Momon ga 5プレゼン

momonGa-5。開発報告書

チーム奥澤とは？

メンバー

奥澤（代表・メカ担当）夏目（メカ担当）益田（電気担当）飯田（ソフト担当）

社会人による、日曜大工的開発チーム

チーム概要

設立：2009年4月～拠点：東京・愛知・神奈川

資本金：各人のお小遣い

momonGa。シリーズ150[m]級クライマー

momonGa。(2009年)300[m]級クライマー

momonGa-2。(2010年)

1200[m]級クライマーmomonGa-4。(2012年)

600[m]級クライマーmomonGa-3。(2011年)

momonGa-5。仕様

第五世代型　1200[m]超級　昇降機

特徴

サイズ：760×300×200[mm]重　量：7[kg]積載量：7[kg]速　度：6[m/s]総工費：30万円※人件費別

・安全な昇降　⇒自由落下防止のため渦電流ブレーキ搭載　⇒自律/手動の切替可能・環境測定能力　⇒MP同等の測定機能をクライマーに内蔵・ペイロード比100％超　⇒自重以上の物を運搬可能

仕様

１：運用フロープレゼン内容

２：自律動作フロー

３：各種技術

４：その他

momonGa-5。の自律動作フローの詳細を説明します。

momonGa-5。の基本的な動作方法を説明します。

・システム構成・自律・手動モードの切替・ベルト式動力伝達機構・うず電流ブレーキ・ペイロード

運用フロー

①タブレット上でパラメータを入力し、クライマーに転送

②クライマーのスタートスイッチを押す⇒自律昇降開始

③エンコーダで距離を測定し、指定高度まで到達

④上空で任意時間停止（観測/撮影タイム）

⑤下降開始、ディスクブレーキをインターバル動作し下降

⑥目視域到達後に手動モードへ切替、地上へ帰還

運用フロー　１







距離[m]

　頂上まで(D1)

　昇り減速開始(D2)

　降り終点(D3)

　降り減速開始(D4)

速度[m/sec]

　昇り通常速度(S1)

　昇り減速速度(S2)

　降り通常速度(S3)

　降り減速速度(S4)

　昇り噛み込み解除逆走時(R1)

　降り噛み込み解除逆走時(R1)

ブレーキ(0～16384)

　昇り減速時(B1)

　降り減速時(B2)

　非常低支持(B3)

　昇り噛み込み解除中(B4)

　降り噛み込み解除中(B5)

時間[msec]

　頂上・地上での一旦停止期間(ST)

　加速期間(TS)

　昇り噛み込み解除逆走期間(T1)

　昇り無回転噛み込み判定閾値(T2)

　降り無回転か見込み判定閾値(T3)

エラー判定比率(駆動ローラーの距離に足すする%)

　噛み込み判定閾値

　スリップ判定閾値

エラーチェック有り無し(ON/OFF)

運用フロー　２







運用フロー　３







計測ローラ

計測エンコーダ

運用フロー　４







気球1200[m]

