2017年6月28日水曜日

力覚提示デバイスの製作3

前回と大分日が開いてしまうのですが、ほそぼそと製作を続けています。

Arduinoのシールドとして利用できるよう、プリント基板の作成や配線などを行ってきました。


こちらが、製作した回路とそのボックスになります。作成したアームは、6自由度で位置姿勢をとることができますが、モータは3つだけなので、力覚として提示できるのは並進の力のみです。また、こちらが、最終的に完成したアームになります。ここから、大きな変更はしないと思います。

このアームに取り付けられたポテンショメータの値を読み取ることで、位置姿勢をとることができます。最終的には、Unityなどを使って何か面白いことができたらと考えています。また、力覚のテストとして、半径100mmの円柱を仮想的に再現してみました。一応動画がこちらです。


非常にわかりにくいのですが、やっている本人としては、目をつぶっていても、何か物体があるように感じることができます。動画だけだと非常にわかりにくいので、軌跡を表示させてみました。ことらがその時の動作軌跡になります。

オレンジ色の線が、実際の先端座標、青色の線が提示した円柱になります。ある程度円柱に沿って先端座標が動いていることが確認できます。ここである程度中に入ってしまっているのは、提示している力の大きさが小さいためです。今回は中に入れば入るほど大きな力がかかるように制御しています。その割合を大きくすれば、円筒にさらに添わせることが可能になるのですが、振動やいろいろな問題があり、制御系に少し工夫が必要なようです。

ある程度アームや回路もできてきたのでそろそろ具体的なアプリケーションを作っていきたいと思います。

2017年5月28日日曜日

力覚提示デバイスの製作2

こんばんは

 製作中の写真など、すべて飛ばして動いているところの動画になってしまうのですが、簡単なテストをしてみました。今回作ったアームは3軸のもので、xyzそれぞれに動かすことができます。


 また、ヤコビアンを計算してあげることで、提示する力から、各モータにかけるトルクを計算することができます。本当は、電流センサを使って、モータが出しているトルクを計算する必要があるのですが、今回はテストのため、電圧制御をしています。今回は、先端にばねの特性を持たせ、目標値と離れるほど、大きな力をかけるようにしています。今回、テスト用に作ったプログラムでは、ダンパを入れていないので、ばねの定数を大きくすると、振動してしまいます。

 とりあえず、動くようにはなったので、あとは、プログラムを書いて、何か面白いことができないかと考えています。また、力覚の提示はないにしても、やはり先端の角度もとれるペン的なものをつけたいと思っています。あまり、プログラムを触ったことがないので、時間がかかるような気もしますが、気長にやってみたいと思います。

力覚提示デバイスの製作

こんばんは

 最近、VRなどでよく見る、力覚提示というものに興味を持ちまして、そのデバイスを作ってみようと思っています。とりあえずアームはできたので、あとはプログラムを書く状況です。写真や動画も撮ったので、また次の機会に投稿したいと思います。

 私は、今まで基板を作るときによくユニバーサル基板を使っていたのですが、今回は久しぶりにプリント基板を作ってみました。また、今まではpcbeをよく使っていたのですが、今回はKicadを使ってつくってみました。やはり、プリント基板よりも作るのは幾分か面倒ではありますが、ミスは非常に少なく、きれいにできるので気に入っています。今度、基板の発注をしてみたいと思います。

 また、力覚の提示について、AR的なものと組み合わせて使ってみたいと思っています。現在、Arduinoで制御を行っているのですが、Arduino単体で、平面や簡単な物体を提示することはできました。一応動画も撮ったのですが、やはり触ってみないと伝わらないような気がします。あまり、ARのプログラムを作ったことがないので、時間がかかると思いますが、完成させたいと思います。

2017年3月9日木曜日

蓄光シートに絵をかいてみた

こんばんは

最近は、あまり工作をしていないのですが、数週間くらい前に作ったものの投稿をしていなかったので、ここで書きたいと思います。

蓄光シートに、ライトで絵を描くと何分か、光ったまま絵が残るので、それを利用して図形を描いてみました。今回はバーLEDをロボットが引っ張ることで図を描いています。可視光の中では、青色がおそらく一番エネルギーが高いはずなので、青色LEDのバーを使っています。

こちらがその動画になります。

バーLEDを60個縦につないだものを、タミヤのキャタピラ車で引っ張って図形を描写しています。制御はArduino Unoで行っています。Arduinoは60本もピンがないので10×6にしてダイナミック点灯させることで、同時に点灯しているように見せています。また、これにより、使用するピンを16本に抑えています。また、トランジスタアレイを使うことでLEDに流す電流も増幅させています。

これは、ロボコン30thのロボット用に作ったものなので、文字を書いていますが、もっと複雑な図形を描写することもできます。

現在は、LEDが暗いのそこまでエネルギーが高くないため、あまり明るいところでは、軌跡を識別することができません。今回は残念ながら、バーLEDは可視光のものしか見つけられなかったので、青色を使っています。おそらく、紫外線のLEDを用いれば、もう少し明るいところでも鮮明に図形を識別することができると思います。

今回は、ユニバーサル基板を作るときに初めて、ポリウレタン銅線を使ってみました。ポリウレタン銅線の便利さを知ったので、今後は積極的に使うことになると思います。ワイヤリングペンも自作したものを使ったので、ワイヤリングペンについても、また投稿するかもしれません。

