ロボットの本を読んだ
素人にもわかりやすいライトな内容。
センサ・・・・・・・感じる部分
アクチュエーター・・モータやブレーキ、エンジンなどで動く部分
コンピュータ・・・・センサで得られた情報に基づきアクチュエータをどう動かすか考える部分
以上、3つの部分からなるものをロボットと言う
携帯電話もロボットのひとつと言える。
[移動形態]
脚による移動と車輪による移動、飛行、遊泳などいろんな形態が考えられる。
脚による移動は、2脚、4脚、6脚、多脚、いろいろ考えられるが、着地している脚で形作られる支持多角形を重心が外れてしまうと、非常に不安定になる。そのため脚が多い方が安定するが重量も重くなり、移動速度が落ちてしまう。
※4脚動物の移動方法:カメのように1脚だけを持ち上げて移動するのをクロール、イヌやネコが普通に歩くような前脚、後脚を交互に持ち上げて歩くのをトロット、ウマなどが駆ける時のように前脚、後脚を同時に動かすのをペース、チータなどが獲物を追いかける時にの前2脚と後2脚を交互に動かすのをバウンドと言う。
車輪の場合は、受動輪と駆動輪があり、駆動輪もセグウェイや掃除ロボットのように2つの駆動輪が独自に駆動する対向2輪型と、駆動輪は推進だけを担い、受動輪で舵をとるステアリング型がある。
他にもオムニホイールやメカナムホイールなど全方位に移動できる車輪もある。
また金属製やゴム製の帯を環状にして、その内部に起動輪を配置したクローラ(キャタピラ)もある。
移動は、上記機構それぞれに向き不向きがあるので、状況に合ったものを選び、時には組み合わせて使用する。
[作業]
人間で言うと腕にあたるマニピュレータ、手にあたるロボットハンド・エンドエフェクタ。
マニピュレータは2つ以上の関節を有し、物体を動かし操作するためのロボットの腕であり、その関節には回転関節と直動関節がある。
これらの関節の配置により、関節が直列(serial)に連なったシリアルリンクマニピュレータと並列(parallel)に配置されたパラレルリンクマニピュレータに分類される。
シリアルリンクマニピュレータは可動範囲が広いが位置精度が低く、重い物に対応しづらく、パラレルリンクマニピュレータは可動範囲は狭いが位置精度が高く、可搬重量も大きく、動作速度も速くできる。
人間で言うと手にあたるエンドエフェクタやロボットハンド。
工場の塗装用のスプレーガンや溶接トーチもエンドエフェクタに含まれるが、その中でも物体をつかむ・はさむ・押さえるといった人間の手と同様の作業を行うものをロボットハンドと言う。
[部品]
(センサ)
ロボット自身の情報を知るためのセンサを内界センサ、環境の情報を知るためのセンサを外界センサと言う。
ポテンショメータ・・・可変抵抗により、ある軸周りの角度変化を一定の範囲内で測るセンサ
エンコーダ・・・・等間隔にスリットが入った円板が入っており、片側から光を発してスリットを通過する光の点滅を検出することで、ある軸周りに何回転もする物の角度や回転数を測るセンサ
傾斜角センサ・・・コイルと磁石が取り付けられた振り子から成り、センサが傾くと振り子が揺れ、磁石とコイルの距離が変化し、コイルに電流が流れる。この電流で傾きの変化を検出する。
加速度センサ・・・ばねとその先に付けられた重りから成り、加速や減速をするとばねが伸び縮みし、この長さを測る事で加速度を検出する。
ジャイロセンサ・・・加速度センサと同様に物体が回転する際に発生するコリオリ力によって生じる振動を検出する事で角速度を求めている。
ソナー(超音波センサ)・・・超音波を対象に当てて、はね返ってくるまでにかかる時間から対象までの距離を測る。暗闇や水中でも用いる事ができ、透明な物体も検出可能だが、あまり遠くのものは検出できず、温度の影響を受けやすく、音を吸収するものがあると精度が悪くなる。
PSDセンサ(赤外線測距センサ)・・・対象に当てるものを赤外線として距離を測るセンサ。ソナーよりも遠くのものを測る事ができるが光を反射しない透明の物体や光を吸収する黒色の物体は検出しにくい。
レーザーレンジファインダ・・・発光部から照射された赤外線レーザをセンサ内部にある鏡に当ててから外に出し、鏡の角度を変える事により1つの発光部だけでセンサの周囲の広い範囲にある対象からの距離を測る事ができる。さらにセンサ自体を動かすことで平面だけではなく空間内の対象の位置や形を知ることができる。
ひずみゲージ・・・回路がプリントされた配線板を曲げると導線の抵抗が変化し、その変化を測定する事により物体の変化量を測る。
静電容量センサ・・・物体の変化量に応じて変る導体間の静電容量を測定する。
圧電素子センサ・・・力を加えて変形すると電圧が変化する現象を圧電効果と言い、この効果を利用して加えられた力を測定する。
6軸力覚センサ・・・1つのひずみゲージや圧電素子では1方向の変化しか測る事ができないが、これらろ3方向、3軸周りに組み合わせて全方向、軸周りの変位を測定できるようにしたもの。
ビジョンセンサ(カメラ)・・・対象の色や形、位置などを計測する。複数組み合わせる事で距離も測ることができる。
(その他)
アクチュエータ:電磁モータ、空気圧アクチュエータ、圧電アクチュエータ、形状記憶合金
コンピュータ:フィードバック制御、シーケンス制御

にほんブログ村
