したので53gになりました。

過電流防止回路を作成しようと思っています。

   

 

*ADポートが足りないです。

ADポート

対応センサー

ジャイロセンサー

空き

シャープ距離センサー(胸、左に取り付け)

シャープ距離センサー(胸、右に取り付け)

ジャイロセンサー

加速度センサー(秋月電子で購入)

バッテリー低電圧検出

リモコン

*ロボザックに付属した加速度センサーは電圧が下がると数値が変動するが、秋月電子で購入した加速度センサー(1,000円)は、ほとんど変動がない。

 

* 頭を上下に動かしました *
2010.01
 

 

 

2010.01.6

最初に動作した部品(試作品3個目)。

左の部品をサーボモーターに取り付けた状態。

2010.01.9

転倒等による衝撃から保護するため、首の部分にコイルスプリングを使用。
スプリングの堅さは、作成中はちょうど良い感じでしたが、組上がってみると弱かったため 

 

上の写真の太めのバネに変更しました。
この状態では、かなりの堅さがあるが、できあがると、もう少し堅い方がよいようです。

 

ロボザックの頭を上下させたいなーと思っていましたが、元旦にアイディアが浮かび作成していましたが、9日の夜に完成しました。

    YouTubeに動画を掲載しました。

  頭と手の動作ビデオ

  ラジオ体操第1のビデオ(モーションを改良)

  ラジオ体操第2のビデオ(モーションを改良)

  ロボザック用ゴッド・ハンドテスト

  ロボザックの改造

 

2010.01.13

1月13日、昨日まで動作テストをした結果、上の写真よりもっと太いバネに変更しました。


太いバネ1本に変更して、支持金具も作り直しました。



  左の写真の頭部を支持するバネをアルミに変更しました。

もっと良いものができないか思案中です。
2010.02.
1月下旬から制作していたロボットハンドの右が、もう少しで完成です。

YouTubeに動画を掲載しました。
ロボザック用ゴッド・ハンドテスト




メリッサのゴッドハンドを参考にしました。

こんな道具で作るので正確なものができません。
卓上ボール盤くらいは購入するべきでした。

ヤスリ・ドリル・万力・・・だけでは・・・限界がある・・・・・

2月17日右手が完成しました。
 テスト用のハンド



 テスト用のハンド
2010.03.30 ロボザックのハンド完成



テスト用のハンドより良くなりました。

CNCフライス盤があると正確なものができると思いますが・・・・・

YouTubeに動画を掲載しました。

  ロボザックのハンド

ロボザックには、このハンドの方が合っているようです。



2010.05.23 左の写真のハンドをビストンnano用の小型サーボに交換しました。 サーボが小型になって手の大きさも若干小さくなりました。
2010.06.16

頭部の上下動作用の部品を作成しました。

上の写真の部品と耳部分支持用の小ネジ(1.7M)、小管(ネジの支え用、田宮のギヤセットに入っていた内径2mm、)、簡単な構成ですが、一月の作成開始から数ヶ月もたちました。
2010.06.16

左の部品を組み立てました。

こうやって見ると簡単ですが・・・・・・
2010.06.16

サーボモーターとともに組み込んだ様子です。

写真の赤矢印の箇所は1.7Mのネジを利用して、頭部、耳穴の箇所とサーボの軸を支えています。

これにより、前転などの頭部に衝撃が加わる、モーションが安全になりました。





左の写真は頭の上下左右動作に使っている小型のアナログサーボです。
このサーボのほかに、これより少し大きいアナログサーボを手の動作に使用しています。

アナログサーボは電源ONで一瞬動いてしまいます。
この動きを止める対策のページを紹介します

上記の対策のページから、サーボモーターの信号線を10kΩの抵抗でプルアップすればよいことになります。

私は、左の写真の矢印のように接続端子の信号線と電源線に10kΩの抵抗を差し込んでいます。(横着して簡単に出来ました)
2010.06.16

以前の首と比べ、アルミパイプを使ったので格段に良くなりました。

YouTubeに動画を掲載しました。

ロボザックの頭・上下動作のテスト




これにより・・・
ロボザックの音声認識命令の後、うなずき動作をしてからモーション動作をするように設定しています。
6月9日から頭部の上下動作の改良をしてきましたが、6月16日に完成しました。
昨年から、半年くらい考えていた、頭の上下動作ですが、試作を始めた1月9日から改良しながらの半年、今回、満足するものが完成しました。