2017年2月18日土曜日

三脚のアタッチメント

こんばんは

今日は、動画を真上から撮影したいと思い、三脚のアタッチメントを作ってみました。普通に三脚で動画を上から撮ろうとするとどうしても足が映ってしまうのでどうしようかと思っていました。

初めは、カーテンレールにひもを結びつけて撮ろうと思ったのですが、ひもの長さの調整が大変そうだったので、アタッチメントを作ることにしました。



こちらが作成したアタッチメントになります。材料としては、横に伸ばす部分には12mmの木の丸棒を使い、それ以外の部分は3dプリンタで作成しています。
使い方としては、通常カメラを載せて使う部分に取り付けて使用します。ネジを緩めることで、長さを変えることができます。ただ、余り出してしまうと、前に倒れてしまうので、反対側におもりをつけるなどして対応しなければなりません。また、使ってみると思いのほか、木のたわみが大きかったので、もう少し太い木を使った方がよかったような気がします。

何かものを作ったときにあまりしっかりと動画を作ったことがないので、これから何かを作ったときには、もう少し動画にも力を入れてい行きたいと思っています。



2017年1月14日土曜日

モノサシを使った自動演奏

こんにちは

最近、投稿が滞ってしまいましたが、久しぶりに書きたいと思います。最近に限ったことではありませんが、レーザー加工機を導入したこともあり、アクリルを切って何か作ることが増えている気がします。

突然ですが、最近作ったものとして、このモノサシ自動演奏装置「モノトン」があります。

モノサシの長さを変えてはじくことで、演奏を行うことができる人がいますが、自分でやるのは難しいということで、ロボットを作ってみようと思い立ったのがきっかけです。
また、指ではじく部分は、高速で動く必要があるということで、ソレノイドを採用しています。

こちらが、その紹介動画になります。

キーボードのユニットを外付けすることで、普通のピアノと同じように演奏することも出来るようにしています。
基本的に制御には、Arduinoを使っています。
普段は、割と適当に制御系と駆動系を同じ電源で回路を作ってしまうことが多いのですが、今回は、フォトカプラを使って、ソレノイド駆動と、サーボ駆動用の電源とArduinoの電源を分けて作ってみました。

簡単な回路の説明をしますと、サーボには6Vを入力し、その6Vを昇圧して12Vにすることでソレノイドの駆動に用いています。ちなみに、その昇圧回路は、通販で200円くらいで買ったものですが、きちんと動いています。
非常に便利なので、今後も使っていきたいと思います。
Arduinoは別の系統から、電気の供給を行い、出力はフォトカプラで絶縁しています。
また、モノサシが出す音が小さいので、モノサシの下に、コンデンサマイクのユニットを取り付けて、音量を上げています。


機構の説明としては、非常に単純な作りなのですが、サーボで長さを変え、ソレノイドで叩く作りになっています。何か曲を演奏するうえで、音階を変える速さが非常に重要なので、できる限り速く動くサーボを採用しています。
詳しい仕様は覚えていませんが、確か60°で15msだったと思います。



 また、モノサシの音を大きくするためにマイクのユニットがこちらになります。演奏するユニットのうえに乗せることで使うことができます。


動作とは全く関係はないのですがこのマイクユニットのスペーサが結構気に入っています。次に何か作るときもアクリルでスペーサを作って重ねて使ってみたいと思います。組み立てるのは大変なのですが。

また、現状抱えている問題として、音程が正確に合わないというものがあります。これは、この装置のバックラッシュが大きいため、同じ音でも、高い方から音程を変えるのと低い方から音程を変えるので、微妙に音程が異なってしまうという問題です。これを改善するためには、前回の音程からの変化によって、サーボに指令角度を変更していけばいいと思われるのですが、まだ行っていません。
これから、直していこうと思います。

それでは

2016年11月3日木曜日

リトルカブのシート張り替え

こんばんは

本日、ほぼ毎日使っているリトルカブのシートを張り替えてみました。少しずつシートが破れていき、破れるたびにガムテープで張り付けて使っていました。

そうすると、乗っているうちにテープがずれてきて、糊がズボンに張り付いてしまうということがたびたびありました。そこで、重い腰を上げ、シートを張り替えてみることにしました。

写真を撮っていないので、取った後のシート皮になりますが、こちらです。

さすがに、これでは見た目にも問題があるので、張り替えました。

張り替えた後がこちらです。

純正のシート皮を使ったわけではないので色が違いますが、安かったので社外品にしました。

シートを張り替えるのは初めてで、何が必要なのかもあまりわかっていなかったのですが、とりあえず、タッカーとスポンジを包むゴミ袋のようなものがあれば大丈夫だと思います。

今回の張り替えにあたり、ダイソーのタッカーで6mmの長さの針を使用したのですが、シートを張るプラスチックが意外にも硬く、あまりあまり深くまで打ち込むことができませんでした。
それよりも強いタッカーでためしてもみたのですが、今度は針の太さが太いために、奥まで入り切りませんでした。
かなり強力なタッカーを使わないと、針を最後まで入れきることは難しいかもしれません。しかしながら、そこまで深く打ち込まなくても、シートは一応とまるので、使ってみて様子を見たいと思います。