哨兵(メカ)について　設計編

　機構設計製作担当兼プロジェクトマネージャーの藤田です。私は、普段は学生として知能ロボット系の研究室で不整地走破機構の研究をしています。そしてチーム内ではヒーローおよび哨兵ロボットの機構設計および製作をしています。これらのロボットの設計は主に私一人で行っており、部品製作は呉高専のメンバーおよび外注で行い、また組み立ては主に私と一部、回路・ソフト担当の岡田にも手伝ってもらったりしています。

　今回は私たちのチームの哨兵の機構について説明していきたいと思います。

　哨兵ロボットは、本大会唯一の自律機で、試合ではレール上で動き回りながら相手ロボットを自動迎撃し、自陣の基地を防衛する役割を担っています。そして本大会のルールでは、哨兵ロボットを撃破することによって基地への攻撃が可能になります。そこで、私たちのチームでは「撃破されない」ことを主軸において機構設計を行いました。

　私たちのチームの哨兵には、レール上の移動に2つのBLDCギヤードモータを用いており、機体下部に設置した2軸ジンバルに球の射出機構を搭載しています。
　では、機構の詳細について説明します。まず、移動機構については下の図のようになっています。

 

 

 

　本機体の移動機構は、上面に設置された2台のBLDCギヤードモータにそれぞれ2つのウレタンローラーを取り付けた、4輪によって駆動されます。さらに、下側から4輪の従動輪で挟み込むことで確実に動力を伝えられるようになっています。また、側面にも4輪のサイドホイールをつけることにより、レールへの取り付け時の精度を高め、高い直進性を得ることができています。この構成により、安定して滑ることなく高い加速度を得ることができ、被弾を減らすことで、撃破されにくくしています。

　次に、射出機構について説明します。本大会における試合は射出機構から球を撃ち、それを相手の装甲板に当てることで、相手の陣地を取り合うといったものです。この機体の役割は自陣を守ることであり、攻撃が主目的ではないため、今回はその機能を最小限にし、代わりに大幅な軽量化を施しました。射出機構の全体図はこのようになっています。

 

 

　射出機構は2軸ジンバルと、その下にある弾倉(大きな黒い円筒)、加速機構(弾倉の横から張り出している部分)で構成されます。2軸ジンバルには、別の機体(歩兵およびヒーロー)で採用されているモータよりも軽量な小型サーボモータが用いられています。これにより、アクチュエータ部分だけで1kg近い軽量化ができており、さらに弾倉に3Dプリンタ製樹脂パーツを多用するなどの軽量設計を組み合わせることで、球を満載(70発程度)しても射出機構の全体重量を1.5kg以下に抑えることができました。

　そして前述の軽量化設計により、機体全重量を10kg程度に抑えることができました。これはロボマスターの機体としてはかなり軽量な部類です。この軽量な機体に、前述した強力な移動機構を組み合わせることで、非常に俊敏に動き回り被弾を回避することで、「撃破されない」という目標を達成する予定です。最後に、実際に製作した機体の写真を載せます。

 

 

　以上のように、私たちのチームでは世界を目指して日々努力を重ねております。目標達成のためにも、ご支援のほどよろしくお願いします。

　次回は、「哨兵(メカ)について　加工製作編」です。お楽しみに。