 2011.02.08

首の長さが気になり・・・・・改良しました。
首の取り付け部のパーツを改良しました。


頭部に組み込んだ様子です。
見える位置を変えて写しました。
改良前の写真

改良前の写真を見ると首のバランスが良くないのがわかります。
改良後の写真

改良後も首の長さは同じで、上下の動作角度も改良前と同じです。
改良後の写真





2011.02.08
頭部に使用している超小型サーボについて

GWSサーボ PICO/STD/F(フタバ)
[GWSSPICO/STD/F]
通販コード M-01905
JAN(メーカー)  84214201053
発売日 2007/06/26
メーカー Grand Wing Servo-Tech Co., Ltd.(GWS)


上記のサーボを、秋月電子で800円で購入して、頭部に使用していましたが、故障が多くて、以前使用したことがある、下記のものに変更しました。
3年位前に、下記のサーボをロボット王国で、3,000円くらいで購入したと思います。
このサーボのほうが故障しにくいです。
800円のサーボですが4個も故障して、3,200円になってしまいました。
今回、1,400円で購入できるサイトを見つけました。

株式会社ストロベリー・リナックスです。

超小型R/Cサーボ GWS PICO+F/BB メーカー品番:GWS PICO+F/BB

■台湾GWS社のR/Cサーボです。
■極小サイズのアナログサーボです。
■ラジコンやロボット関係に最適です。
■STD(標準軸受け)タイプとは違います。BB(ボールベアリング)品の高級品です。
■このPICOシリーズにはメタル・ギアタイプはありません(メーカーで製造していない)
■配線:橙:信号,赤:電源,茶:GND(JRタイプです)

◆サイズ:22.8(L)x9.5(W)x16.5(H)mm 約6.2g
◆特性(4.8V時)
・スピード:0.12sec/60°
・トルク:0.79kg・cm
◆特性(6V時)
・スピード:0.10sec/60°
・トルク:0.9kg・cm

●定価1780円⇒1600円(税込)

新品大幅値下げ1400円!(期間限定です。公費・請求書払いのお客様は通常価格1600円となります)



頭部改造後の動画をYouTubeの画面で見る







2011.02.12
改良したハンド・・・「44g」 改良したハンド 改良したハンド







HG-R001ジャイロモジュール
基盤から取り外した、圧電振動ジャイロ 左の写真の圧電振動ジャイロを拡大「真ん中の細い長方形が圧電セラミック素子」





* ROBO-XERO(JO-ZERO)ハンドのロボザック用を試作しました。2011.03.01

  ハンドの構造、動作原理はYouTubeなどの動画を何回も見ながら紙に書いて作成しました。

ビストンnano用の小型サーボを使用しました。


ロボザック用のサーボと比べてみました。
ROBO−XERO(JO-ZERO)用のサーボの半分以下だと思います。


ロボザック用にすると幅が広くなります。



指用にアルミ板からヤスリで作成。
形は動画や写真から推定しました。

サーボが小さいのでこんな感じです。


動作を確認するための試作です。


反対側です。


ロボザックに取り付けてみました。



YouTubeに動画を掲載しました。「ROBO-XEROハンドのロボザック用を試作テスト」
YouTubeに動画を掲載しました。「ROBO-XEROハンドのロボザック用を試作」



