いい加減,ロボコンのマシンの解説を書いておきます
3年前うちに歩行脚関係の技術がなかったころ,
ネット上の高専ロボコンだとかに関する解説で割と助かったので,
たまにはこちらからも情報公開しておきます
ってなわけで,まずは足回り(歩行機構)から
いわゆる,4節リンクだとかいわれている機構の一つになります
今までのチェビシェフリンクも4節リンク機構の一種ですが,ほしい軌道が下に出てきたり,
設計の自由度が高かったりする点で,高速歩行が実現できます
下に参考の画像(手書きw)を張っておきますが,リンクの比率だのはめちゃくちゃですので悪しからず
もっとも,チェビシェフリンクについては,グーグル先生に聞けば,すぐに教えてくれます
4節リンクについては・・・
うちのやつに関しても,web上でそこまでは書けないです
写真とかを参考にしながらCADだので頑張れば,
そのうちいい感じになりますので,自分で頑張ってくださいw

チェビシェフリンク

4節リンク
点線の部分が,クランクを回した時の軌跡です
チェビシェフリンクだと,軌跡が上に出てしまうので,これにいろいろつけないといけないので,
リンクの部分が重くなり,振動が大きくなってしまいます
ただ,地面と接する部分の軌跡がほぼ完ぺきな直線状になり,
またクランクの角速度に対する軌跡の前後方向の速度変動が小さいため,安定性は高いです.
4節リンクの場合,ほしい軌跡が下に出ているので,これをそのまま下につけるだけのため,
可動部分が非常に軽くコンパクトに仕上がり,
また,足の上下の上げ幅も小さくできるたこと,
地面に接する部分と戻り側の位相がほぼ180度対180度になるため,
前後方向の振動を打ち消すことができるなどでかなり振動が減ります.
ただし,完璧な直線状の軌道にすることが難しく,クランクの角速度に対する軌跡の前後方向の速度変動が発生するなどの,ネガもあります.
このうち,直線状の軌道に関するネガの改善と,
ストロークを伸ばし,その分クランクの角速度を低下させ,
振動をさらに低減させることを目標に設計されたのが,昨年度明石高専のジャンプマシンの歩行機構になります.

下の点線が軌道で,上の点線がスライダーになります.
ちょっとこれだけだと分かりにくいと思うので,写真も貼っておくと,

こんな感じ
スライダー部分は,アルミ板にエンドミルで溝をほってやって,そこにベアリングを転がしています
(写真は,今年のマシンの改造ベースのマシンをばらしているときのものです.
昨年度のマシンは,これに平行リンクをつけて,4足歩行にしていました.)
俺理論wでいくと,普通の4節リンクの1.4倍程度の最高速を実現できるはずなので,
5.5[m/s](時速20[km/h]ぐらい)は出せるはずですが,
(そこまでは無理でしょうけど,高専ロボコンの歩行機構では最速を狙えるはずです)
モーターのギヤ比の関係と,そもそもそんなに急いでいく場所がないなどの理由で,
3[m/s](時速10[km/h]ぐらい)出ていると確認した時点でそれ以上の検証はしていません
結局,3[m/s]でも制御が追い付かなくて,かなり絞って使っていましたしw
このリンクに関してさらに解説しておきます
スライダー式の4節リンクの作り方
1.頑張って,直線っぽい軌道が出る普通の4節リンクをつくります.
足回りを横からとった写真があれば,それを参考に作ればそのうちできます
2.1で作ったリンクをベースにスライダーに改造することで,接地部分の軌道を直線にします.
といっても,わかりにくいですね

4節リンクを書いていって,点線のような軌道ができたとすれば,
その真ん中あたりに直線を引いてやります.
この直線を実際の軌道にすればいいわけです.
3.さっきの直線を実際の軌道にしてやるため,図中点線の部分のリンクを消します.
4.3で消したリンクの代わりになるスライダーを書きます.
クランクを少しずつ回しながら,
三角形の左上(3で消したリンクとつながっていた部分)の点をプロットしていきます.
5.適当なところで点のプロットをやめて,その点をスプライン曲線で結んでやれば完成です.
必要に応じて,両端のスライダーの軌跡は持ち上げておいたほうが,
動作がスムーズになるかもしれません.
その辺は,適宜調整してやってください.
これで,簡単に,上下方向に軌道の振れがない4節リンクが簡単に作成できます
ようは,地面に軌道を描くのでなく,スライダーに軌跡をかいてやっているだけで,
軌跡を描く順番を変えただけです.
と,ここまでやっておいてなんですが,この4節リンクには致命的な弱点があります.
強度?いえ,強度は40cmのジャンプに耐える程度には確保しています.
・・・普通の4節リンクでも,10×5[m]程度のフィールドではもてあますぐらいの速度はでるのに,
それ以上に速度が出る機構を使っても,意味がないのですw
しかも,普通の4節リンクに比べると,確実に制作が面倒なうえ,重量面でも不利です.
ろくな解説をしていませんね,すみませんw
わざわざ使う理由もないため,後輩たちには全力で普通の4節リンクを勧めてあります.
このタイプの4節リンクは,一代限りの機構で終わる運命でしょうが,
4節リンク自体はまだ近畿内でしか使われていないですが,
高専ロボコンの今後の主流になるんじゃないかと個人的には思っています
実際,昨年度最速だった奈良高専も,4節リンク機構です.
まだ春休みは2週間ほど残っていますし,試しに一台作ってみてはいかがでしょうか
そもそも,読者の中に高専ロボコン関係者がいらっしゃるかどうか不明ですがw



