2017b/Member

ロボコン

目次

課題3

 今回の課題は、各地に置いてあるピンポン玉入りの紙コップをコップとピンポン玉に分けて指定の箇所へ置き、いくつ置けたかを競う。

 基礎点:ピンポン玉はXに、コップはYに置き、紙コップを重ねた場合はさらにポイントがプラスされる。また、障害物が設置されておりそれに触れるとマイナスに。また、障害物を定められた範囲から完全に押し出してしまうとさらにマイナスされる。基礎点はこれらの合計点数とし、合計点数がマイナスとなった場合は0点とする。

 技術点:障害物と取るべきコップとを見分ける方法、コップをとる動作、機体同士の連携などで決められる。こちらは、絶対評価ではなく他チームの主観によって決まる。

 合計値=基礎点+(技術点の合計点数/チームの数)  

課題3

私たちのチームは、A地点からスタート→上の画像の1の紙コップを取る→X地点にピンポン玉を入れる→つかんでいる1の紙コップを移動の邪魔にならないところに置く→2の紙コップを取る→x地点にピンポン玉を入れる→つかんでいる2の紙コップをY地点に置く、という順番で作業をし、最終的に基礎点が最高で15点となるロボットを作った。

製作したロボット

全体の説明

 私たちが製作したロボットは1台のRISを用いてコップを掴み、上げる動作を行うというものだ。製作し始めた時は、2台のRISを相互通信させてロボットができることを多くしようとしていた。しかし、RISの通信が赤外線を用いたものであったので、送受信させるために互いのRISを近距離で向かい合わせる必要があった。この課題を解決することが困難であったため、1台のRISで全ての動作を行うように製作していった。

全体

 また、送受信の問題の解決策として、他のチームがやったように向かい合わせたRISを縦に積むことで機体が横長になって障害物にぶつかることを防いだり、そもそも送受信をしない完全独立した2台のロボットを製作するという手が考えられた。

下から見たロボットの説明

後輪

 製作当初は、後輪部分が写真のものよりも小さいものであった。だが、そのタイヤの摩擦が非常に大きかったためカーブを滑らかに行うことができなかった。よって、タイヤを変えようとしたのだが、そのタイヤより小さいものではモーターに噛んでるギアよりも小さいものしかなく、仕方なく大きいものを使うことにした。これにより、摩擦を小さくすることができた半面、車高が非常に高くなってしまった。

後輪

前輪

 製作当初は、前輪部分にも小さなタイヤをつけていた。しかし、後輪のタイヤを大きくしてしまったために車高が高くなってしまい、アーム部分がコップよりも高くなり、コップを掴むことができなかった。また、初めにつけていたタイヤは摩擦が大きかったので、コップを掴めたとしてもカーブする時に機体が揺れてしまい、コップからピンポン玉がはみ出てしまう恐れがあった。よって、前輪部分を写真のように摩擦が小さく、車高を低くしてくれる部品を使うことで問題を解決することができた。

前輪

アーム部分

アームの構造

 紙コップを掴み、上げる動作は1つのモーターで行った。2つ以上のモーターを使わなかったのは、時間があれば同じ動作を行えるロボットを製作して、AとDの両方から出発し3の位置にあるコップを運ぶ予定だったからだ。この構造は私が担当していない部分なので、以下は下記のリンクを一部抜粋、改変したものである。

http://yakushi.shinshu-u.ac.jp/robotics/?plugin=related&page=2017b%2FMember%2Fhata%2FMission3

 画像Aはその1つのモーターでつかみ・持ち上げる構造を下から見たものである。画像の赤の枠で囲まれた歯車は回転の軸を横から縦に変換するものである。右側についているモーターを回すことでアームが閉じる構造となっているが、紙コップをつかみ、これ以上モーターが回らない状態になるとすべての歯車が固定され、青の枠で囲まれた部分の棒が回り、つかんだ紙コップを持ち上げる構造になっている。実際に動かすと画像Bのようになる。

画像A

アームの構造

画像B

コップを取る動作

アームの先端

 今回の課題においては、コップを正確に安定して掴み、持ち上げることが要求されたためアームの先端に小さなタイヤをつけることで摩擦が生まれ、コップを安定して持ち上げることができた。また、タイヤを貫いている棒の長さを変えることでタイヤの高さを調整することができ、アームがコップを掴む際に最も適した高さに合わせることができた。

アームの先端

アームを補強する

 今までの課題でも大きな問題になっていた1つとして、各部品同士の接着強度の弱さがあった。しかし、今回の課題においてアーム部分の強度が低いと、安定して得点を取ることができない。そこで、写真のように部品と部品を繋げることで強度を高めることができた。

 また、ブロックをレンガ上に積むことで車体全体の強度を高めるなどの工夫も行った。これらの知識は、他のグループと協力することで得ることができ、協力の重要さを実感した。