素人にもわかりやすいライトな内容。
センサ・・・・・・・感じる部分
アクチュエーター・・モータやブレーキ、エンジンなどで動く部分
コンピュータ・・・・センサで得られた情報に基づきアクチュエータをどう動かすか考える部分
以上、3つの部分からなるものをロボットと言う
携帯電話もロボットのひとつと言える。
[移動形態]
脚による移動と車輪による移動、飛行、遊泳などいろんな形態が考えられる。
脚による移動は、2脚、4脚、6脚、多脚、いろいろ考えられるが、着地している脚で形作られる支持多角形を重心が外れてしまうと、非常に不安定になる。そのため脚が多い方が安定するが重量も重くなり、移動速度が落ちてしまう。
※4脚動物の移動方法:カメのように1脚だけを持ち上げて移動するのをクロール、イヌやネコが普通に歩くような前脚、後脚を交互に持ち上げて歩くのをトロット、ウマなどが駆ける時のように前脚、後脚を同時に動かすのをペース、チータなどが獲物を追いかける時にの前2脚と後2脚を交互に動かすのをバウンドと言う。
車輪の場合は、受動輪と駆動輪があり、駆動輪もセグウェイや掃除ロボットのように2つの駆動輪が独自に駆動する対向2輪型と、駆動輪は推進だけを担い、受動輪で舵をとるステアリング型がある。
他にもオムニホイールやメカナムホイールなど全方位に移動できる車輪もある。
また金属製やゴム製の帯を環状にして、その内部に起動輪を配置したクローラ(キャタピラ)もある。
移動は、上記機構それぞれに向き不向きがあるので、状況に合ったものを選び、時には組み合わせて使用する。
[作業]
人間で言うと腕にあたるマニピュレータ、手にあたるロボットハンド・エンドエフェクタ。
マニピュレータは2つ以上の関節を有し、物体を動かし操作するためのロボットの腕であり、その関節には回転関節と直動関節がある。
これらの関節の配置により、関節が直列(serial)に連なったシリアルリンクマニピュレータと並列(parallel)に配置されたパラレルリンクマニピュレータに分類される。
シリアルリンクマニピュレータは可動範囲が広いが位置精度が低く、重い物に対応しづらく、パラレルリンクマニピュレータは可動範囲は狭いが位置精度が高く、可搬重量も大きく、動作速度も速くできる。
人間で言うと手にあたるエンドエフェクタやロボットハンド。
工場の塗装用のスプレーガンや溶接トーチもエンドエフェクタに含まれるが、その中でも物体をつかむ・はさむ・押さえるといった人間の手と同様の作業を行うものをロボットハンドと言う。
[部品]
(センサ)
ロボット自身の情報を知るためのセンサを内界センサ、環境の情報を知るためのセンサを外界センサと言う。
ポテンショメータ・・・可変抵抗により、ある軸周りの角度変化を一定の範囲内で測るセンサ
エンコーダ・・・・等間隔にスリットが入った円板が入っており、片側から光を発してスリットを通過する光の点滅を検出することで、ある軸周りに何回転もする物の角度や回転数を測るセンサ
傾斜角センサ・・・コイルと磁石が取り付けられた振り子から成り、センサが傾くと振り子が揺れ、磁石とコイルの距離が変化し、コイルに電流が流れる。この電流で傾きの変化を検出する。
加速度センサ・・・ばねとその先に付けられた重りから成り、加速や減速をするとばねが伸び縮みし、この長さを測る事で加速度を検出する。
ジャイロセンサ・・・加速度センサと同様に物体が回転する際に発生するコリオリ力によって生じる振動を検出する事で角速度を求めている。
ソナー(超音波センサ)・・・超音波を対象に当てて、はね返ってくるまでにかかる時間から対象までの距離を測る。暗闇や水中でも用いる事ができ、透明な物体も検出可能だが、あまり遠くのものは検出できず、温度の影響を受けやすく、音を吸収するものがあると精度が悪くなる。
PSDセンサ(赤外線測距センサ)・・・対象に当てるものを赤外線として距離を測るセンサ。ソナーよりも遠くのものを測る事ができるが光を反射しない透明の物体や光を吸収する黒色の物体は検出しにくい。
レーザーレンジファインダ・・・発光部から照射された赤外線レーザをセンサ内部にある鏡に当ててから外に出し、鏡の角度を変える事により1つの発光部だけでセンサの周囲の広い範囲にある対象からの距離を測る事ができる。さらにセンサ自体を動かすことで平面だけではなく空間内の対象の位置や形を知ることができる。
ひずみゲージ・・・回路がプリントされた配線板を曲げると導線の抵抗が変化し、その変化を測定する事により物体の変化量を測る。
静電容量センサ・・・物体の変化量に応じて変る導体間の静電容量を測定する。
圧電素子センサ・・・力を加えて変形すると電圧が変化する現象を圧電効果と言い、この効果を利用して加えられた力を測定する。
6軸力覚センサ・・・1つのひずみゲージや圧電素子では1方向の変化しか測る事ができないが、これらろ3方向、3軸周りに組み合わせて全方向、軸周りの変位を測定できるようにしたもの。
ビジョンセンサ(カメラ)・・・対象の色や形、位置などを計測する。複数組み合わせる事で距離も測ることができる。
(その他)
アクチュエータ:電磁モータ、空気圧アクチュエータ、圧電アクチュエータ、形状記憶合金
コンピュータ:フィードバック制御、シーケンス制御
絵でわかるロボットのしくみ |

にほんブログ村