[[2017a/Member]]

目次
#contents
*課題�� [#h3cee1ce]
今回の課題は書道ロボットの作成である。主な条件は"七角以上の漢字選ぶこと,A4サイズの用紙の15センチ四方に収まるように描くこと"である。

私は、松本は空が非常に綺麗であり空港もあることから「空」という漢字を選んだ。

ロボットに書かせるので可能な限り素早く、正確に書けるようにすることを目標に制作した。

*ロボット本体について [#fc8694b6]

**機体全般について [#ye1d355d]
私達のロボットは小回りをきかせるために機体を縦にし、タイヤを2つにすることにより回転などの動作をスピーディーにしようと考えた。

タイヤを2つにしたことによりそのままではバランスをとることができないので、支点を作り重心を後ろにすることで機体のバランスが取れるようにしてある。機体の後ろにキャスターをつけることも試してはみたが車体の動作が速いうえに、前方のタイヤとの距離が近いためキャスターが車体の動きについていかなかったのでうまく動作しなかった。支点のままでは大きい段差があると引っかかってしまうことがあり、できるだけ段差が少なく摩擦の小さい面で書かなければならないという問題も生じたが、支点にすることでペンと紙の高さを確保できるという利点（詳しくは[[こちらを参照>#j42f6113]]）があったのでこれを採用した。



&ref(2017a/Member/Kobakazu/Mission1/IMG_01.jpg,前方からの写真);
&ref(2017a/Member/Kobakazu/Mission1/IMG_02.jpg,後方からの写真);

前方（上左）と後方（上右）の写真

ロボットは以下の3つのパーツに分けて制作してある。これにより持ち運び、改良がしやすくなり電池交換も容易だった。

&ref(2017a/Member/Kobakazu/Mission1/IMG_07.jpg,本体);
&ref(2017a/Member/Kobakazu/Mission1/IMG_06.jpg,支点);
&ref(2017a/Member/Kobakazu/Mission1/IMG_04.jpg,アーム);



**車体 [#o38ebd29]
車体はタイヤを2つつけ、それぞれにモータを備えている。タイヤを2つにし、機体を縦にすることで右折や左折、回転がスピーディーにできるようになっている。また、それにより本体の軽量化にも成功した。

最初は機動力を高めるためにモーターとタイヤをそのまま組み合わせて作ってみたがそのままでは速度が速すぎてプログラムで制御するのが難しく、また、動いた時の反動で機体のバランスが取れずに倒れてしまった。それを改善するためにギア比を下げてることにより速度を落とすことにした。


&ref(2017a/Member/Kobakazu/Mission1/IMG_03.jpg,640×342,車体の画像);


**ペンのアーム [#j42f6113]
ペンのアームの部分にモーターを組み合わせてペンが上げ下げできるようにした。そのままでは必要以上に速く動きすぎるのでギア比を下げて上げ下げを少し遅くしてある。また、それにより反動を少なくすることにもつながった。ペンを地面につけたときはペンの重力により常に紙と接触するようになったのでペンを紙に押さえつける仕組みを作る必要はなかった。しかし、当然のことだがペンを上げた時も重力で下がってしまい意図しないうちに紙と接触してしまうことがあった。それは機体の重心を後ろにしたことによって機体が地面と斜めになり必然的に紙とペンとの高さが大きくなったのでペンを上げる高さをある程度確保できたことにより改善された。このこともあり本体につけた支点の構造は欠かせないものとなっている。

&ref(2017a/Member/Kobakazu/Mission1/IMG_04.jpg,ペンのアーム);

*書き順について [#e1afcf82]
書き順は正しいものではなくできるだけ効率よく、書くことができるようにしてある。前進しながら書くものと、後退しながら書くものでは線に違いが出てしまうことが分かった。前進しながら書くほうがはっきりした線が書くことができることが分かったので、すべての線を前進しながら書くようにした。


*プログラムについて [#l6eb89b0]

 #define PEN 15    //ペンを上げ下げする時間を定義
 #define pen_down OnRev(OUT_B);Wait(PEN);Off(OUT_B);    //ペンを下げる
 #define pen_up OnFwd(OUT_B);Wait(PEN);Off(OUT_B);    //ペンを上げる
ペンの動作に関する定義。　ペンの上げ下げの時間を15/100秒に固定した。様々な時間を試した結果、この時間によりペンは確実に紙につけることができ、また、持ち上げることができる。
ペンの動作はマクロを使用した。
 
