3軸加速度内蔵ロボットアーム生涯エンジニアの備忘録/ウェブリブログ

3軸加速度内蔵ロボットアーム

<< 作成日時： 2010/04/18 00:34 >>

やっと完成した。当初は、カメラまで内蔵して、画像認識までやらせるつもりが、ついに3軸加速度センサ3個のみになってしまった。それでも、ロボットアームの腕のなかに、3軸加速度基板をいれるのには苦労した。そのままでははいらないので、基板の端を、電動のこで切ってしまった。2層基板なので4層と違い、ショートすることはまずない。無線基板との接続も、太めの電線でやったため、おさまりはいいのだが、窮屈になってしまった。とくに手首部にいれたセンサ基板は、無線基板を重ねては、隙間にはいらず、やむなく無線基板は指の付け根の空間におくことにした。このKXP84という、カイオニクスの3軸加速度センサは、ADC内蔵で、I2Cで、デジタル出力もできるすぐれものだが、今回は、MSP430F2274があったので、こちらのADCを使った。

KXP84はアナログ出力もあるので、すぐ動作するだろうと、たかをくくっていたのが、失敗で、これは最初、きちんとリセットを行わないと、アナログ出力も出ない。しかたないので、MSP430のP3.0を使い、リセットパルスを作り、最初の数ms、HIGHにして、あとLOWに落とした。

ADCチャネルは、A0,A1,A2を使ったが、P2の各ビットを入力にしないときちんとADC出力がされない。PICと違い、１が出力で、０が入力だ。PICでは、1がINPUTで、０がOUTPUTだ。アルファベットに似せているので覚えやすい。PICに慣れ親しんだら、MSP４３０ではよく間違えてしまう。

ロボットアームの制御基板は、昔作った、PIC16F870のシリアル接続のリレー基板だ。いまなら、FETを使いUSB接続にするのだが、いまはまだ在庫が数枚あるので、新たには設計しない。PICのコードも超簡単につくったため、同時には1個しかモーターを動作できない。

実際に動作させ、XY平面、YZ平面、ZX平面に、値をプロットしてみると、おもしろい。手首を回転させると、ZX平面に、きれいに半円状の軌跡が表示される。前腕と上腕を上下させると、XY平面、YZ平面に横方向、縦方向の軌跡がでる。重力方向を確実に示すので、おもちゃのロボットアームのような精度の悪い機器には、重宝する。モーターと関節がクラッチで接続されているので、滑りが出て、モーターの回転数では、位置がわからない。関節側に角度センサをつけるのも手だが、外部に付けるため、不格好になる。
ただ付ける前は、モーターの振動で、そう正確な値は出ないだろうと思っていたが、けっこう正確な半円がでたのはうれしかった。モーターが動作中でも、無線は中断しない。DCブラシモーターなので、すごい電磁ノイズがでているはずなのに、たいしたものだ。

秋月では、角度センサを400円で売っている。おそらく内部は、回転抵抗だろうが、擦動構造のため、接触不良になりやすい。方や、3軸加速度基板は、1000円だ。チップ自体はもう100円を割っているときく。これだけ安価になったので、どんどんいろいろな応用がでてくるだろう。これだけ安価になったのが、WIIで採用されたからだそうだが、いまや携帯電話にも広がっている。チップ自体は、5mm角なので、将来は、無線チップと一緒のパッケージにいれて、骨の中に埋め込めるだろう。骨の中が、通信空間になる。外部には電波は漏えいしない。各関節で受信して、また転送する。

日経エレクトロニクスの記事にもあったが、コストを安くするためには、機器にセンサを多数装備しないで、周囲に配置した方がいいと考えている人がいる。さすがに住宅をつくっている会社をグループに持つだけあると思う。政府系機関の要請で、UWBを使って距離を測定する制御ソフトを作ったが、そのときも基準点となる発信器が配置される必要があった。室内で作業するロボットは、自分の位置を知る必要があるが、GPSは室内では使えない。
いまは、まだこういう機器の需要は少ないが、数年先には、需要が急増してくると思う。こういう機器は、単品では、需要が爆発しないが、なにか衝撃的なキラーアプリがでてくると、おお化けする。
太陽光発電も長い間、鳴かず飛ばずだったが、最近の世界的な脱石油エネルギーの動きに乗って、政府援助の政策で、市場が急拡大している。模造品まで出る騒ぎだ。

どこでもコンピューターの世界、ユビキタスの世界が到来するかもしれない。しかし、それは、本当に人間に住みよい世界なのだろうか。どこにいても、トイレのなかでも、何をしているか、わかってしまう。街角にカメラがあふれ、つぶやきさえも、記録されてしまう。老人がふえて、介護が必要な人が相当数でてくると、こういう社会でないと安全に暮らせなくなるかもしれない。しかし、それは健全な人間が管理する社会なら住みよいが、悪意をもった人間が権力を握ると恐怖の社会になる。

そうならないように、我々が、注意して技術の行く末が、どうなるか見守っていかないといけない。