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
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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。
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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。
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グリッパーの開閉制御を習得します。
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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。
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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
- 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。
ドキュメント