先日4月10日（日）に実家にてフィールドテストを実施しました。今回のフィールドテストでは実際にロボットを地面上で動かして、脚部やカメラの動作を確認することです。まず比較的地面が固く、雑草が密集していない場所を選んで動作させてみました。
この時のテストで気になった点としては、
- 右前にはさみとアームが配置されている関係でロボット全体が前がかりになり、軌道が直線にはならず、弧を描いてしまっている
- 1.と関連するが、右前脚が地面から離れるタイミングでロボット全体が前がかりになるように回転してしまう。右前脚が接地すると姿勢が元に戻る
- 動き出しと撮影のタイミングによって写真がぶれることがある
- 写真中で明るい部分と暗い部分の差が激しい
- 脚部先端部に枯葉が何枚か刺さっている
1,2に関しては先日投稿したように加速度センサ、ホール効果センサ、サーボ角度からロボットの姿勢をフィードバック制御する仕組みが必要だが、現時点では実装していないことが原因となります。
次に場所を変えてもう一度前進歩行パターンの動作テストを実施しました。今度は比較的雑草が密集しており、地面も柔らかい場所を選びました。この時のテストで気になったことは、何といっても
- 脚部先端部が地中に刺さってしまい、ロボット全体が沈み込んでしまった。その結果、脚部を振り出すときに雑草に邪魔されてその場でロボットがスタックしてしまった
ことです。元々脚部の第二リンク（真ん中のリンク）の長さが47[mm]で、水平状態から60°まで回転したときの高さの差は約40[mm]です。従ってもし脚部先端部が10[mm]地面に刺さると、残りの30[mm]しか脚部を持ち上げることしかできなくなります。さらに雑草は地面に近い部分が比較的固いので、サーボの出力が十分でないと、雑草に打ち勝つことができなくなります。サーボのパラメータを変えて最大出力を上げることも可能ですが、今度は消費電力が大きくなり、電池の消耗が激しくなり、十分な作業時間が確保できなくなります。
ということで、今後の対策として脚部第二リンクの長さを47[mm]から90[mm]へ変更することにしました。リンク長さが伸びたことで脚部をより高く持ち上げることが可能になるわけですが、その一方で以下のようなデメリットもあります。
- 脚部先端部がロボットの重心からより離れ、その結果地面からの反作用によるトルクが大きくなる。従って脚部第二リンクの角度を保持するためにサーボの出力が大きくなり、消費電力が上がってしまう。
- 1.と関連するが、ロボット全体の姿勢バランスが崩れる可能性もある
- ホール効果センサやサーボ間をつなぐ配線長さを調整する必要が出てくるかもしれない。
いずれにせよ、脚部第二リンクを伸ばした結果についてはこのブログで改めて触れることにします。