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水中ロボコンとその辺りでの修羅場

8/31~9/1の水中ロボットコンベンションinJAMSTEC2013に「慶應水中開拓チーム」として参加してきました.
皆さんの温かい応援とご協力により,後輩の指導と並行しながらROV部門に出場し,2位になることが出来ました.
満身創痍では有りましたが,このような結果を得られたので,その内容について反省を兼ねて内容をまとめておきたいと思います.

まず,大会参加時のフェイルセーフとして
0.オプション部品はすべて制御系と別で駆動(その場で引き剥がせる)
1.修繕部品一式装備
2.制御予備部品一式装備
3.制御MCUを外しての手入力による直接制御
と用意していましたが,結局第三段階まで行きました.ですが,やはり直接駆動できれば最悪動くというのは安心感として大きかったものが有ります.(それでも今回は危険領域でしたが)

なお大会用のフル装備のMk3はこのような機体でしたが,本戦ではすべてのオプションを取っ払いました.
pict-DSC_0280.jpg


8/27
02:00 試6式魚雷のテスト,上下対象な形状の水中翼を試す.全長と浮力重心調整は決定する.魚雷の推進安定性は未だ貧弱.
pict-si6.jpg
08:51 移動の電車の中で量産するまでの流れを想定,まともな揚力発生型の水中翼と下半角の設定を決定する.
10:55 魚雷発射管Ver1のレーザカットを完了.水中カメラユニット(有線)の仮組みを完了.
pict-uwc01.jpg
午後 魚雷の本体管の水密作業を開始
20:09 高輝度LEDが足りないことに気づく,友人に泣きついた所素敵な高輝度LEDをもらった.(なんか違う)
pict-led.jpg
20:47 試7式魚雷が完成する.
22:45 電車内で意識を失い,体調が戻らないため帰宅後すぐに就寝

8/28
08:09 朝風呂をするとともに試7式魚雷の試験→量産を決定
09:00 管への深溝入れに想定以上の時間がかかることが想定たされたため,平板による発射管の再作成を行うべく再設計開始.同じ大会に出場する後輩の発表資料の添削を行う.
10:30 渋谷ハンズへ→閉まっていたため昼飯を食べて日吉に移動.
16:27 すべてのレーザーカットを終えて本組を行う.ハードウェアはこれで全て完成した.(写真は魚雷発射管)
pict-si7.jpg
時間不明 ・後輩が顧問と連絡がとれなくなり,代わりに連絡を取る
     ・ケーブルの到着をもって水中カメラのLEDをつなぎ,水中カメラの水密を終える.
23:40 終電を逃し遠回りで帰宅

8/29
00:30 最終組立を開始.
01:25 仮組み終了.
01:30 制御系の最終調整開始.
07:30 完全な状態での回路作成が終了.
10:30 仮眠終了→湘南藤沢へ.
12:50 学校到着テスト準備と後輩指導.
16:30 最終テスト開始.制御系に問題がないことを再確認.

最終テスト from Hirokazu Yamagata on Vimeo.


16:45 水中カメラの水密部分に問題があり浸水.有線カメラの使用を断念.
17:10 指導していた後輩に機体に蹴りを入れられ,フレームが3箇所破断する.
21:00 帰宅→壊れた部分の再確認と大会出発準備を行う.
23:10 意識を失いかけたため布団に移動.眠れずに1:00くらいまで考え事.

8/30
09:30 起床.
11:30 学校到着 後輩にフレームの修繕を頼み込み回路のコピーをつくる.
19:00頃 魚雷回路の作成が完了し発射機構の電磁石を巻く
22:20 学校を退出する
23:24 発射機構用のFET調整を開始

8/31
05:07 回路とモータの接続を残し,明日の移動準備を行う.仮眠.
10:33 自宅を出発
12:10 調整と回路接続を開始(チームメンバーに任せる) パワポを作り始める.
12:30 くじ引きによりトーナメント初戦をSFC電工(後輩)とやることが決まる.自分が育てた後輩を倒すことは残念.
pict-rank.jpg
15:10 フル装備機体でプール動作の確認を行う.箱にケーブルを挟んでおり,内部に水が入る.
16:04 パワポで発表する.
21:00 発射回路を作り終わる.調整のため宿に移動.
22:20 宿で作業を始めようとした所マイコンに異常発熱を確認.予備のマイコンを探していた所保管用の袋に穴が開いていたことが判明.→作業を中断し,明日の計画を立て直す.(魚雷とカメラを断念して最低限機能で戦うことを選択)
23:47 就寝

