2018a/Member/Kakki/Mission1

①の機構の上に乗せる形でペンを左右に動かせるようにした。ギアを利用し一つのモーターでできるだけ長く横に伸ばせるように工夫した。二つのギアが内側に回転することでペンを右方向に伸ばし、外側に回転することで左方向に縮むという構造をしている。しかし、②全体の機構がペンを足すとかなり重くなってしまったため、③を動かすモーターに大きな負荷をかけてしまうことになってしまった。

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③ペンを上げ下げさせる機構†

②と同じく①の機構の上に乗せ、②のギア部分の柱を回しペンが上下できるようにした。ギア部分の柱が上向きに回転されることによって、②の機構全体も水平から上方向に回転しペンが上がる仕組みになっている。しかし、②の機構の反対側に同じように設置したため、柱を回転させるための接続が十分にできずモーターに大きな負荷をかけることになってしまった。

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メインプログラムへの準備†

今回のプログラムでは、NXTロボットの最大の特徴である、タイヤの角度を指定できる関数を利用することにした。角度を指定できるのでcm単位でのロボットの動きの制御が可能となる。良かった点、問題点は後で記述する。

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ペンを上げ下げするプログラム†

③の機構（プログラム上ではモーターC）を角度、スピードを指定して回転させるプログラムを書く。

#define up RotateMotor(OUT_C,-30,30);Off(OUT_C);Wait(100); //筆を上げる(30%の速さで30°)
#define down RotateMotor(OUT_C,15,28);Off(OUT_C);Wait(100); //筆を下ろす(15%の速さで28°)

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ロボットを前後（Y軸方向）に移動させるプログラム†

①の機構（プログラム上ではモーターA）を角度、スピードを指定して回転させるプログラムを書く。タイヤが一周回ると移動できる距離は17.5cmとわかったので、0.5cm刻みで指定できるように予めプログラムに入れる距離の数字に360/35をかけておくようにした。

#define str(X,Y) RotateMotor(OUT_A,X,Y*360/35);Off(OUT_A);Wait(100); //ロボットを上下に動かす X:モーターの速さ Y:回す角度

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ペンを左右（X軸方向）に移動させるプログラム†

②の機構（プログラム上ではモーターB）を角度、スピードを指定して回転させるプログラムを書く。ギアによって機構の運動する角度ががモーターの回転角の20%になっているので、①の距離の数字にかける数をを5倍した360/7をかけるようにした。

#define LR(X,Y) RotateMotor(OUT_B,X,Y*360/7);Off(OUT_B);Wait(100); //ペンを横に動かす X:モーターの速さ Y:回す角度

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モーターの運動を角度で指定できる関数を用いたことの良い点と問題点†

以下のような良かった点、問題点があったが、問題点に関しては時間の関数でも起こることや、解決できそうなことであったので角度の関数を採用した。

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良かった点†

・モーターを動かす距離を時間ではなく長さで決めることができる。

・距離に入れる数を分数にすればより細かく距離を定められる。

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問題点†

・時間の関数のように2つの関数を同時に実行させて斜めにペンを移動させることができない。→この問題は重大なため新しい角度関数（RotateMotorEx：2つのモーターを同期させて回転)を使用し問題解決を図った。

・電池の消耗によって角度が正確でなくなってしまう。

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「広」の字を書くためのプログラム†

上の機構のところで定義した名前を用いて、広丘の「広」の文字を書くプログラムを作る。

以下、用いたプログラム

sub Hir()
{
     str(30,2);     //①後に30％の速さで1cm進む
     up;　　　　　  //②ペンを上げる
     LR(-60,2);　   //③左に60％の速さで1cm進む
     down;　　　　  //④ペンを下げる
     LR(60,7);　　  //⑤右に60％の速さで3.5cm進む
     up;　　　　　  //⑥ペンを上げる
     LR(-60,7);　   //⑦左に60％の速さで3.5cm進む
     down;　　　　  //⑧ペンを下げる
     RotateMotorEx(OUT_AB,30,675/7,-100,true,true);　//⑨左斜め後ろに30％の速さで約5cm進む
     Wait(100);　   //0.1秒待つ
     up;　　　　　  //⑩ペンを上げる
     LR(30,2);　　  //⑪右に30％の速さで1cm進む
     str(-30,2);　  //⑫上に30％の速さで1cm進む
     down;　　　　  //⑬ペンを上げる
     RotateMotorEx(OUT_AB,30,450/7,100,true,false);　//⑭右斜め前に30％の速さで約4cm進む
     Wait(100);　   //0.1秒待つ
     up;　　　　　  //⑮ペンを上げる
     str(30,4);　   //⑯下に30％の速さで2cm進む
     LR(-30,1);　   //⑰左に30％の速さで0.5cm進む
     down;　　　　  //⑱ペンを下げる
     LR(30,4);　　  //⑲右に30％の速さで2cm進む
     str(-30,3/2);  //⑳上に30％の速さで0.75cm進む
     str(30,3);     //21下に30％の速さで1.5cm進む
     up; 　　　　　 //22ペンを上げる　広終了
}

