対戦型列車戦（工華祭）
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対戦型列車戦（工華祭）

対戦型列車戦（工華祭）

概要

高専の文化祭「工華祭」に出展した，対戦型の戦車ロボットで打ち合うゲーム企画です．

横移動する 装甲列車ロボット（以下，走行列車） で撃ち合い， 相手の HP を削っていくバトルゲームです． 装甲列車の全長は 300mm ほどで， 向き合うように置かれており， コントローラで操縦します． 装甲列車側面には的がついており，相手の的に弾を当てることで， HP を削ります． HP がなくなる ，あるいはタイムアップによりゲームが終了し， 終了時の HP が高い方が勝利となります．

開発の思い

「高専最後の年にロボコンメンバーでまた集まってものづくりをしたい！」と，高専ロボコンで同じチームだったメンバーで集まり，製作しました． 群馬高専の文化祭には，受験を検討する中学生，高校生（高専生の中学の友達など），教員，OB・OGが訪れます．圧倒的に男性が多いことから，コンセプトを「男の子（大人も含む）が操縦して興奮するロボット」としました．

製作

機械班（主担当，外装担当，コントローラ担当），回路担当，制御担当の5人で主な製作を行いました． 私は制御担当と，全体統括をしていました．

機械面

本体

  • 縦300mm×横400mm×高さ200mmくらいのサイズ
  • メイン構造は角パイプ&鋼板，細かいパーツは3Dプリンタなど
  • アクチュエータ
    • 横移動
    • 砲塔旋回
    • 発射（ガンベルト送り&弾出し(撃鉄)機能）
    • 発射（加速ローラ） こだわりポイント：「発射（ガンベルト送り&玉出し(撃鉄)機能）」について，1つのモータで装填と弾出しを両方できる機構を作ってくれました 外装：ミリオタに頼んで実在する戦車を参考に製作してもらった
出番を待つ機体（左が外装つき，右が外装なし）

コントローラ

左右移動用のグリップと，砲塔旋回用のノブから成る． グリップはセンター復帰機構を，ラジコンのプロポを参考に製作してもらった．

砲塔旋回用のノブ
左右移動用のグリップ

回路面

同期がプリント基板を設計，製作してくれました．基本機能は，

  • STM32（表面実装）
  • 通信
    • I2C
    • CAN
    • XBee（2.4GHz帯無線通信モジュール）
  • センサ読み取り
    • エンコーダ
    • ポテンショメータ
    • リミットスイッチ
  • アクチュエータ
    • DCモータ用モータドライバ×5 です．

制御面（担当箇所）

各アクチュエータをそれぞれ

  • 横移動
    • エンコーダによる自己位置推定
    • マイコンリセット時に最も左まで自動で動き，リミットスイッチを押すことで原点を取る
    • コントローラのグリップを左右に倒すことで，速度指令が与えられ，そのままモータのDuty比として出力される．
    • 自動機は，PID制御で位置決めを行う．（実際は運用しなかった）
  • 砲塔旋回
    • ポテンショメータで旋回角度を測定
    • コントローラのノブを左右に回すことで，角速度指令が与えられ，そのままモータのDuty比として出力される．
    • 自動機は，PID制御で角度位置決めを行う．（実際は運用しなかった）
  • 発射（ガンベルト送り&弾出し(撃鉄)機能）
    • 1回展で1つ分弾を送る機構．1回転ごとに反応するリミットスイッチで，回転量を取得．
    • コントローラのグリップのトリガーを引くと，リミットスイッチが反応するまで1回分回転する仕組み．
  • 発射（加速ローラ）
    • フォトインタラプタと穴の空いた板を使った簡易エンコーダで回転数を測定
    • 回転数PID制御した．目標値はプログラムした固定の値．

成果

初日の午前中は動かせませんでしたが，初日午後から2日目終日の1.5日を動かし続けることができました．

感想

高専ロボコンをともに乗り越えた仲間は，お互いの技術レベルや，期待した成果が返ってくるタスクの依頼方法を知っているので，すごくやりやすかったです．例えば，このくらいの無茶振りをしても彼ならなんとかやってくれるだろう，どうせ遅刻してくるからそれを見越した作業工程でやろうなど…

関連リンク

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