かわロボ設計向け リンクシミュレーターの紹 介 ～脚機構動作の飛躍的改善効果～ 発表者：西村 進一 第 2 回 かわさきロボット競技大会 ネットワーク交流会

発表の流れ 自己紹介 事前アンケート 対象者について 脚機構 – 脚機構について – 脚機構における 名称・定義 – 効率の良い脚機構と は Links – 必要とされる ソフトウエア – 概要 – 使用方法 – 更新履歴 – アルゴリズム – 入手方法 事後アンケート

自己紹介 名前：西村 進一 所属：鮫洲レーシング ＝都立高専ＯＢ 公立法人首都大学東京 都立産業技術高等専門学校 品川キャンパス 創造工学専攻 機械工学コース 1 年 – 来年卒業！進路未決定で医療関係の中小企業で就活中。大学院も検討。 マシン名：レパード（ Leopard) – 戦績：去年 ９大会中 優勝 2 回 準優勝 2 回 3 位 1 回 今年 ９大会中 優勝 2 回 準優勝 2 回 3 位 1 回 本大会では毎年初戦敗退！ （マシンは完成 かわロボ歴： 6 年 他大会参加や資格など – ロボカップ、機械設計技術者、基本情報技術者

事前アンケート 脚機構の設計（足裏曲線）に関して分類 – 上級者：自ら方法を確立 （ Excel, Matlab, Mathematica, 作図 etc ） – 中級者：上記公開方法や伝統により算出 – 初心者：フィーリング（中級者だが自信がな い 以上でどれに当てはまるか挙手でアン ケート – 臨機応変に「脚軌道における効率化のメリッ トなど前提的・基本的な話などを挿入・省略

対象者について 対象者：初心者～中級者 新しい脚機構設計ソフトウエアの提案 – およびその使用方法の説明 – だれでも簡単に上下動０の設計が出来る – 実際は製作誤差に関わる部分も大きい 脚機構の基礎的な説明（確認） 効率の良い脚機構の定義について どのようなソフトウエアが必要か

脚機構について ４節リンク機構およびその変形のスライ ダ機構が、かわロボでは一般的 – ヘッケンリンクは４節の特殊な比の場合（及 びそれに近い場合） – 新しい機構もこれらを基本とすることが多い ここではまず、その２つを対象にする ３ D モデルを用いて説明する

脚機構における名称・定義 クランク（回転節）、コンロッド（連接 節）、レバー（揺動節）と便宜上呼ぶ – 名称の信頼性は保留 – スライダ機構ではレバーが無くコンロッドに 長穴があり棒を通すことにより案内する – 要素を線として考えた場合の線の長さを、そ れぞれの名称の長さと呼ぶ ３ D モデルを用いて説明する

効率の良い脚機構とは 移動時の上下動が少なく、エネルギーが 前進のみに使われる – 振動が低減されれば副次的な利点も多い 接地する脚の辺（脚裏）が上下動に関係 し、その曲線が効率に関係する – 手間を掛けずに求めたい – リンク機構のパラメータを決めれば求まる – ソフトウエアにより自動的に計算

必要とされるソフトウエア 個人によって曲線以外にも重視する点が ある – 接地点が移動しない （タイヤに近い） – 反転しない （特異点から別向きのリンク機構にな る） etc… – そういった独自の理論の提唱と検証が、大会 を活性化させる – それらの要望全てを検証できるシミュレータ がかわロボ用として必要とされている （のではな いだろうか？）

設計支援ソフトウエア「 Links 」 接地曲線の最適化が可能 – 脚機構をリアルタイムで描画、編集する事が可能 – 脚機構の任意の点の軌道が表示できる – 作成した脚機構 ( 軌道含む ) をクリップボードを介して AutoCAD へ出力できる – DXF 形式のファイルを時々正確に読込め、脚機構の要 素として描画できる – DXF 形式で読み込んだ脚機構の上下動の簡単な計算が 出来る – 脚機構の軌道計算や動作時の干渉チェックにも使え る – 拡張性を考慮してプログラムしてあるので、少し手 を加えるだけで他のリンク機構対応可能 – 腕機構にも応用可能

Links の説明（使用方法） ReadMe.html がソフトウエアに付属 – 基本的にはこれを一読下さい 主な注意点 – 表はマウスホイール上下 で数値変化 – R13/LT95 DXF 形式のポリラインのみ読込み可 能 – 閉じたポリラインは苦手 – AutoCAD への出力は「コマンド：」にペース ト 実演します！

Links の更新履歴 プログラム習得当初から継続して開発 初期は – アルゴリズムの確認 実行速度がネックになると、 C&ESPLIB→C++&DxLib （ →C#&MSVC ） と移植 – 言語が毎回変化するのは、プログラムの勉強 目的を兼ねるため – 最近は１年程放置 → 公開したので積極的に更 新？

Links のアルゴリズム 恐らく前述した上級者の方々と同じ – 特に CraneHill さんの説明を参考にした ( Mathematica ) – Fuver さんの作図での算出方法が結果的に一番 近い 仮想地面を考え、任意の脚機構のコンロッドに書かれた 中心から放射状に延びる縦線が 1 回転の内最も短くなる 点を結ぶ 紹介 – ラグオニウスさん → MatLab× 行列 – UE 村さん →Excel – BLACK さん → 作図

入手方法 今月中には Vector に登録予定 ブログ（ sin1’s studio ）で配布予定 今の所、フリーウエアとして公開 – もちろん寄付歓迎！ – 開発に費やした時間も多く、モチベーション 維持や材料費の足しにシェアウエア化も検討 中・・・  開  力頂  々、  り   。

事後アンケート アンケートにご協力下さい ご静聴ありがとうございました