爪車

ヒト型ロボット 148 サーボ開発

サーボの開発を始めました。



目標は、トルク制御ができて、数十個のサーボを1msの周期で制御することです。

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コメント

1ms

Dynamixelを使用して1msの周期での制御をしたいのですが、Robotisがサーボの制御周期が1msと言っていたので
モーター個別に制御してできるかわかりませんが位置[速度]指定しつつStatus Packetで位置[速度]取得できたとしてもしても1ms超えてしまうような気がしますが、どうなんでしょう。
PWMモーター買って
中身のマイコン等すべて開発をしているのでしょうか。

Re: 1ms

Ysさん

tsumehashiです。

> Dynamixelを使用して1msの周期での制御をしたいのですが、Robotisがサーボの制御周期が1msと言っていたので
> モーター個別に制御してできるかわかりませんが位置[速度]指定しつつStatus Packetで位置[速度]取得できたとしてもしても1ms超えてしまうような気がしますが、どうなんでしょう。

その通り、Dynamixelでは1ms周期での制御は困難だと思います。
特に、多軸の場合はStatus Packetを一個ずつ取得しなければならないので、どうしても時間が掛かってしまいます。

> PWMモーター買って
> 中身のマイコン等すべて開発をしているのでしょうか。

ケース、モータ、ポテンショメータは流用して、マイコン等は自分で開発しています。
通信プロトコルも自作で、少ない通信手順・バイト数でやりとりできるようにしています。

ありがとうございます。
近藤のB3Mが制御周期が220us程度といっていたのでそちらが自作より早いかなと思っています。 マイコンのUARTだと1Mbpsでない場合多くて、115.2kbpsでなく、1Mbps出れば、そのままプロトコル流用でも通信間に合うのですが
ただDynamixelや近藤等のサーボは時定数など考えたり、モーターの制度、ギア、バックラッシュを考えた場合1msの制御した場合、動きというのはどうなっていますでしょうか。 
着地等の衝撃力は数ms単位で変化するのでそこをある程度制御できたらかっこいいとおもっい設計考えていて、まず買ってみてやりたいのですが、高いので参考になることがあればありがたいです^^;

> 近藤のB3Mが制御周期が220us程度といっていたのでそちらが自作より早いかなと思っています。 マイコンのUARTだと1Mbpsでない場合多くて、115.2kbpsでなく、1Mbps出れば、そのままプロトコル流用でも通信間に合うのですが

USB機能を持ったマイコンボードは、メインクロック発振器が12MHzであると思うので、1Mbpsや1.5Mbps、115.2kbpsに対応できると思います。ルネサスのRXシリーズやSTマイクロのSTM32シリーズなら、ボードの種類が豊富で値段も安いのでおすすめです。

> ただDynamixelや近藤等のサーボは時定数など考えたり、モーターの制度、ギア、バックラッシュを考えた場合1msの制御した場合、動きというのはどうなっていますでしょうか。 
> 着地等の衝撃力は数ms単位で変化するのでそこをある程度制御できたらかっこいいとおもっい設計考えていて、まず買ってみてやりたいのですが、高いので参考になることがあればありがたいです^^;

Dynamixel RX64を改造してトルク制御サーボを開発した経験からは、ギヤのバックラッシュの影響はかなり大きいといえます。バックラッシュが大きいと、エンコーダで取得する角度の値にも大きな影響がでます。このため、速度を角度から数値微分で求めている場合は、速度の値がガタガタになり、まともなPD制御ができなくなります。サーボ単体で実験していた時は特に問題はなかったのですが、サーボを2つ使ってリンクロボットを作った時に、バックラッシュの影響により酷い振動が発生してしまいました。
Dynamixelのサーボは近藤のよりバックラッシュが大きいです。

サーボ外部から指令を与える場合、電流制御の場合は1ms周期では遅いくらいだと思いますが、位置制御であれば、1msで十分だと思います。ホビーロボット用のサーボは、高減速比でスピードが遅いので、機敏な制御は難しいと思います。
ただ、やってみないとわからないので、1~2個購入して実験してみるのがよいと思います。

B3Mは私も気になっていますが、お値段がちょっと高くて手が出せないです・・・。
あのケースとホーンとエンコーダで40XX系として出してくれればいいな~と思っています。

どうやって

>目標は、トルク制御ができて、数十個のサーボを1msの周期で制御することです。
それを行うのはどのような方法を考えていますか。

Re: どうやって

> >目標は、トルク制御ができて、数十個のサーボを1msの周期で制御することです。
> それを行うのはどのような方法を考えていますか。

USBシリアル変換経由で1ms周期で制御するのは難しいので、Ethernetを利用した通信を考えています。

[PC] -- Ethernet -- [マイコン(Hub)] -- シリアル(RS485) -- [サーボたくさん]

Hubもサーボも自作する予定です。

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