2014年2月27日木曜日

タミヤの楽しい工作シリーズ レスキュークローラ で BBクローラ

 Google+ でタミヤの楽しい工作シリーズを作った人の投稿を見て、久々に作りたくなったので、何種類か買ったまま、積んである在庫の中から レスキュークローラを引っ張り出してきて作ることにしました。みんな大好きタミヤの楽しい工作シリーズは、自分も大好き。


  モータ3つを有線リモコンでコントロールできるようになっていて、うち2つは左右のクローラを前後に回転、残り1つが車体前部のアームを上下にコントロールできるようになっています。リモコンでアームを上下にコントロールしながら上手く障害物を乗り越えるように操作するということでしょうか。

 箱を開けてみます。結構色々なパーツが入っていて、楽しそう。


 まずは、下準備でアーム用の棒状のパーツと本体ベースになるプレート状のユニバーサルプレートを指定のサイズにカットしていきます。



 次にアーム上下を操作するクランクギアボックスを組み立てます。


 続いて、クローラを駆動する両輪型のギアボックスを組み立て。




 クランクギアボックスをベースプレートに取り付け。


 クローラ駆動用のギアボックスをクランクギアを取り付けたベースプレートの反対面に取り付けるのですが、ここで、ちょっと気が変わって、説明書通りに作るのを放棄しました・・・。
 手持ちのユニバーサルプレートをもう一枚加工して、そちらにクローラ駆動用のギアボックスを取り付けることに。


 タミヤの楽しい工作シリーズで 同じような機構をもった アームクローラ というのがあって、こちらはアーム部分の上下をモータで制御せずに、成り行き任せになっているんですが、動画等をみるとその方法で十分というかなまじモータでコントロールするよりもいい感じで動いているように見えるので、そちらの方式を採用することにしました。前進中に障害物に乗り上げると、アーム部分のクローラの回転で障害物を下側に巻き込もうとして、結果アームが上方向にせり上がって、障害物の上に乗り上げて行くような動作をするはずです。

 と、いうわけで、足回りを組み立てていきます。


 モータを取り付けて、


 クローラ(履帯)を取り付けます。


 裏側。


 続いて、アーム部を組み立てます。



 履帯をはめたところ。


 本体と合体させて、間の履帯も取り付けました。


 かっこいい。こういう感じ、好きです。

 上部のクランクアームをやめて、別のユニバーサルプレートを追加したのは、元々有線リモコン式でリモコン側から有線経由でパワー供給する仕組みなんですが、これを、バッテリー搭載して無線化してみようと思ったためです。試しに小型のモバイルバッテリと小型の無線LANルータを載せてみたところ、ピッタリサイズ。ただし、実際にはバッテリに接続するUSBコネクタや無線LANルータへの電源供給コネクタやLANケーブルコネクタに挿さるものが出っ張るので、それぞれを斜めに配置して左右に中心をずらすように配置してやろうと思っています。


 モバイルバッテリの高さ(厚み)が23mm~24mm位なので、10mmと14mmのプラ支柱を連結してベースプレートに立てます。



 せっかくバッテリを積んだので、マイコンを積みたくなります。今回は Beaglebone Black で行ってみようと思います。ただ、BBB はユニバーサルプレートには上手く載ってくれません。これが Raspberry Pi だとネジ穴がいい位置(5mm単位の穴と重なる位置)にあり、そのまま支柱を立てて載せられるのですが、BBBはダメです。そこで、間にアクリルの板でマウンタを作成してネジ穴位置を調整します。


 支柱とネジにはプラスティック製を使用しました。これは、絶縁の問題もあるんですが、今回マウンタの切り出しや穴あけは採寸せずに現物合わせで適当にやっているので、かなり位置がずれています。金属の硬いネジだとずれてしまうと当然ハマりませんが、プラスティック製は弾力で吸収させて、位置ずれをごまかすことがある程度できるためです。


 キットに元々入っていたベースプレートからクランクギアを外してしまい、BBBのマウンタを取り付けました。


 あとは、無理やり?ナットで止めて、はみ出したプラネジの部分をニッパで切り落として、ネジの長さも調整します。

 レスキュークローラのベースプレートの支柱に固定して、バッテリ・無線LANとBBBの2階建て構造にしました。
 ただ、モバイルバッテリに挿したUSBコネクタや無線LANに挿した電源供給用マイクロUSBとBBBへ接続するLANケーブルが予想以上にかさばってしまい、非常に収まりの悪い配置になってしまいました。




 さて、次に、モータ駆動周りを考えます。BeagleBone BlackなのでPWMも複数利用できますが、コントローラをRaspberry Piに変えたりすることも考えて、I2Cモータドライバを使ってみようと思います。プログラムもそのほうが楽なんじゃないかな?


 まずは、BeagleBone Black とI2Cモータドライバ単体で動かしてみます。


 I2Cモータドライバは例によってDRV8830です。部品棚にはストリナのモジュールと秋月のモジュールが転がっているんですが、お試しは秋月版で行ってみます。コネクタや配線は違いますが、制御方法は当然共通なので、実装するときは現物合わせでどちらかを選定すればいいやということで、秋月版で試しましたが、実際に基板に載せるときは、実装ステペース的にストリナ版を使うことになりました。



 まずは、モータを動かすところからですが、一応、I2Cコンパスとジャイロも載せられるようにしました。BeageleBone 単体でとりあえず、モータが回転することを確認。


 クローラに載せて実装します。





 正面から見ると綺麗に収まっているようにみえるんですが・・・・


 実は後ろ側がUSBケーブルでグチャグチャ・・・


 なにか綺麗に収める、または、配線できる方法があるといいんですが・・・

 とりあえず、クローラをテスト稼働。


 現時点では特にセンサ情報のフィードバックや制御は行っていませんが、とりあえず、プリセット的にプログラムして、走行テスト。


 このくらいの山は乗り越えられるようです。今後、センサ(コンパス、ジャイロ)等を使えたらいいなと考えています。