物作りは決心の積み重ね。 物作りは決心の行ったり来たり。 この記事が完成した時には、新しいマイクロマウスができているはず。 自分用のモノづくりテンプレ記事です。
- マイクロマウスを作るための思考整理
- Work Breakdown Structure (WBS)
- 機械設計
- 回路設計
- 調達
- ソフトウェア設計
- 研究ノート
- 観測モデル
- 自己位置推定
- マッピング
- 資料
- 動画
- やりやり日記（ロボット開発の一言日記です）
マイクロマウスを作るための思考整理
- マイクロマウス に取り組む目的
- 制御工学の実際の活用に関する技術的知見を得るため
- 同好の士との交流（仲間づくり）
- 仲間と美味しくお酒を飲んだり食事をする
- 生涯学習（老化防止）
- 後ろ姿を見せる
- 世界平和（技術は世界を救う）
- 海外遠征に行く
- 嫁さんと旅行に行く
- 要するに楽しむため
- 新マウスのコンセプト
- マイコン
- STM32F413CHU6
- SRAM 320KB
- ROM 1.5MB
- https://www.st.com/resource/en/reference_manual/dm00305666.pdf
- STM32F413CHU6
- 走行モータ
- 吸引モータ
- M716PA
- センサ
- フォトトランジスタ
- IRLED
- 電流センサ
- MAX9918
- ジャイロ
- ICM-20948
- ホイール
- タイヤ
- MINIZ用のタイヤ
- 歯車
- M0.3
- 基板
- KiCADで設計
- 吸引ファン
- 卓上NCで切削
- 3Dプリンタでプリント
- 電源・電池
- 走行用と吸引ファン用に分けるか検討
- 先輩方のページ
Work Breakdown Structure (WBS)
- 概念設計
- 加速度 （仮）
- 角加速度
- 直線速度 （仮）
- 旋回速度
- 吸引圧力
- インターフェース
- 書き込み方法
- 加速度 （仮）
- 部品選定
- 機械設計
- CADモデリング
- 足回り
- モータブラケット
- ホイール
- 歯車
- 軸
- 軸受け
- 吸引機構
- モータブラケット
- 吸引ファン
- センサホルダ
- シャシ
- 電池取り付け
- 足回り
- CADモデリング
- 回路設計
- CPU電源周り
- CPUクロック周り
- CPUリセット回路周り
- UART周り
- SPI周り
- ADC周り
- モータドライバ周り
- ゲートドライバ
- Hブリッジ
- エンコーダ周り
- ソフトウェア設計
- 開発環境の構築
- 調達
- 資料整理
機械設計
足回り
吸引ファン
回路設計
調達
ソフトウェア設計
研究ノート
モータのモデル
モータの回路の方程式は以下の通り
$$ \begin{equation} L \frac{d i}{d t} + R i + K \omega = e \tag{1} \end{equation} $$
モータの回転運動の運動方程式は以下の通り
$$ \begin{equation} J_M \frac{d \omega_m}{d t} + D \omega + T_L = K i \tag{2} \end{equation} $$
タイヤと歯車を一体とした回転運動のモデル
軸受けの粘性抵抗を無視してみる
$$ \begin{equation} J_w \frac{d \omega_w}{d t} + r f = T_L \tag{3} \end{equation} $$
モータ軸回転数とタイヤの回転数はギヤ比によって以下のようになる $$ \begin{equation} \omega_w = η \omega_m \end{equation} $$
タイヤ駆動力・制動力のモデル
下図はホンダのホームページから参照。 これを考慮しないとダメだと思っている。
マイクロマウス の剛体としての運動モデル
マウスは平面内を動くものだけれど
本当はピッチング運動やロール運動でのタイヤへの荷重変化も計算しないと運動を正しく計算することはできない とすると普通に６自由度の運動方程式を書かないとならない。
ちょっと面倒です。どうしよう・・・
それと、座標系をどうとるかも考えもの
自分は航空工学出身だから、上むきを負にとるのが普通だけど、一般的でない気がするなあ
とりあえず、持ってる参考書をそのまま参考にできるので、自分の専門分野の流儀に従って記述したいと思います。
速度ベクトル
$$ V_{mouse}= \left[ \begin{array}{ccc} u & v & w \end{array} \right]^{T} $$
角速度ベクトル
$$ \omega_{mouse}= \left[ \begin{array}{ccc} p & q & r \end{array} \right]^{T} $$
並進運動の運動方程式
$$ \left\{ \begin{align} \dot{u} + q w - r v &= \frac{1}{m} f _ x \\ \dot{v} + r u - q w &= \frac{1}{m} f _ y \\ \dot{w} + p v - q u &= \frac{1}{m} f _ z \end{align} \right. $$
回転運動の運動方程式
回転運動の運動方程式については以下の記事で説明しているのでまづはそちらを先に見てもらいたいと思います。
kouhei-no-homepage.hatenablog.com
観測モデル
自己位置推定
マッピング
資料
先輩方のページ
偉大な先輩方のブログやホームページ参考になります。
- 第４実験室blog
- アニキの極秘開発記
- ロボット日記(仮)
- Home - 福井大学 からくり工房I.Sys
- こじまうす開発ノート
- id研
- ぷーちん号との暮らし
- Tokoro's Tech-Note
- SakuraShunsuke – RT Robot Shop Blog
部品のデータシート
論文やテクニカルノートなどなど
動画
とりあえず昔作った三式改の動画を貼ります。これより良いマウスに仕上げたいなあ
やりやり日記（ロボット開発の一言日記です）
ブログなのだから普通に日記書けばいいような気がするが、 一つのところに全部まとまっている感じにしたいので、以下に日記を書いてみたい。 もしかして自分でコメント入れればいいのかもしれない・・・