<SENSING>・3D Acceleration sensor・2D Gyro sensor・GPS sensor

・Temperature sensor・Humidity sensor・Barometer

運用フロー　５







運用フロー　６







自律動作フロー


①基本動作フロー

②スリップ判定

③ベルト破断判定（モータ異常）

④噛み込み判定

正常時に行われる動作フロー

クライマーがスリップして上昇できない場合の動作フロー

モータに異常が生じた場合の動作フロー

テザーを噛みこんで進めない場合の動作フロー


①基本動作フロー


②スリップ判定


③ベルト破断判定（モータ異常）


④噛み込み判定

システム構成

システム構成

\\

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システム系モータ系

システム系とモータ系を分離し、拡張性を向上

モータドライバの自作を見越し、

モータ系をシステム系から分離

長期的なプラットフォームとして、パンダボードを採用

制御ボードをKCB-WL3(KONDO)から、

Pandaboardへ変更。OSを搭載しマルチタスク対応

組込みパソコン積みました。

パンダボード

システム構成モードセレクトSW

いくつかのモード（高度/速度等の設定）を本体に記録し、前面スイッチにて選択可能

地上付近の状態変化への対応

任意のタイミングで手動モードに切り替え可能

地上付近の状況変化（テザーが垂れる）に対応

プロポからの信号をCPLDで処理し、モード切替え

自律・手動

手動操作可能範囲（地上100[m]程度）

自律上昇自律下降

手動下降

搬送力の向上

テザーへの動力伝達を、ローラ（線接触）から

ベルト（面接触）へ変更し、搬送力の向上

シンプル軽量な構成で多輪駆動と同等の搬送力

ベルト式動力伝達

旧：momonGa-4。新：momonGa-5。

駆動部仕様


回転数：4884[rpm]直径：28[mm]速度：6[m/s]出力：1200[W]方式

　対向orオフセット

　（組替え可能）

うず電流ブレーキ

ディスクブレーキ

計測ローラ（エンコーダ付）

モータ（エンコーダ付）

プレスケールによる搬送力の比較

テザーへの加圧状態を測定し、

従来機と遜色がないことを確認。

搬送力（ブレーキ時の静止摩擦力）20[kg]以上


旧：momonGa-4。新：momonGa-5。

自由落下防止

クライマー故障時の自由落下を防止するために、

渦電流ブレーキを搭載、運動を熱に変換する。

ワンウェイクラッチにより、メカ的に下降時に動作


磁石N極

磁石S極

アルミ円盤

うず電流ブレーキとは

日本ガイシ株式会社HPより引用http://site.ngk.co.jp/lab/no64/


ペイロードの多彩化

サンダバード2号方式を採用し、

様々な機能を持ったペイロードを選択式に搭載可能

ペイロード

電飾ユニット飲料水タンク

展開式カメラアーム（自画撮り）

宇宙エレベーターガール（音声ユニット）

2013年8月* *日　* * * * [m]

かみんぐすーん

結果

1000[m]超級Climberの技術要素

◯メカ

　ペイロード比向上

　　⇒ベルト駆動方式の最適化

　ローラ（ベルト）クリーニング

　　⇒耐久向上＆外乱影響対策

◯エレキ

　ブラシレスモータドライバ開発

　 ⇒高電圧/低電流駆動　回生

　　⇒エネルギー効率の向上

◯ソフト

　Android搭載 ⇒カッコいい

技術開発動向

技術情報等をBlogで公開しております。

Blog：http://teamokuzawa.blog57.fc2.com/本資料もSlideshareにて公開済みです

情報公開中

http://teamokuzawa.blog57.fc2.com/

宇宙エレベータ協会関係者及び、ボランティアの方々には、

技術競技会開催のためにご尽力戴きました。

ここに感謝の意を表します。

そして、発表を聞いてくださった方々に感謝いたします。

ご静聴頂き、ありがとうございました。

謝辞

Thank you.

付録

主要部品一覧表

品名メーカ品名規格

モータロベドミネイターCA88-19 220[kV]/1200[W]

モータドライバ Turnigy Trackstar 1/5th Scale Sensorless 200amp 8s Opto Car ESC

34[V]/200[A]

バッテリー Turnigy Nano-tech 5000mAh 22.2[V]/5000[mAh]

メインボード - PandaBoard ES

ブレーキ SHIMANO BR-M375-L

ブレーキサーボ KONDO KRS-2542HV ICS 0.12[s/60°]/11[kgcm]

駆動ベルト三ツ星ベルト 35-FL-400 35[mm]幅

孫ボード（制御） STMicroelectronics STM32F407

プロポ JRプロポ XG6 TRG

受信機 JRプロポ RG631B

3軸加速度センサ Strawberry-linux SEN-11486 ±16[G]

3軸角速度センサ 1000[degree/s]

3軸地磁気センサ 0.3[uT/LSB]

温湿度センサ Strawberry-linux SHT-11+SF -40～140 /0℃ ～100％

GPS G223

電流センサ TAMURA L01Z150S05

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