* ROBO-XERO(JO-ZERO)ハンドのロボザック用に改良試作しました。2011.03.03


サーボモーターの取り付け位置を変更してハンドの厚みが減少しました。


反対側から見てもロボザック使用になりました。



横から見ると厚みの減少が良くわかります。



リンク機構です
写真の指用アルミにあけた穴はサイズを間違えて大きくなっていますが、正規に作るときは直します。


リンク機構です



リンク機構です
サーボホーンからのリンクにはステンレスを使用。


現在、指の形状とハンド全体を改良して本製作をしようと考えています。



* ROBO-XERO(JO-ZERO)ハンドのロボザック用

2011.03.21

3月20日に製作

3月20日に製作

3月21日に製作

3月21日に製作

3月21日に製作

3月21日に製作

3月24日に製作

最初に作ったハンドカバーですがハンドのネジと干渉して、ひし形の穴から下をカットしました。


3月24日に製作

こんな形で収まりました。



3月24日に製作

改良しないとハンドが大きいです。


3月25日に製作

重さは48gです。
3月25日に製作


3月25日に製作


3月25日に製作


3月25日に製作


3月25日に製作


これを基本に改良し、ロボザックの常用ハンドを作成する予定です。


 * ハンドの取り付け、取り外しの配線はコネクタを使って、簡単に接続できるようにしています。

 YouTubeに動画を掲載しました。
 ロボゼロ・ハンドのロボザック用を作成




ロボザック用ハンドの試作ですが、このサイズにするのに苦労しましたが、もう少しで完成です。

4月7日に製作
4月9日に製作
4月9日に製作

YouTubeに動画を掲載しました。
 ロボゼロ・ハンドのロボザック用を作成3



ロボゼロハンドの動作でロボザック用を作成してきましたが、5月5日・・・ロボザックに合う形にできました。
*これだけ厚さを抑えるのに苦労しました。

ロボザック用の新ハンドの部品です。


サーボモーターの線を短くしました。


新しいハンドの左です。

ハンドの右はサーボホーンが品切れで入荷待ちです。(5月の中頃になりそうです)
ハンドの裏側です。


ハンドを横から見る。


ロボザックに取り付けた様子。



YouTubeに動画を掲載しました。
 ロボゼロ・ハンドのロボザック用(左)完成




2011.5.31

注文していた、サーボホーンが入荷して、左右のハンドができました。

YouTubeに動画を掲載しました。
 ロボゼロ・ハンドのロボザック用完成





2011.10.1

久しぶりにロボザックを動かしました(2ヶ月くらい動かしてなかったようです)。
上記写真のハンド・指の形を変更しようと思い試作しています。





2011.11.4

久しぶりにロボザックの工作です。

11月4日

ロボザック用ハンドの指をエンビ板(3mm)で作成します。


11月4日

フライス作業です。


11月4日

ミニ卓上ボール盤で、簡易フライス盤にします。

万力に木片を置いて、エンドミルを木片に少し入ったところで止めて、回転させて、切削材料のエンビ板を手で動かしての作業です。

糸鋸作業みたいです。

ハンドルの下の写真中央に見える、改造したストッパーで、固定できるようにしました。

指の形にケガイタ線より少し外側を削り、ヤスリで仕上げます。
11月4日

今回のエンビ板とか、薄いアルミ板等は、この機械で、じゅうぶん作業ができます。
11月4日

こんな感じに削れます。

後は、ヤスリ仕上げです。
11月5日

ヤスリ仕上げ後の写真です。
11月6日

今日は、指の最終仕上げをしました。
11月7日

昨日作成した、ロボザックの指を取り付けてみたのですが、合いませんでした。

ロボゼロハンドよりかなり薄いので、取り付け穴の位置が難しいです。

今まで使用していた指にヤスリで若干丸みをつけて取り付けました。
11月7日

これで完成です。
2012年1月4日

ロボザックの頭部左右動作用のサーボが動作不良になり、交換しました。

写真のサーボ2個の上が今まで使用してたサーボ、下が新しいサーボです。

1月4日

久しぶりに分解されたロボザック。
1月4日

2012年4月8日

月に1度くらいは動かしています。

今日は、ゼロポイントの設定をして、動かしてみましたが、モーターのギアが弱っているのがあります。
2012年4月11日

ロボザックのハンドの形状を変えてみました。

現在の左側のハンドの形状を右側のように変更。




2012年4月17日

ロボザック用のハンガーを作成。
2012年4月17日

ロボザック用ハンガーを後ろから!
2012年4月17日

背景が邪魔で見づらい写真です。
2012年4月17日

ロボットハンガーは、以前から作成しようと思っていたのですが、やっと、作成できました。

材料は、ホームセンターで買ってきた(1本500円くらい)写真のもので、10mm×8mm×150mmで作成しました。
2013年5月20日

ロボザックの18番サーボの交換をしました。

ロボザック用電池の性能回避調整をして、3個の電池が復活しました。

新品並みの動作時間です。