桐蔭横浜大学 工学部 ロボット工学部 T21R001 秋山朋之 ロボットアームの制御 桐蔭横浜大学 工学部 ロボット工学部 T21R001 秋山朋之
目的 ロボットアームを製作、制御する事によって先端を思い通りの軌跡で動かすための計算式や制御方法を学ぶ。
使用機器 ＧＷＳＭＩＣＲＯ／２ＢＢＭＧ／Ｆ（フタバ） 使用サーボ CPU H8/3052Fマイコン RS-232Cケーブル トルク ：５．４ｋｇ（４．８Ｖ） 重さ ：２８ｇ スピード：０．１７秒／６０度（４．８Ｖ） サイズ ：２８ｘ１４ｘ２９．８ｍｍ CPU H8/3052Fマイコン RS-232Cケーブル Fig.1:自作したマザーボード
ロボットアーム 作成したロボットアームと座標表記を以下に示す。 r θ3 x y -y l2 l1 θ1 θ2 z r -z Fig.2:アーム上面(xy軸) Fig.3:アーム横面(rz軸)
計算式 y θ3= tan-1 r = √x2+y2 x r2+z2-l12-l22 θ2 = cos-1 2l1l2 使用した計算式の公式を以下に示す。 θ3= tan-1 y x r = √x2+y2 θ2 = cos-1 r2+z2-l12-l22 2l1l2 θ1 = tan-1 z(l1+l2cosθ2)-rl2sinθ2 r(l1+l2cosθ2)+zl2sinθ2 Fig.5:rz座標 l2 l1 θ1 θ2 z r Fig.4:xy座標 r θ3 x y -y
実験内容 ロボットの正面の壁に紙を固定し、ロボットの先端に付けられた鉛筆によって線を水平に描かせる。 動作としてはXZ軸の先端座標は固定したまま、Y軸を-50mmから50mmまで移動させる。 また、紙には予め予想される線を薄く描いておき、結果との差を検証する。
実験結果と注意した点 実際に動作させた所、誤差は1mm未満に収める事が出来た。 問題としては、鉛筆を使用したため連続で使用するとリンクの長さが変化してしまい、そのたびに計算をし直す必要があった。 軌跡として指定する座標のドットを増やす事によって、細かく制御する事が出来た。