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三代目アナログ追従マシン

後期寝言

2代目マシンで全国行きが決まったのが11月後半だかその位だったと思う。
しかし現状の自分のマシンの走りや周囲のマシンの走りを見てこのままでは
無駄に北海道に行くだけになる、と判断。

アナログ追従には都大会の時点でかなり魅力を感じていたので
南関東の時にアナログ追従マシンを持つ選手に色々聞いて回った。
写真もかなり撮った気がする。

1ヶ月と少しでデジタルセンサオンリーの制御マシンからアナログ追従マシンに
乗り換えるのは正直かなり厳しいと判ってはいた、が。
自分で勝てないとわかっているマシンで全国大会に臨むのは意味が無いので
地区大会後アナログ追従マシンを即作成開始。

マシンの仕様はV3モータードライブ基盤2枚とユニバーサル基盤と
モーターの巻き線で作った1CHサーボドライブ基盤。FETを沢山燃やした。
一応4輪独立制御。

サーボは結構色々なモーターを試した。
パワーがあるとすぐ熱くなってしまうしパワーが無ければ追従できない。
結局ジャンク箱にあった謎のラジコン用モーターが割と良かったのでそれを使用。
あとギヤダウンの破損も何度もやった。
ベアリング等は使用せずモーターシャフトをFRP板に打ち込んで
上下の板二枚で挟んで剛性を出した。

センサ基盤も厚めのユニバーサル基板上に作成。
地区大会で800mmセンサを使用した先読みセンサが良いと思ったが
部品の到着が間に合わないか予算が足りないのどちらかで断念したはず。

しかしどうしても使ってみたかったので何か方法は無いかと考えていたら
光学的に遠くを見なくてもアームを先に延ばせば良い事に気が付く。
追従アームを長くするとただでさえ厳しい性能のサーボがより辛くなるので
先読みセンサは動かす必要が無いから、という理由で固定アームに。
センサアームが二本というのは確かに個性的ではあるかもしれない。

真っ先にぶつける場所なので最初から頑丈に作ったのでほとんど破損は無かった。
根元はある程度柔軟なGFRP、メインの材料は縦にしか繊維が通っていない
飛行機のRC等でよく使われるカーボンの補強材を使用。
先端はポリカーボネイトとすることで衝撃に耐えられるようにした。
先読みアームのおかげで追従アームがぶつからない事が多いので
サーボ機構破損防止にも役立ってくれた。

坂道のセンサも追加。簡易的なマイクロスイッチでの検出。無いよりはだいぶ良かった。
年末の時期にマイコンのポート設定の方法を調べていたのを覚えている。
年末年始は学校のコースが使用できないので持ち帰ったテスト用ラインで
延々と追従ゲインと補正ゲインを調整していた。
そして一月が経ち、北海道に出発。まだしっかり完走できる状態ではない。

北海道で調整用のコースを開放して貰える施設があったので
自由時間になり次第即向かう。
時間いっぱいまで調整し何とかそれなりの状態に。
先読みセンサはストレートエンドでは使用したがクランクでは使っていなかった。
単純にその制御を作る時間が無かった。

そして練習走行。以外にまぁまぁ走ってしまった。
アーム二本がやはり変に目立つようで少し注目されていた気がする。

レース本番。練習走行でぶつけてセンサーを壊す。回路は異常なし。
受光センサが割れていた。出来る限り最速の作業で交換。
出走の10分程前の出来事だったらしい。(覚えていない)

そして予選。最後の直線の立ち上がりでセンサがラインを外す。
復帰処理が働くが反対側に通過してしまう。
心の中で、落ちるな!!!と叫んだ。
復帰処理が4往復ほどしてセンサがラインを掴み完走。ロスはあったので
確実に決勝進出とは言えないタイム。
待合室で他の選手のタイムが追加されるたび一喜一憂していた。

決勝戦。何とか残る事が出来たが結構下の方だった。
よってトーナメントで最初に当たる相手は自分より速い相手。
ここまで来て無難に負けても意味が無いと判断し
直線を速めに設定する。
1回目、クランクで落ちる。ここまでかと思ったが相手もコースアウトし再戦。
2回目、問題だった連続クランクを抜ける。後で動画を見たらガッツポーズが出ていた。
しかし、最後の下り坂後のゴール前クランクで曲がりきれず停止。
相手選手も完走せず。よって予選タイムの速い相手選手の勝ち上がり。
下り坂で速度が伸びすぎていたようだ。直線の速度制御が甘かった。

レース終了。表彰式。やれるだけやった感はあったのでそこまで
悔しさのようなものは感じていなかった。

と、ここでまさかのサプライズ。アイデア賞のとき呼ばれた名前が
自分の名前のような気がした。というかそうだった。
相当慌てた。どうすればいい!?マシンは持っていくのか!?とか
だいぶ混乱していたのを覚えている。

