実験への意識を改革して実践的技術力を養う荷物搬送ロボットの設計・試作

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【研究の目的】本研究では、体験教室などで一般的によく使われるライントレースキット(以下キット)の基礎技術(マイコンやセンサ)を用いて、大電力の電気機器(モータ、バッテリ、パワエレ回路)を利用した荷物搬送ロボットを製作する。実用性を持ったロボットに実際に触れることによって、学生の実験への緩慢な取り組みの原因として考えられる、A)テーマへの興味の有無、B)内容の面白さ、C)未来の応用技術につながる意識、などを改善することを目指した。【研究方法と成果】1. 駆動系の設計と製作DCブラシモータではなく、省エネで寿命の長いラジコン用ブラシレスモータを採用した。ブラシレスモータドライバもラジコン用の小型で手に入りやすいものを選定した。車輪にはパンクのないエアレスタイヤを使用し、ハプやモータを乗せる部品等を機械加工機で製作した。車体はアルミ製角パイプを主に使用した。モータと車輪の間はプーリとベルトを使用して連結した。バッテリは車載用12Vを使用した。2. 制御系の設計と製作マイコンにはVS-WRC103LV(Vstone製)を使用し、回転数はロータリーエンコーダ(360パルス/回転)で計測し速度制御を行った。ラジコン用無線機でマニュアル操作を行うため、モータドライバの特殊な制御仕様(ラジコン特有)にあわせる必要があったため、制御周期が10Hzとかなり大きくなった。トレース用ラインの検知には赤外線8連センサを使用したが、安定動作のための地面との距離が短く、太陽光などの影響も受けやすいため、安定なライントレースを行うためには若干の調整が必要となった。3. 自動走行と学生実験への導入基本的なライントレース走行については実現することができたが、安定した自動走行には機器の信頼性も含め、まだまだ技術的課題がある。学生実験には、安定性の課題を解決した上で導入していきたい。