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Arduino Spider Robotの制作記

kawashimaken

皆さん、こんにちは！
気付いたらもう３月ですね！２月の記事が遅くなってすみません！
（この記事は有料記事ですが、最後まで全部読めます。このような内容が好きな方、もっとこのような内容を見たい方は投げ銭の意味合いでご購入いただければとてもモチベーションになります！ありがとうございます！リクエストや感想などもぜひコメントを残してください！）

２月は「本業（ソフトウェアエンジニア）」の方が少し忙しくなってきて、電子工作の時間がやや減っていることになっています！泣

でも実は２月ほぼ１ヶ月、ずっと１つのテーマで手を動かしています！
それは、今回のnoteのテーマにもなっていますが、「Arduino Spider Robot」です！

最初は簡単だと思いましたが、いざやりだすと、考えなければいけない細かいポイントがたくさんありました。

バージョン1

実は前からクモ型ロボットを作りたかったです！
YouTubeで検索すれば、たくさん出てきます。
その中に、格好いいのもたくさんあります。
また、制作の詳細を公開して、そこで提供されている細かい手順に沿ってやれば、比較的に簡単に作ることができますが
せっかくなので、ゼロベースで作ってみたいなと思って今回は、3Dのモデリングから、プログラムまで、全部自分で考えて作ることにしました。

上のツイートにもあったように、最初は、ロボットアームの延長線上で、「クモの足」を作ってみました。
このロボットアームは以前私のYouTube動画に登場したことがあります。

そのロボットアームで作った３Dモデルをちょっと改造して、「クモの足」にできないかなと思って、４つを作って一番最初の試作にしました。

でも残念ながら、上のように支えがある時は、「立つ」動きがきれいにできますが、実際にテーブルなどの平面に置くときは、力が足りなくて、立つことができません。
最初は電池のパワーが足りないと思っていましたが、外部電源にしても改善しなかったです。
あとで分かったのですが、この時点で２つのポイントがお主な原因です。

  1. ３Dモデルの設計が綺麗ではありますが、やや重い、全部合わせると、結構な重量になってしまいました。

  2. ロボットの足が、中心から外側に離れ過ぎて、「立つ」時により大きいパワーが必要になります。

バージョン２

そして、次のバージョンとして、それを改善するために、

  1. ロボットの足や本体をデザインし直して、なるべく軽量にします

  2. ロボットの足をより本体の中心の方に寄せます。

全てのデザインが全部fusion360で行いました！
「本業」の仕事もあって、細かいところの修正だけでも、数日かかりました（一日数十分しかできなかったり）

後、バージョン１では、サーボ をSG90を使っています。分かる人がわかりますが、SG90はプラスチックのギアで、やや力不足を感じます。

バージョン２では、SG90の代わりに、MG90Sを使うことにしました。MG90Sは金属ギアになって、力強く動作します！またサーボの寸法もSG90とほぼ同じなので、サーボを固定する周りのデザイン上の変更はほぼ不要でした。互換できてよかったです。

https://twitter.com/kokensha_tech/status/1493798563629121538?s=20&t=z55JRD-n61gq1A-YldAlSA

そして、上ご覧のように、元気に「立つ」ことができるようになりました！しかも、結構余裕がありますね！（^ ^）

これだけだと分かりにくいかもしれませんが、隣に置いて比較すると、サイズの差が分かりますね。
左はバージョン１、右は改良後、軽量化したバージョン２です。

また、外部電源ではなく、バッテリを使えるように、デザインに反映しました。サーボ 用の電源スイッチもつけました！

バージョン２が一回できたので、少し作り込みをしようと思って、ちょっと調子に乗って、ひかるLEDのカバーもつけてみました！（少し重くなりました！笑）

歩くプログラミングもしましたが
やはりこの部分が一番難しいかもしれません！

ネット上の熱心な方のアドバイスをいただいて、歩き方を改良して、ようやくそれっぽく歩けるようになりました！

バージョン３

しかし、これもちょっと納得いかないです。
光るLEDも格好いいですが、やはり全体が最適化し切れていない気がします。
もっと削れるはずです！
よしバージョン３だ！
３Dプリンターを持っていると、こういう改造、改良がすぐにできるのが魅力的ですね。一番楽しいのもこの部分です！
思った通りにどんどん形が変わっていくのがとても楽しいです！

https://twitter.com/kokensha_tech/status/1497823473661800448?s=20&t=z55JRD-n61gq1A-YldAlSA

まずArduinoの基盤を取り付けるマウントをサーボを取り付けるベースに一枚にしました！

途中失敗もありました！涙

バージョン３では、とにかく軽量化がテーマです。
本体は２つのバッテリー搭載して、RGBのLEDはいったんやめることにしました。

そして、私のクモ型ロボット史上最軽量のロボットが誕生しました！笑

歩き方が前と一緒で、ツルツルの表面では、摩擦が足りなくて、進むのは遅く感じますが、愛着も湧いてきます！

しかし、この過程はいうまでもないですが、順風満帆ではなかったです。
これはこれまで、試行錯誤の過程で犠牲になったサーボ 達です。

おそらく、装着が間違ったり、サーボと連動している足が何かに当たっているときに、瞬間的に電流が増大して、サーボの中に「一番弱い」やつが大電流で焼かれたかと思われます。

サーボを分解すると、熱で変形した箇所も確認できます！

最後

これは最終的に落ち着いたファイナルバージョンです！

１つ朗報ですが、これはちょっと整理して、stlファイルも公開しようと考えております！

3Dプリンターを持っている方は、自分で作って、プログラミングして、様々な歩き方をさせるのが楽しそうですね！

また、noteやツイターでその情報をお知らせ致します！
フォローよろしくお願いします！

ここまで読んでいただいてありがとうございます！また次のnoteで会いましょう！

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