そんなこんなで表彰状を手に帰還することが出来ました。
努力は必ずは報われないかもしれないがこういう事もあるということですね。
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二代目自作マシン

とりあえず都大会で競技の雰囲気や趣旨は理解したので
真面目に自分の車を作りましょう。という事で
速いマシンを参考にしつつ自分の技術レベルと相談しながら作った2代目マシン。

無難に1輪1モータ、前後連結の4輪駆動だったと思う。

写真ではモーターに磁石を貼り付けてありますが後に違反と判りモーター交換。

速度センサも必須だと感じたので実装。

何しろサーボの性能が肝心だと思ったのでKOのそこそこのサーボを使用。

シャーシは黒いがカーボンではなくGFRPの2.4mm厚。
頑丈だがとても重たかった。

サスペンション的な機構もあった。4輪の接地圧を均一にする事が
目的の機構だったので左右の曲がり方の差はあまり出なかった。

とりあえず基本という事で多数派のセンターピボットステアリング。

アームは手持ちの材料の中にあった基盤の端材。

この頃はまだレーンチェンジがなかったのでセンサ基盤の
使用していない部分や部品等を出来るだけ切り落として軽量化した。

ノイズによるものなのか制御周期を上げ過ぎたからなのか
サーボの誤作動に随分悩まされた。

タイヤ作りの勝手がわからずコーナーが速く曲がれなかった。

南関東大会に出場。5位で全国大会出場権を獲得。
5位という順位に自分の認識の甘さを思い知る。

初期寝言

初代キットマシン

ブログ作ったけど閲覧数がいまいちじゃー。ってYukiに相談したら
何やってる人か分かり辛いからじゃないですか?と的確なアドバイス。

というわけでちょっと気が進まない感はあるけど
歴代マシンと戦歴(うろ覚え)をつづっていこうかと思います。

まずは1台目に組んだキットマシン。

ベーシック1

高校でロボ研があるということなのでとりあえず入部。
部員たちの士気の低さにがっかりししばらく放置していたが
大会があるとの事なのでとりあえずキットを組み立ててみたマシン。
初めてライントレースというものを知ったのもこのマシンを通して。
これ以前はトランジスタがなんなのか良くわかっていない、
かつHTMLすら書けないような知識レベル。

作り始めは大会3日前。
なんとなくパラメーターだけの調整の仕方を教わりそれなりの設定を出すも
今思えばドライブ基盤がV2なので逆転が出来ない。
クランクの減速調整がなかなか厳しかったのを覚えている。
他の部員たちのマシンの動きを見ていてローギヤの方が機敏に動けると判断し
大きいギヤ比を選択して組んだ。
センサアームの剛性と重さが何しろ重要だと感じたので手短にある素材で
箱の紙をセレクトした。安いしいろんな形状を試せるのでなかなか悪くなかった。

大会の練習走行日に大きなコースでトップスピード不足を感じ
急遽小さな方のギヤ比に組み替えて再調整。
練習走行の日は昼食の時間も調整に使ったので
なかなかにハードだった。

この頃はレーンチェンジもベーシッククラスもなかった。
1台だけどうにも勝てないマシンが居たのでそこは諦め
堅実な走りに切り替える。
タイムアタック部門は予想通り2位だった。
トーナメント戦も無理をしても追いつける相手ではなかったので
無難な設定で走らせた。
一番速かった車は若干不安定なように見えたので
勝機はまぁまぁあると踏んでいた。
結果トーナメント1位。
その後S氏のデモ走行を見て驚愕し同時に闘志に火が付く。

これはいい!

YOUTUBE動画です。必見だと思います。
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=IQKfQIYzNbY

アームもカメラも無いです。

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LRS01

LRS02

今年に入ってから取り組んでいる新しい試みです。
アームが無いのが目立つかもしれませんが
センサーがラインを追従していない事が重要です。

ラインをセンサーが追わない事によってサーボの性能や
配置の自由度が大幅に変わります。
現状のMCRマシンに求められる高いサーボ性能は
周回する事だけを考えれば必要無いと思っています。
しかしやはりラインをトレースするというのは難しいです。
この方式でライントレースがしっかりと出来れば
面白い車が作れると思うんですが。

動画の状態で1周21秒ほど掛かっています。
サーボ破壊前に17秒を切る位までには調整したのですが
修理したら調子が変わってしまい、
再現することに使う時間が無かったのでやめました。
この速度でも実は結構頑張っています。
従来のマシンより速く周回するには制御のソフトや
センサーの配置をもっと煮詰める必要がありそうです。

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