上のプログラムに説明として書かれている数字は、上図の数字と連動している。図をわかりやすくするため、実際の大きさと上図は異なる。水色の矢印が線を書いているときの動作、赤い矢印はペンをあげて移動しているときの動作、黒丸はペンの上げ下げを表している。

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「丘」の字を書くためのプログラム†

同様に広丘の「丘」の文字を書くプログラムを作る。

以下、用いたプログラム

sub Oka()
{
     str(30,2);      //①下に30％の速さで1cm進む
     LR(-30,3);　　　//②左に30％の速さで1.5cm進む
     down;　　　　　 //③ペンを下げる
     LR(30,4);　　　 //④右に30％の速さで2cm進む
     up;　　　　　　 //⑤ペンを上げる
     LR(-30,4);　　　//⑥左に30％の速さで2cm進む
     down;　　　　　 //⑦ペンを下げる
     str(30,8);　　　//⑧下に30％の速さで4cm進む
     up;　　　　　　 //⑨ペンを上げる
     str(-30,5);　　 //⑩上に30％の速さで2.5cm進む
     down;　　　　　 //⑪ペンを下げる
     LR(60,4);　　　 //⑫右に60％の速さで2cm進む
     up;　　　　　　 //⑬ペンを上げる
     LR(-60,2);　　　//⑭右に60％の速さで1cm進む
     down;　　　　　 //⑮ペンを下げる
     str(30,5);　　　//⑯下に30％の速さで2.5cm進む
     up;　　　　　　 //⑰ペンを上げる
     LR(-30,4);      //⑱左に30％の速さで2cm進む
     down;           //⑲ペンを下げる
     LR(30,10);      //⑳右に30％の速さで5cm進む
     up;             //21ペンを上げる　丘終了
}

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メインプログラム†

上で書いた二つのサブのプログラムを用いることでメインのプログラムを短いものにすることができた。また、開始時はペンが下がった状態である。

以下、用いたプログラム

task main()
{
      Hir();　　　　//「広」の字を書くためのプログラム
      Wait(100);    //0.1秒待つ
      Oka();　　　　//「丘」の字を書くためのプログラム 
}

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できた文字†

かろうじて読むことはできるが、かすれてしまったり、ペンを下げたときの反動で、書きたい場所よりも手前から横の線が書かれてしまったりした。

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課題1の反省・感想†

最初は字を書くことぐらいなら難しくないだろうと思っていたが、予想以上に発想力やプログラミング力を必要とすることがわかった。

また、角度の関数を用いてしまったことで斜めに字を書くことが非常に難しくなってしまった。機械の構造上モーターを同期させても、特に左右が一定の角度で同じ距離を動くわけではないので、曲がってしまったり角度が小さくなってしまうところがあった。

ロボットも特に②の機構で、ギアを一本の柱で固定したことによって回転できる角度が制限されてしまい、長く左右方向に書くことができなくなってしまった。XY軸のロボットにしたことでプログラムは比較的簡単になったが、ロボットの構造を考えるのがとても難しかった。

ペンの筆圧についてほとんど対策ができず、少しでも紙に強く当たるとペンが浮いてしまうことがあった。

次回の課題では今回の反省を生かし、よく考えて少しでも簡単に、かつ効率よく動くことのできるロボット、プログラムを作成していきたい。

課題1†

選んだ文字†

ロボットの説明†

全体の構造†

①ロボット全体を前後(Ｙ軸方向)に動かす機構†

②ペンの部分を左右(Ｘ軸方向)に動かす機構†

③ペンを上げ下げさせる機構†

メインプログラムへの準備†

ペンを上げ下げするプログラム†

ロボットを前後（Y軸方向）に移動させるプログラム†

ペンを左右（X軸方向）に移動させるプログラム†

モーターの運動を角度で指定できる関数を用いたことの良い点と問題点†

良かった点†

問題点†

「広」の字を書くためのプログラム†

「丘」の字を書くためのプログラム†

メインプログラム†

できた文字†

課題1の反省・感想†

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