水中ロボコンで準優勝しました!

水中ロボコンで準優勝しました!

8月29,30日に開催された'15水中ロボットコンベンションin JAMSTEC フリー部門に出場し、準優勝しました!
この水中ロボコンは毎年8月最終の土日に開催されていて、高校生部門、フリー部門、AUV部門に分かれています。このフリー部門に参加したのですが、TRYBOTSは2013年から出場していて今回で3度目の出場となります。(メンバーによっては高校生部門から4回出場しているものもいますw)
フリー部門はプレゼンテーション点、演技点、重量点で評価され、プレゼンテーション点は4分間のプレゼンテーションをプールのない部屋にて行い、演技点はプールで実際にデモを行いながら説明をしてそれぞれ点数をつけます。重量点は20kg未満だと20点、それ以上だとそれぞれ減点されていくようになっています。この3つの評価の合計点により順位が決まります。

今回の大会では小型化することを軸に、もるペン!5を製作しました。
以下5代目となるもるペン!5についてです。

機構部分について

機構部分はモーターによる回転運動をスライダと二対の歯車の組み合わせによって羽ばたきの上下運動に変換しています。基本的な機構は従来のものと変わらないのですが、壊れやすかったところを修正し、従来のものよりかなり小さくなりました!
モーターにはタミヤ製の540モーターを使用し、Oリングと塩ビ管を用いて防水性を保っています。ギアボックスによってモーターの回転数を落とすことではばたきの周期を調整しています。また、モーターの防水ケースに透明な塩ビ管を用いることで水漏れしていないかを簡単に確認できるように工夫しています。
機構の部品は3DCADで設計したものをレーザーカッターで切り出しています。素材にはPOM板を使用しています。今回は黒色のPOMを使用したのですが、火がでやすく溶けやすいのであまりうまく切れなかったです。白色のPOMのときには出力100スピード0.25でうまく切れたのですが、黒色のPOMは出力70スピード0.1で少し切ったところが溶けてしまいましたが切ることはできました(どちらも厚さは5mmです)。金属は加工が困難であったり、水中で錆びやすい、重量が嵩むなどの問題があるのでレーザーカッターや3Dプリンタで簡単に加工、造形できる樹脂は便利で機構に限らずペンギンロボットの様々なパーツで使われています。

身体部分の骨組みについて

今回身体部分の骨組みが大幅に変更になりました!
旧型もるペンではPOM(ポリアセタール)の板を組み合わせて作り皮を被せペンギンの形をつくっていました。しかし今回のもるペンは3Dプリンタで身体の外形を作りその周りにウェットスーツに使われているようなスポンジゴムを貼り、機構の乗っている板を挟むようになっています。このことにより、従来の骨組みよりペンギンにちかい形になりました!

3Dプリンタは10FにあるAFINIAを使ったのですが、サイズ的に1個丸々印刷することはできなかったため身体の部分をそれぞれ分割して印刷しました。積層ピッチ0.3、充填密度はAFINIAのソフトの2番目に濃いもの、品質はファストでサポートなしで印刷して1つのパーツあたり1時間~1時間半ででました!途中で台から離れたことによる失敗以外特に失敗することもなくきれいに出力することができました!

また、見た目以外の点でも従来のものと比べ、調整のときの分解が簡単になりました!
デモのときなどに電池交換をするのが必ず必要なのですが、このとき皮を被せる方法だと本体をもつ人と皮を被せる人の2人が必要でした。しかし今回の方法だと身体の上下をマジックテープで固定しているため簡単に1人で取り外しできるようになりました!

電装について

今回の電装は、汎用性を高めるために、単四サイズの一次電池を使用しました。単四の一次電池を使用することで気軽に電池交換をすることができ、また、小さくした身体部分にも簡単に収納することができました。しかし、デモ中の電池とモータを直接繋いでいたときと違い、今回はアンプや受信機を繋いでいたため消費電力が大きく、デモ中は1度の電池交換で30分動いていたのに対してロボコン中は5~10分ほどで動かなくなってしまいました。
また、今回は防水ケースを制御部と電池部で分けることにしました。このことにより、電池交換の効率化、制御部の開閉回数の減少による防水性能の向上することができました。今回ケースを分けたことにより、制御部も電池部も大会では浸水せず使用することができました。

首と足について

今回のもるペン!では首を上下に曲げ潜水、足を左右に曲げて旋回させています。
今までは足がついていなく尻尾のみを曲げていたのですが今回は足を製作したため旋回能力をよくすることができました!(尻尾のみのときはほとんど曲がっていませんでした…)

また、この足ですが山豊護謨株式会社宇都社長と共同開発いたしました!ずっとフリッパー(羽)部分をゴムで作りたいと思っていたところ、今回のお話をいただき、ゴムのフリッパーと足を作って頂きました!フリッパーは少し硬すぎたため今回のロボコンでは使わなかったのですが、これから様々な硬さを試したししてより早く進むフリッパーを研究していく予定です!

今回の水中ロボコンはもるペン!5が完成したのが大会直前で、動きも不安定ですぐに壊れるようなものになってしまいました…。しかし去年、一昨年と比べるととても成長していて毎年見てくれている方々には進化したねとたくさん言っていただけました!(特に防水部分に水がほとんど入らなくなったことが大きな成長です!)またこれから設計をもう一度見直し、今回の反省点を踏まえ作り直したあと、更なる進化をしていきたいと思います!これからも応援よろしくお願いします!!!

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