知能ロボコンに向けたロボット開発(3)

やさしいロボコン観戦後から

(1)で書いたうち、やさしいロボコン（以下やさロボ2024と表記）の観戦後から3月までを書いていきたい。

ちなみにこれを書いているのは6/16、何故か初出場で2次予選まで行ってしまった。

年末年始から本体設計改修

回収機構

どうやってボールを回収すればいいのかを考えていた。やさロボ2024参加者のagi_gearさんはファンでボールを吸い込む形にしていた(吸引式、って表記するのかな？)が、吸引式の場合どんなモータをつければいいのか全く見当がつかない。

手っ取り早くシンプルな構成にするのが一番と思い、アーム＆フィンガーにする。
予備パーツ箱を漁ると、PWMサーボMG92B/SG-5010/SG-90が出てきた。テニスボールを持ち上げるしMG92Bにした。完全にフィーリングで選定。
単純にアームを水平・垂直にすることと、フィンガーでボール把持にする設計とした。この設計だと2個必要なので秋月で追加購入1680円。

経路探索

次に、どうやってボールの場所まで行くかを考える。やさロボでは一般的と思われるライントレースは自分はやったことがない。また、ライントレースは周囲環境(周囲光)に影響を受けやすいという話を聞いていたので除外。

また、ROS 2を使うことは最初から決めていた。ROS 2を使うからにはSLAMとNav2を使う。したがってLIDARを載せる。LIDAR(LD06)でナビゲーションするためには壁を検出する必要があるので、LD06は段差でぶつからない程度にできるだけ下にする設計にした。

電気観点

ラズパイPicoが載った基板は作成済みだがどうするか？答えはそのまま使う、にした。もともとラズパイ4Bも載せ、ラズパイPicoにmicro-ROSを載せて連携させることは想定していたため。

追加したMG92Bの電源は？の答えは少し悩んだけど、小さい基板をもう一つ作ってそれにPWM信号とサーボ電源6.6VのDC-DCを搭載、バッテリーはその基板に繋げられるようにして、ラズパイPico基板に分配する方針にした。

構造変遷

アームの構造検討

アームの構造をCADに起こす。ここでバッテリーがラズパイ4のUSBインタフェースと干渉するポカを見つける。

1.5ヶ月ほとんど何もせず

仕事が忙しく、休日にやる気が全く出なくなり2月末までなにも進まなかった。土日は家から一歩も出ず、録画し溜めた映画を消費するのみ。ただただ無駄な時間を過ごした。

少しずつ戻り始めた3月

バッテリーの位置入れ替え、カラーセンサの単体検証から実機組み込み設計などはこのあたりでやっていたようだ。また、テニスボールの重量によってアームを上げると車体が浮き上がる問題が起こり、シャーシを伸ばす改修も行った。

最後に

ひとまずハード面のみの3月までについて記載をした。同時並行でソフト(マイコン・ROS 2)もやっていたがそれは次回以降に書く予定。