4足回転ロボットを動かしてみた。

二足歩行ロボットを実現するための第一歩。

４つの足が回転し足のように動いて前進していくロボット。

二足歩行は左右のバランスもあるから難しいので、まずは2次元での動きに特化したロボットを作ってみた。

何故4足なのか？

後ろ足を前に動かすのは大変、そこであらかじめ前に準備している足があればいいよね。

何故この上下左右対称型なのか？

ここがこのロボットの特別なところ。

重心の制御って難しいんです。

足って重たいので動くだけで重心が大きく動いてしまいます。

そこで考えたのがこの形。

重心が同じ位置にあるから制御しやすいんです。

二足歩行に関与している足の反対側に同じ動きをする足があったら重心変わらないよね。

つまり浮いている足は重心を動かさないため。

先ほどの前足の準備という利点と重心位置が変わらないという利点をうまく利用して制御したロボットです。

腕付き倒立振子で簡単に倒立振子を制御

近藤科学のKRS3302を車輪として使って倒立振子を作りました。

ESP32系のM5ATOM LITEをマイコンとして近藤科学のサーボで腕の部分を作りました。

車輪は同じくサーボを連続回転で動かし、PID制御で立たせることができました。

ちなみにコントロールもPCにつなげたM5ATOM MATRIXをコントローラーとして使い、前進、後退、回転をコマンドを

送る事ができます。さらにM5ATOMのIMUで傾きを検知し、傾き量でコントロールも可能です。

espNOWの無線通信でコントロールしています。

次に今回のメインテーマ

何故腕なのか？

倒立振子の制御って意外と難しいんですよ。ちょっと傾いただけでバランス崩れるのをPIDの３つのパラメーターだけで制御するのはセッティングが大変。

さらにもう一つ問題点が・・・・・なんだかわかりますか？

それは最初の姿勢の重心のズレ。傾きがゼロになっている姿勢って車輪の真上に重心が来ているわけではありません。

制御として車輪の上に重心がある状態の傾きを見つけてそこを中心にバランスさせる必要があります。

この制御を手でやるか動いている中でプログラムで見つけてもらうか、いずれにせよかなり職人技。

そこで登場するのが腕なんですよ！

腕があれば難しい処理はなくていい！

ここがこのロボットの特筆すべきポイントです。

いろいろ苦労がありましたが生成AIに助けてもらってロボットがきちんと動きました