アームの補強

アームストッパー

 写真のようにストッパーを付けることで、上に行きすぎたり下がりすぎたりしないようにストッパーを付けた。これにより、アームを上げたときに上げすぎてコップからピンポン玉が出たりするのを防ぐことができた。

アームストッパー

紙コップを見つける構造

光センサー

 コップを見つけるために光センサーを前方に付けた。しかし、コップの高さに合わせるために、写真のようにアーム下に付ける必要があった。アームの影でセンサー周りが暗くなってしまい、センサーの反応が鈍くなったが、これはなるべくコップに近づいて取ることで解決することができた。

光センサー

回転センサー

 コップが機体の位置から見て、どの方向にあるかを知るために付けられた回転センサーだ。

回転センサー

プログラム

プログラムに関しては私が担当していないため以下のリンクを参照してほしい。

http://yakushi.shinshu-u.ac.jp/robotics/?plugin=related&page=2017b%2FMember%2Fhata%2FMission3

プログラムに関する私見

 私はプログラミングを担当していないが、どのようなプログラミングにするかはチームで決めていったため、どのように上のようなプログラミングにしていったかをここで述べる。始めは、ライントレースをしてそれぞれのコップを取る予定だった。しかし、ライントレースをした場合、車体が大きく揺れてしまうため、コップを取れてもX地点に運ぶまでに、コップがきちんとアームに収まっていると断言することができなかった。また、課題2で使用したライントレース用のプログラムがそのまま使えず、使用できたとしても課題2のときのように最後まで調整しなければならないと考えた。今回の課題は特に時間が取れないことが予想されたため、ライントレースをせずに前進、後退、右、左など単純な動きを組み合わせたプログラムを組むことにした。

 プログラムを単純化した結果、スタート位置が少し変わってしまうと大きくずれることが予想された。よって、コップを探す動作を何回か繰り返してコップを正確に取れるようにするなどの工夫をすることで対処した。

反省と感想

反省

 今回の課題においては各自で得意な分野を担当していた。私は主に、機体をどのようなものにするかを考えていたが、実際にできたもの見返してみると、改善すべき点が多くみられた。例えば、機体が横長になってしまったためにカーブをした際にアーム部分が障害物にぶつかりやすくなってしまった。「ロボットは1台で」と方針を変えた時から、モーターの数を増やしてアーム部分を機体の真上に持ってこれるよう可動式にしたり、そもそもアームの構造を変えてより簡単なものにしたりと改善の余地は多かったと思う。

 他にも、後輪部分が大きくなったことで摩擦が小さくなりすぎて移動が速くなってしまった。これにより、コップを認識するための光センサーの反応が悪くなったり、コップを取ろうとした前進した時に勢いが良すぎてコップに当たり倒してしまいそうになるなど様々な弊害が生まれた。そこで、後輪のギア位置、大きさを変更するなどして、タイヤの大きさをもう一段階小さくすることができたのではないかと思う。

 また、前準備としての不足として挙げられるのが、本番直前にマップに割りばしを付けたので、ロボットの動きが変わってしまった。アーム作りや、機体の改良に時間を使いすぎて、事前の前準備や予行演習の時間が取れなかったのは大いに反省すべきだろう。

感想

 これまでの課題と大きく異なったのは、2人で行っていた作業を4人で行ったという点だ。2人では気がつかなかった点を気づくことができたり、足りない知識を補いあったりと強調して行うことの重要性を実感できた。また、ロボコンの結果も基礎点が9点、技術点も9.5近くで9チーム中の4位と思ったよりも悪くなかった。特に、技術点において多くの班が10点近くの点数を入れてくれたのが本当に嬉しかった。

 ロボティクスのゼミを受けて、それぞれの課題で学んだことは多くあったけど、一番実感できたのは、チームで行動することの大変さとその中で自分がどのような役割を持つか判断するのは難しいという点だった。これらのことを学ぶことができ、このゼミを受けて本当に良かったと思う。


添付ファイル: file20180213_234726.jpg 56件 [詳細] file1518491478073.jpg 53件 [詳細] file1518491456636.jpg 59件 [詳細] file1518491467989.jpg 50件 [詳細] file1518491445027.jpg 46件 [詳細] file1518491480323.jpg 54件 [詳細] file1518513975682.jpg 74件 [詳細] file20180213_233132.jpg 65件 [詳細] file20180213_232125.png 57件 [詳細] fileimage5.JPG 53件 [詳細] fileimage7.gif 51件 [詳細]

トップ   編集 凍結 差分 バックアップ 添付 複製 名前変更 リロード   新規 一覧 検索 最終更新   ヘルプ   最終更新のRSS
Last-modified: 2018-02-13 (火) 23:52:21