押しバネと引きバネ
だるまさんのmobile robotでリンクをもらってしまいました。さぁ頑張って、車輪型ロボットをコツコツ作ろう。
ロータリエンコーダの取り付け位置について考察。
- モータ軸カウント型：モータ軸にロータリエンコーダを取り付ける。減速前の回転数でカウントするので出力（車輪の回転数）を精度よくカウントできる。たとえば、100:1に減速していて、100ppr(plus per rotation : カウント/回転)のロータリエンコーダをつけると、車輪からみると10000pprになる。車輪の直径が150mmの場合だと円周が471mmなので、10000pprだと0.0471mm。0.04mmの制度でロボットの移動が制御できれば十分ですね。モータに取り付けるギアヘッドのようにコンポーネント化されたロータリエンコーダが市販されていて、ギアヘッドとは反対軸側につけるのが一般的のようです。モータ軸カウント型の欠点は、減速機によるバックラッシュを考慮していないカウントということ。この場合、バックラッシュのない減速機を使うか、制御システム側でバックラッシュを考慮する必要がある。ASIMOの関節なんかは、このモータ軸カウント型に見える。
- 車輪カウント型：車輪にパターンを描く（またはスリットをつくる）。機構がとても簡単。ただし、車輪がスリップした場合は、ロボットの移動量とロータリエンコーダのカウントでずれが生じる。
- 距離計追加型：車輪とは別に距離を測るための回転板（受動輪）を車輪近くに置き、回転板のパターンをカウントする。回転板は軽量にし慣性モーメントを下げ、軸受け等の抵抗を小さくし、回転板を地面に押し付ける抗力を与えて、回転板自身がスリップしないように注意する。距離計追加型のメリットはスリップも含めたロボットの移動量が計れること。
なお、車輪カウント型や距離計追加型は、ギア等で車輪の回転数（または、回転板の回転数）を増幅（加速機）してやるとより細かい精度で移動量が計ることができる。
結局のところスリップも含めてカウントしたいと思い、距離計追加型にする。
