回答
【Q1】このロボットはどこで使いますか?
・屋内、段差なしを考えています。
【Q2】ロボットの主な目的・用途は?
・ros2の勉強用
・LiDARでオドメトリできるかの実験
・AIを使ったモノ創りの試し
【Q3】サイズや重量に制限はありますか?
・1.5kg以下、できるだけサイズダウン
【Q4】移動方式はどうしますか?
・2輪+キャスター
・アーム無し
【Q5】使用する主要部品が決まっていれば教えて下さい。
頭部
・Pi Camera Module 3(ros2対応):4g
首部
・MG90S×2(ros2対応):13.4g×2
胴体
・LiDAR RPLIDAR A1(ros2対応):170g
・Raspberry Pi 5本体とケース:100g
・ラズパイ用ヒートシンク ←入れました
・Pololu D24V50F5 :4.5g
・TB6612FNG モータードライバ:20g
・タミヤ タブルギアボックス:120g
・タミヤ スポーツタイヤ×2:62g
・タミヤ ボールキャスター:10g
・LF2200-6.6V レーシングパック:220g
ここから仕様
🤖 ホビーロボット設計仕様書(ChatGPT自動生成 第1版)
🧾【1. ロボットの基本仕様】
使用環境
・屋内(フラットな床、段差なし)
主な目的
・ROS 2の学習用途
・LiDARを用いたオドメトリ実験
・AIによるモノづくりの試行
サイズ制限
・小型化重視、総重量1.5kg以下
移動方式
・2輪駆動+ボールキャスタ(アーム無し)
⚙️【2. 使用部品構成と重量】
部位 部品名(備考) 重量(g)
頭 Pi Camera Module 3 4
(ROS 2対応カメラ)
首部 MG90S × 2 26.8
(ROS 2制御用サーボ)
胴体 RPLIDAR A1 170.0
(ROS 2対応LiDAR)
Raspberry Pi 5(+ケース)100
(メイン制御ボード)
ヒートシンク
(パッシブ冷却 ※別途設計)
Pololu D24V50F5 4.5
(DC-DCコンバータ)
TB6612FNG 20
(モータードライバ)
駆動系
タミヤ ダブルギアボックス 120
(ギア比選定必要)
タミヤ スポーツタイヤ×2 62
(走行用タイヤ)
タミヤ ボールキャスタ 10
(安定走行補助)
電源
LF2200-6.6V 220
(LiFeバッテリ)
合計(参考) (未計上パーツ除く)
約737g
→ 予備重量:700g程度。筐体・配線・固定具込みで1.5kg以下に収まりそう。
🔌【3. 電源構成】
主電源 LiFe バッテリ(6.6V 2200mAh)
電源分配
Pololu D24V50F5 により5V安定化出力
ラズパイ用冷却 ヒートシンク
(パッシブ式、必要に応じてファン検討)
消費電流見積
最大瞬間 2A(推定、要確認)
📡【4. センサー・制御系】
LiDAR RPLIDAR A1(ROS 2対応)
カメラ Pi Camera Module 3
(顔/物体認識にも対応可能)
サーボ制御 MG90S×2
(首ふり、顔トラッキングなど応用可能)
モータードライバ
TB6612FNG(DCモータ×2駆動)
メイン制御
Raspberry Pi 5(ROS 2 Jazzy対応)
🧊【5. 発熱対策】
Raspberry Pi 5 パッシブヒートシンク+
通気スリット、場合によってはファン追加
モータードライバ 自然放熱(周囲空間に注意)
LiFeバッテリ 通常使用では発熱少、
充電・換装時の温度管理を注意
🔧【6. 機構・構造】
駆動構造 タミヤギアボックス
+スポーツタイヤ
安定性 ボールキャスタ併用で3点支持
重心位置 LiFeバッテリ+モーターを
低め配置で安定化
シャーシ素材
未定(軽量・3Dプリント推奨)
ケーブル配線
上下分離またはフレーム内配線を想定
📈【7. 今後検討すべき点(AIが気づいた設計上の焦点)】
[ ] ヒートシンクの冷却効果を試作段階で検証すべし(Pi5は意外と発熱大)
[ ] サーボの動作域が首部に収まるか要確認(角度制限)
[ ] バッテリーの着脱/充電方法の明文化
[ ] FreeCAD上での重量・重心シミュレーション
[ ] ケーブル配線の取り回し設計(LiDAR・カメラ・サーボ)