【コラム】

俺のロボット

9 製作編(1) - ロボット専用サーボ「RS301CR」「RS302CD」の特徴

 

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前回から、HPI製の「G-ROBOTS(GR-001)」を取り上げている。早速、組み立ての続きといきたいところであるが、その前に、このロボットで使用されているサーボモーターについて、ちょっと注目してみたい。

GR-001で使用される2種類のサーボ。大きさは全く一緒だ

サーボのスペック

サーボモーターというのは、ロボットにとっては最も根幹となる構成要素である。

ロボットはサーボモーターのトルク以上の力は出すことができないし、サーボモーターのスピード以上速く動くこともできない。またロボットの総重量の中で、サーボモーターの重量というのはかなりの割合を占める。例えばGR-001の場合では、重量比で約55%、つまり半分以上がサーボの重さだ。ロボットの「動き」を考える上で、サーボがどれだけ重要なのかが分かるだろう。

GR-001では、2種類のサーボモーターが使用されている。ハイトルクタイプの「RS301CR」と、スタンダードタイプの「RS302CD」で、どちらも双葉電子工業製。前者はパワーが必要な下半身(脚部と腰の計11カ所)で、後者は主に上半身(腕部などの計9カ所)で、それぞれ使用されている。両サーボの仕様を比較してみると以下のようになる。

サーボ RS301CR RS302CD KRS-788HV(参考)
トルク 7.1kg・cm 5.0kg・cm 10.0Kg・cm
スピード 0.11sec/60° 0.16sec/60° 0.14sec/60°
可動範囲 300° 180°
動作電圧 7.4V 9~12V
大きさ 36×25×20mm 41×38×20mm
重さ 28g 21g 47.5g

参考までに、以前ご紹介したKHR-2HVで使われている「KRS-788HV」も表に入れた。ハイトルクタイプのRS301CRでもトルクは7.1kg・cmと、2足歩行ロボットのサーボとしてはそれほど大きなトルクではないが、注目すべきはわずか28gという軽さだ。そのためトルク/重量比はかなり高くなっており、スピードも0.11sec/60°と非常に速い。GR-001のキビキビとした動きは、こういったスペックに支えられているのだ。

KRS-788HV(左)と比較するとこんなに小さい

使いやすさに配慮した設計

前回はさらっと流したが、このサーボモーターは使いやすさにも配慮した設計になっている。まずサーボホーンだが、この外周上には、基準位置となる目印(凹)が掘られている。0°の位置が凹1個、90°の位置が2個、以下、同様に180°が3個、270°が4個となっており、組み立て時には、この数をフレーム側と合わせれば良いだけなので簡単だ。

サーボホーンの外周の4カ所には、目印となる凹が設けられている

フレームにも凹があり(この場合は凹が2つ)、この位置を合わせれば良い

またこのサーボモーターはすべてキャリブレーション済みとなっており、面倒な初期位置調整は不要だ。サーボホーンは最初から取り付けられており、基本的にこれを外す必要はないが、もしサーボモーターから外してしまっても、サーボホーン中央の切り欠きを合わせることで、簡単に正しい位置に戻すことができる。

サーボホーンを取り外したところ。ギヤの上に、ニュートラル位置を示す小さな穴があることが分かる

この穴とサーボホーンの切り欠きを合わせれば正しい位置になる。合っていれば外側から穴が見える

もう1つ特徴としては、コマンド式サーボであることが挙げられる。LANのように中継ハブを介して接続していくので、配線をスッキリまとめることができる。また各サーボモーターには予め個別のIDが設定されているので、組み込む場所さえ間違えなければ、サンプルのモーションがそのまま動くはずだ。組み立てる際には、サーボの番号だけは間違えないように確認しよう。

組み立て作業の続き

さて、それでは前回の続きだ。足首部分まで出来ていたので、次はスネの取り付けからということになる。

スネのパーツを取り付ける。ここでも、ワッシャ、POMワッシャ、プラブッシュ、ラバーブッシュを使っており、要領は前回と全く同じだ

サーボの配線には中継ハブを使う。電気的にはどのコネクタに挿しても良いが、ケーブルの長さの都合があるので、マニュアルの指定通りにする

続いて太腿。パーツにサーボを押し込んで……

このような形でスネと太腿を接続する

繋げたら膝サーボのケーブルを中継ハブに

ここまでの形。ようやく脚らしくなってきた

と、ここまでの作業ですでに3時間が経過。筆者の場合、工程ごとに撮影しながらということもあり、どうしても2倍くらいは余計に時間がかかってしまうのだが、それでも「完成までに2時間」というのは、結構速いペースのように思える。まぁ時間を競うようなものでもないので、各人のペースで楽しみながら組み立てれば良いのではないだろうか。

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インデックス

連載目次
第18回 アスリートカップへの道(6) - 初期設定のポイント
第17回 アスリートカップへの道(5) - TEC-3でPS2用のコントローラを利用する
第16回 アスリートカップへの道(4) - いきなり改造してみる
第15回 アスリートカップへの道(3) - MANOIの外装を作る
第14回 アスリートカップへの道(2) - とりあえず裸のMANOIが完成
第13回 アスリートカップへの道(1) - 京商「MANOI AT01」が届く
第12回 動作チェック、デモやサンプルモーションを試す
第11回 製作編(3) - 上半身の組み立てから完成まで
第10回 製作編(2) - 下半身の完成まで
第9回 製作編(1) - ロボット専用サーボ「RS301CR」「RS302CD」の特徴
第8回 HPI「G-ROBOTS(GR-001)」 - オールインワンのフルスペックロボ
第7回 ロボットサッカー「第1回 KONDO CUP」参戦顛末記(1)
第6回 各種オプションパーツを買い集める(1) まずは無線化
第5回 ホームポジションを設定してサンプルモーションを動かす
第4回 製作編(3) - 組み立て最終段階、ボディに手足を取り付ける
第3回 製作編(2) - サーボモーターを動かしてみる
第2回 製作編(1) - 各ユニットの組み立て
第1回 近藤科学「KHR-2HV」 - "定番"ロボットキットを使い倒そう

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