9/1
04:30 起床,日吉に移動
05:30 学校に到着.学校の最新版のマイコンプログラムを書き込む
08:15 追浜行きのバスに乗り込む
08:30 serial通信に問題を確認.学校のプログラムが家のものより古いことが判明,リプログラミング開始.
10:00 serial通信の問題解決を断念.FETをスイッチによる直接駆動にすることを決定する.
10:45 コントローラを3チャンネルで作成,半完成状態でデモ会場に移動「組み立てて水に入れる」デモを行う.実際に5分で組み立て水中に投げ入れ,機体の調整や構成変更もその場で行った.→ここでケーブルの断線が判明,断線箇所確認開始(シリアルの不調もこれが原因だった)
12:00 断線箇所の確認を放棄,2自由度劣駆動系による強制制御に移行.進むと潜るようにして後は旋回による調整を行う.
12:30 2チャンネル動作の確実な動作を確認,浮体調整を開始.
pict-mk3conffinal.jpg
13:06 一回戦開始.後輩を殴る. 兄より優れた弟はいねぇ!北斗千手羅漢撃!!
13:46 準決勝.今大会最強(当社比)機体と当たるが,途中で向こうの機体が電池切れを起こす.勝利.
14:38 決勝戦.第二課題までのクリアタイムはほぼ同時だったが,やはり軍配は完成度の高い方に向かう.
15:00 施設見学に向かう
16:00 表彰式開始.表彰される.打ち上げを示唆するも誰も来ない.(´・ω・`)
22:30 帰宅

以下は機体を運用した中で発生したエラーのまとめです.
以下の3点で分類しています.
ヒューマンエラー HE
設計上の問題 DE
スケジューリング SE

・魚雷開発への時間の使い方 SE
 →スケジューリングの強化
・袋に穴が開いていた HE
 →余裕を持って準備
 →予備部品一式を一つの箱で保管.
・ケーブル噛んで水が入った HE,DE
 →気をつける.
 →ボックス底側に接続を設けることで構造的に噛みにくくする.
・ケーブル噛んで断線した HE,DE
 →上に同様
・ケーブルが切れた DE
 →ケーブルにワイヤーをひっつけて構造的に切れないようにする.
・発射機構回路開発が長引いた SE
 →スケジューリングの強化,やらない勇気.
・予備の保管方法の考慮 HE
 →ジャンルによってひとまとめにする.
・デバッグに時間がかかった SE
 →スケジューリングの見直し
 →大小に分けて切り離し可能な構造にする
・予備部品一揃いを用意しなかったHE
 →チェックリストを作る.
・ラジオペンチ忘れた HE
 →チェックリストを作る.
・後輩の指導が疎かになった SE
 →こっちのスケジュールに更に余裕をもたせる.
・調整用浮力材の準備が不十分 HE
 →チェックリストを作る.
・ケリで割れたフレーム DE,HE
 →蹴られない場所に置く
 →直角を固定するようなアタッチメントを作る?
・ケーブル配線順を間違えにくい DE
 →カラー変更によるヒューマンエラーの低減
・ケーブルの抜き差しがきつい DE
 →接続方法を変えない限りは解決不可能.
・直進性が悪い DE
 →制御系を導入する
・調整が難(調整自由度高すぎ) DE
 →治具を作っておく.

大会中は正直余裕もなくあまり他の機体の写真や動画は取れませんでしたが良い機体はたくさんありました.
とれただけ紹介したいと思います.(作者の方,写真に問題がある場合は指摘くだされば削除いたします)

まずは,アルゴノート.私の友人が持ち込んだROVです.大会のスタンダードを目指すという野心的機体.
とてもシンプルな構成ですが,しっかりと動作が行える優れた機体であると思います.個人的にはスラスタの形が好き.
pict-alg.jpg

準決勝であたった機体はDelphinus2.今回出ている機体の中で最も好きな機体です.大会でトップクラスにパワフルな機体.こういうトンガリ方は自分も真似したいと常々思うところです.
pict-del.jpg

こちらはKPC-ROV.スラスタを大量に搭載しており,12自由度を使って3次元運動を行います.
機体の形状が某スターウォーズの敵戦闘機な形をしていてイカしてる.
pict-kpcrov.jpg

ついで,SFCのOYG-YKT.設計思想が独特な私の後輩の機体です.彼らは一週間でここまで持ってきました.贔屓目かもしれませんが,プレゼンもしっかりとこなしていたと思います.次はもっと完成度を挙げてくれるでしょう.
なんというか,彼らは私に似ていない.鳶が鷹を生んだような心持ちで,嬉しくも有り,羨ましくもある.
pict-oyg.jpg

お世話になっている東工大付属からはペンギンロボットとイルカロボットが出ていました.
ペンギンロボットの完成度は非常に良いものでした.水中を泳ぐところが早く見たいです.
pict-peng.jpg
pict-orca.jpg

私の出場した部門の優勝機はこちらのSMDネプチューンROVでした,非常に安定した良い機体でした.
機体側面がイカのように光ります.個人的にはぜひナイトライダーをしていただきたかった処.
pict-smd.jpg

ほかにも多くの機体,チームが参加しております.興味の有る方はぜひ水中ロボコンのHPを御覧ください.

さて,以上で報告を終わりたいと思います.
この機体に関しては徐々に内容について公開していきたいと思います.
・水密ボックスの使用
・マジックテープによる固定
・空圧継ぎ手による接続
 等の方法は一部は外国では用いている例はあるものの国内の事例はまだ多くはありません.
しかし,これらの利用は水中ロボットの開発に際しその参入障壁を打破する上で非常に有意義であると感じます.
これらの知見が少しでも水中ロボットに興味を持った皆さんのお役に立てればと思います.
以上,今日のオモシロイコトを終わります.
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Author:ガガタロス
ノックアウトを短くしたような大学に通う理系院生。
でも、中身は文型。

ロボットを作るのが好きだったり。
ちなみにスーパー派。
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