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実験4 遠隔操作による四輪駆動・四輪全方向メカナムホイール搬送ロボット

実験の目的

  1. 四輪駆動・四輪全方向メカナムホイールシャーシの基本運動制御を習得します。

  2. PS2 コントローラーの指令値を取得できるようになります。

  3. グリッパーの開閉制御を習得します。

  4. 関数ブロックの定義と呼び出し方法、および変数の定義と呼び出し方法を習得します。

  5. 搬送ロボットを遠隔操作できるようになります。

基本制御原理

四輪駆動・四輪全方向メカナムホイールシャーシは全方向への平行移動が可能で、各車輪の回転方向を制御する必要があります。シャーシの移動方向と各車輪の回転方向の関係は以下のとおりです。

前進 後退
右平行移動 左平行移動
その場で左旋回 その場で右旋回

機能要件

ロボットを遠隔操作して把持・搬送を行います。

ハードウェアの準備

機器名 数量 備考
ESP32 メインボード 1 枚 コア制御ユニット
Type-C データケーブル 1 本 PC に接続してプログラムを書き込みます
2S バッテリーボックス+リチウム電池 1 セット モーターに電源を供給します(モーターの定格電圧に適合)
DC モーター(TT モーター) 4 個 駆動部品。シャーシを駆動できます
サーボ 1 揺動部品。揺動関節として使用できます
グリッパー 1 エンドエフェクター

プロトタイプ案

3D モデル図と組み立てマニュアルをダウンロードして、ロボットを組み立ててみましょう。

3D モデル図

四輪駆動メカナムホイールロボット(1 軸グリッパー付き)(四驱麦轮机器人带1轴夹爪1.rar)

組み立てマニュアル

リンクをクリックしてダウンロードしてください:はじめてのロボット組み立てマニュアル(第一个机器人的组装手册.pdf)

回路接続

ハードウェアモジュール

番号 リンク 重要度 役割
1 Uni ESP32 メインボード・拡張ボード説明【V3.0】​ 必読 開発ボードのインターフェースをすばやく確認できます。
2 バッテリーモジュールの使い方(必読)​ 必読 バッテリーの取り付け・接続・充電方法をすばやく理解できます。
3 OpenBlock ソフトウェア環境の設定と使い方【V3.0】 必読 ソフトウェアの概要、インストール、基本的な使い方を理解できます。
4 電子モジュールの紹介 必要に応じて リンクをクリックして DC モーター(TT モーター)、PS2 コントローラー、サーボのパラメーター を確認してください。

ピンの説明

ハードウェア ESP32 拡張ボード
PS2 コントローラー ​
GND GND
VCC 3.3V
DAT 22
CMD 4
CS RX0(ピン 3)
CLK 21
シャーシモーター ​
モーター 1 13, 27
モーター 2 14, 25
モーター 3 26, 32
モーター 4 18,19
グリッパー用サーボ 33
グリッパー揺動制御用サーボ 23

実機配線

列 1 列 2

接続後の全体イメージ:

ソフトウェア設計

ライブラリファイルのインポート

ライブラリをダウンロードし、ドキュメントを参考にコントローラーライブラリをインストールしてください。

PS2 コントローラーライブラリファイル(PS2手柄库文件.rar)

コントローラーライブラリ関数の移植手順(手柄库函数移植操作说明.pdf)

ソースコードのダウンロード

PS2 コントローラーによる四輪駆動メカナムホイールシャーシの搬送運動(PS2手柄遥控四驱麦轮底盘搬运运动.rar)

ブロックコード

操作手順

  1. グラフィカルプログラムを書き込みます。(1) ESP32 のバージョンを選択し、ESP32 ボードを PC の USB ポートに接続してから、接続してプログラムを書き込みます。

(2) コントローラーのスイッチを入れます。

(3) インジケーターランプの点滅が止まるまで待ちます。点滅が止まれば接続成功です。

(4) 機能ボタンを押して、ロボットの把持・搬送を操作します。

実験結果

コントローラーでロボットを遠隔操作して把持・搬送を行います。ロボットは前進・後退・旋回・平行移動などの動作ができ、ロボットを操作して搬送作業を完了させることができます。