HugeWheel



HugeWheel 概要

・初めて製作したドラッグカー・ロボット。JMCR2005全国大会に出場。
・PSDセンサ式スタートゲートセンサ、アナログ・固定式ラインセンサを装備
・大型超軽量タイヤを後輪に、小径タイヤを前輪に使用
・CFRPダブルデッキシャシー
※第2作 HigeWheel2 はこちらです


HugeWheel スペック
サイズ 全長 300mm, 全幅 160mm, ホイールベース 210mm
重量 440g
タイヤ ラジコンF1リヤホイール+軟質発泡スチロールタイヤ
走行モータ 指定モータ(RC260RA18130)×1
駆動方式 RWD
転舵方式 センターピボット式　ラジコンサーボ GWS-PICO 使用
使用センサ 赤外反射センサ(アナログ)×4, シャープPSDセンサ×1
使用マイコン H8/3048F-ONE
バッテリー ニッケル水素電池×4 (昇圧14V)
その他

EEPROM、ロータリーエンコーダ搭載


ロボットの履歴と解説

2005年初頭のJMCR全国大会において、第10回記念大会の特別イベントとしてドラッグカーレースが開催されるとの発表を聞き、自費エントリーしていたマイコンカーラリー競技とあわせて参加することに決めました。しかしマイコンカーが問題山積みの出来でドラッグカーの製作が全く進まず、大会直前となって正味5日間ほどで作ったのがこのロボットです。

時間が足りなくても、設計構想ぐらい書かないと失敗するだろうということで、機構的な構成(下図)と機能的なブロック図くらいは予めパワーポイントで作成し、ソフトはマイコンカーのものをベースにして作ることにしました。

このロボットの特徴的なところを以下に示します。

特徴的な要素 選択理由、コメント
電池4本、昇圧式 モータ1個イコール軽量化勝負と考え、電池を減らすために昇圧式を選択しました。モータの最高回転数を引き上げるためにも昇圧が有効ですが、出力電流(トルク)は細るためにギア比は高くする必要があります。
昇圧ICとしては、LT1170 を使用しています。
固定式アナログセンサ (1) 車両自体の直進安定性が良好である
(2) コースが曲がっておらず、ライン上からスタートできる
(3) ラインと車体の微妙なズレを検出できる
(4) 舵角を微小な単位で早く更新できる

この4条件が揃うとき、センサを動かす必然性は無いと考えました。
一気にライン検出状態が変動する状況が生じなければ、固定でも充分追従できるという考え方で、軽量化もでき、(3)の精度も向上します。
実際には (4) にサーボ由来の難があり、後年泣くことになります。
巨大なリアタイヤ マイコンカーMCX-04でも使用していた柔らかい発泡スチロールのパイプをタイヤとして使用しました。時間が無く、既製品のハイスピードギアボックスを選択しましたが、ギア比がかなり大きいため大径である必要性はあり、加速性能面でも適当だと思われました。このタイヤが命名の由来ともなっています。馬鹿でかい。
小型モータ駆動基板 基板位置の決定が最後になったため、キノコ型の小領域に押し込むことになりました。昇圧回路と同居する形で、TLP521-4と4AM12を使ったブレーキ/正逆転対応の駆動回路を載せています。
右寄りゲートセンサ スプリント競技ではスタートは非常に重視されるため、少しでもスタート検出を有利にしようということで、早く大きく動くゲート右端までの距離をセンシングするためにPSDセンサを車体右側に設定しました。
薄いCFRPシャシー 製作を始めた時点で、手持ちの強くて軽い材料が0.9ミリ厚のCFRP材だけであったので、これを使いました。上の図では下のシャシーはまっ平らですが、現物は電池ボックスに電池を入れると”ヘ”の字に曲がります。これを失敗と捉えず、アナログセンサを適正位置まで下げる手法として捉えることで、支障なくロボットを完成させることができました。

試走ではなかなか威勢の良い走りっぷりを示し、ほぼ死に体になっていたマイコンカーよりも、こちらのパフォーマンスに期待してみるか、と北海道に向かいましたが・・・そこで待っていたのは、走行直前に既に結果が”想定内”になり、実際見事に大失敗した故の落胆でした。詳細は後継ロボットの記録ファイル

HugeWheel2開発記録ファイル(ZIP圧縮、MS-WORD形式、185KB)

をご覧ください。

※マイコンカーラリー公式サイトに出場者レポートとして送ったファイルと同一の内容ですが、PDF化してい　 ないため軽くて見やすいです。(PDF化を考慮していなかったともいえる)

完走を果たせず、優先度ポリシー(1) すら達成できませんでしたが、マイコンカーの電池ルールで指定モータが1個ならば、昇圧式のほうが確実に速くなると教えてくれたロボットでした。

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裏面の写真。板が薄いため皿ネジが使えなかった。