桐蔭横浜大学工学部ロボット工学科 箱木研究室 Ｔ２０Ｒ０２２ 山下 晃

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1 桐蔭横浜大学工学部ロボット工学科 箱木研究室 Ｔ２０Ｒ０２２ 山下 晃
ＲＣサーボの製作 桐蔭横浜大学工学部ロボット工学科 箱木研究室 Ｔ２０Ｒ０２２ 山下　晃

2 目的 ロボットのアクチュエイターやラジコンのステアリング に使われるＲＣサーボと同じ動きをするものをマイコン を利用して製作する。
製作を通してマイコンやＲＣサーボについて学習する。 図１、ＲＣサーボ

3 サーボについて 　制御信号を送ることで軸の回転角を制御することができる。 ○○度だけ右に回転 ○○度だけ右に回転しろ 図２、サーボの動作

4 仕組み サーボに制御信号として一定周期のパルスを送る。 （一般的な製品では16~20[ms]） この時のパルス幅によって回転角が決定
パルス周期 パルス幅 （一般的な製品０．７～２．３[ms]） この時のパルス幅によって回転角が決定

5 行ったこと 駆動部の製作 駆動部の角度制御 制御信号からサーボの回転角を求める

6 駆動部 ギア 市販のギアボックスにポテンショメータを取り付けた。
シャフトの回転角に合わせてポテンショメータが回転 することで角度を検出できる。 ポテンショメータ ギア モータ シャフト 図２、駆動部

7 角度制御 モータードライブＩＣを使い正転、逆転のみで駆動部の 角度制御を行った。 目標の角度 図３、正転、逆転のみ

8 ＰＤ制御（比例微分制御） 目標の角度と駆動部のポテンショメータが検出した現 在の角度の差からＰＷＭのパルス幅を求め、速度制 御を行った。
目標の角度と現在の角度の差を30msecで微分し、 式に加えて速度制御を行った。 ：目標の角度 ：操作量（パルス幅） ：現在の角度 ：比例ゲイン ：微分ゲイン ：30ms前の目標の角度と現在の角度の差

9 結果 図５、ＰＤ制御 図４、正転、逆転のみ 右はKp=４、Kd=9.8の時のグラフ

10 回転角の検出 サーボとして動作するために、受信した制御信号のパ ルス幅からサーボの目標の角度を調べる必要がある。
パルス幅から角度を計算するために、７００μsの時０ 度、１６００μsの時９０度、２３００μsの時１８０度となる 式を求めた。 :角度 ：パルス幅

11 動作 制御信号からパルス幅を調べ、目標の角度を検出す る。 目標角を元にＰＤ制御を行い駆動部を回転させる。

12 今後の発展 基板の小型化