 #define go_forward(t) OnFwd(OUT_AC);Wait(t);Off(OUT_AC);     //前進_時間変更可能
 #define go_back(s) OnRev(OUT_AC);Wait(s);Off(OUT_AC);     //後退_時間変更可能

前進と後退のマクロ。時間の変更を可能にし、各辺の長さと全体のバランスを考えながらそれぞれの動きの時間を決められるようにした。しかし、一つ一つの動作に時間を決める必要があったので修正するとき変更する部分が多くなり大変だった。
 
 #define turn_right OnFwd(OUT_C);OnRev(OUT_A);Wait(95);Off(OUT_AC);          //その場で右折
 #define turn_left OnFwd(OUT_A);OnRev(OUT_C);Wait(92);Off(OUT_AC);          //その場で左折

90度の右折と左折のマクロ。それぞれのタイヤを逆向きに動かすことにより小回りがきくようになっている。

 #define turn_left1(l) OnFwd(OUT_A);OnRev(OUT_C);Wait(l);Off(OUT_AC);        //左折_時間変更可能
 #define turn_right1(u)OnFwd(OUT_C);OnRev(OUT_A);Wait(u);Off(OUT_AC);        //右折_時間変更可能

右折と左折の角度が変えられるようにした。左右のタイヤのモーターの強さの違いにより曲がってしまった時などの微調整に用いた。また、これを作ったことにより直角に曲がる動作を繰り返すことによって起こる誤差を修正するのが可能になった。
 

 
 task main()
 {
     int count;
     pen_up;//書き始め準備
     Wait(10);
     pen_down;
 
     go_forward(20);//一画目
     pen_up;
   
     go_forward(190);//二画目に移動
     turn_right1(5)
     turn_right;
     go_back(41);
     turn_right;
   
     pen_down;  //二画目
     go_forward(25);
     pen_up;
 
     go_forward(37);//三角目に移動
     turn_right;
     go_back(130);
 
 
     pen_down;//三角目
     go_forward(80);
     pen_up;
 
     go_forward(40);//四画目に移動
     turn_right;
     go_back(123);
 
     pen_down;//四画目
     go_forward(25);
     pen_up;
 
 
     go_forward(45);//五角目に移動
     turn_right;
     go_back(120);
 
     pen_down;//五角目
     go_forward(20);
     pen_up;
 
     go_forward(44);//六角目に移動
     turn_right;
     go_back(125);
 
     pen_down; //六角目
     go_forward(20);
     pen_up;
 
     go_forward(172); //七角目に移動
     turn_left; 
     go_forward(115);
     turn_left;
 
     pen_down;  //七角目
 
     OnFwd(OUT_C);
     for(count=0;count<12;count++){
         OnFwd(OUT_A);
         Wait(1);
         Off(OUT_A);
         Wait(1);
     }
     Off(OUT_AC);
     pen_up;

七画目は左のタイヤはそのまま前進させ、右のタイヤは1/100秒ごとにオンとオフを切り替えるようにプログラムを組んだ。これにより普通の右折よりも角度を緩やかに描くことができた。
 
     go_forward(130);//八画目に移動
     turn_left1(89);//角度を直角に合わせる
     go_back(40);
 
     pen_down; //八画目
     go_forward(65);
     pen_up;    
 
     go_forward(10);//九角目に移動
     turn_left1(90);
     Wait(20);
     go_forward(124);
     turn_left1(90);
     Wait(20);
     turn_left1(95);//少し角度を大きくした左折_変更
     Wait(10);
 
     pen_down; //九角目
     go_forward(25);
     pen_up;
 
     go_forward(122); //十角目に移動
     turn_right;
     go_forward(75);
     turn_right1(100);
     Wait(20);
     turn_right1(95);
 
     pen_down; //十角目
     go_forward(65);
     pen_up;//完成！！！！！！！
     
 }

すべての線を前進しながら書くことにしたので曲がる動作が非常に多くなってしまい、それに伴い回転による誤差が多くなってしまったので調整が非常に難しかった。
書き終わった位置にペン先を合わせるように角度を90度変えた状態で戻ってくるサブルーチンを作ればもっとシンプルなプログラムにできたのではないかと今更ながら思う。

*まとめ [#tcc5e62d]
**完成した文字 [#tb49c1e7]

&ref(2017a/Member/Kobakazu/Mission1/IMG_08.jpg,完成した文字);
**感想 [#t1ac880f]
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