二輪駆動
動力が二つあり、次元が増えたことにより直線移動から平面移動が可能となる駆動方式。
というかこれが一般的か。
差動駆動型ロボットとも。
平行二輪駆動
Segwayのような車輪を横に並べた倒立振子と呼ばれるタイプ。
2006年度ふるさと自慢特急便において木更津で「OTTOTTO」というマシンを製作した。
これは倒立二輪駆動が可能なマシンであり、その知識は確かに木更津に存在する、はずである。
バランスが崩れ本体が傾くと、それに応じてロボットは駆動を動かしバランスを取り戻すように制御する。
長い棒を手のひらに乗せてバランスを取ることと同じ。
制御がなければ前後に対して不安定であり、簡単な回路では実現できないことも多い。
加速度センサやレートジャイロセンサを搭載させることが多い。
ロボットの慣性モーメントが高いほど、制御は容易である。
しかしロボットの重さが重いほど駆動に出力が必要となる。
補助輪追加型
残りの設置点はキャスターなどを使用。
二輪駆動といえば、基本的にはこれを指す。
一番簡単で無難な駆動であるため、交ロボでも高専ロボコンでも使用できる。
最近では歩行ロボット限定であるため、よくわからない人もいるのではないだろか。
実はキャスターが使いされているにもかかわらず、キャスターには力が加わるようにはしてはいけない。
なぜならば、摩擦力は力に比例するからである。
タイヤのロボットが加速するとき、一番影響を受けるのは摩擦係数である。
摩擦係数が低いと、加速しようとしてもタイヤがすべり、思うように加速できない。
動摩擦係数が最大静止摩擦係数よりも低いためである。
摩擦力は垂直抗力と摩擦係数の積であり、摩擦係数が低くても垂直抗力が大きければ加速できるということになる。
しかし、垂直抗力が大きいということは、マシンの重量が大きいということになる。
マシンの重量が大きければ、力が大きくなっても加速度は変わらない。(ニュートンの運動方程式を見ればわかる)
つまり結局摩擦係数に依存して加速の最大は決まっていることになる。
しかし、ロボットの接地点の数は加速に影響してしまう。
例えば、４つのタイヤで接地するロボットのタイヤに、平均して重さが加わるとする。
そのうち2輪が駆動である場合、垂直抗力が半分なので発生する摩擦力は半分となってしまう。
これでは加速しようとしても、摩擦係数が半分の場所で走っていることと同じである。
これを防ぐためにも、駆動タイヤを重さが加わるように重心の下に持っていくことが大事である。
最終更新：2010年11月30日 13:52
