平成 25 年度電子情報通信学会東京支部学生会研究発表会講演番号： 183 RoboCup 中型リーグにおけるボール保持機構の製作 C-05 Production of Ball Handling Mechanism in RoboCup MSL 松田治 1 Osamu Matsuda 八十原良隆 1 Yoshitaka Yasohara 清水孝成 1 Kousei Shimizu 鈴木秀和 1 Hidekazu Suzuki 1 東京工芸大学工学部 Faculty of Engineering, Tokyo Polytechnic University 1 緒言 RoboCup とは， “ 西暦 2050 年，サッカーの世界チャンピオンチームに勝つ自律型ロボットのチームを作る ” という夢に向かって，人工知能やロボット工学などの研究を推進し，様々な基礎技術として波及させることを目的としたプロジェクトであり，サッカーを題材に行われる国際的ロボット競技大会である．東京工芸大学チーム KOOGEI-RV では中型サッカーリーグ（RoboCup MSL）に 5 年連続出場している．キック機構はサッカーロボット唯一の攻撃手段であり，保持機構はボールのドリブルやキャッチ等，ボール操作をスムーズに行うための重要な構成要素のひとつである．決定打となる強力なキック力が必要になるとともに，どの角度，どの状況においてもボールを取り込み，しっかりと保持を行える保持機構の開発が必要となる． 2 図2 キック機構製作以前の研究 [1] では，最適化したソレノイド式キック機構を製作した．24[V] の入力電源から，DC/DC コンバータで約 100[V] へ昇圧し，10000[uF] のコンデンサを 5 個を使用した 50000[uF] でコンデンサバンクを構成している．これを瞬間的に開放し，電磁誘導によって可動鉄芯（表面無処理 SS 材：φ 24，長さ 110[mm] ＋樹脂丸棒：ポリアセタール，φ 20，長さ 80[mm]，先端部分丸加工）を射出することによりキック動作を行う．ソレノイドの銅線は，ポリエステルエナメルワイヤー（線径 2[mm]）を重量 1[Kg] で製作を行った．製作したキック機構をを図 1 に示す． 3 図 1 キック機構保持機構製作十分な威力のキック機構を製作することができたが，キック機構のキック動作はボールとキック機構が密着していることを前提としているため，ドリブルや旋回動作を行ったとき，ボールが離れてしまうと十分な威力のキックを行うことができない．効率よく使用するためには，ボール保持機構が必要となってくる．保持機構を構成するための要件として，ボール直径の三分の一以上を保持してはならない，自然の回転速度よりわずかに遅くてもボールが連続的に回転していなければならない，これらが RoboCup ルールにより定義されている．このため，自然な回転を作り出すためのモータ，ボールから受ける力を逃がすダンパが必要となる．これらを考慮し，試作した保持機構を図 2 に示す．しかし，試作した保持機構はボールに密着し辛かったため，ボールに横回転を保持機構図 3 改良した保持機構与えても回転せず，取りこぼしが多かった．そのため，基本構成を維持しつつ，ボールの中心方向に保持機構を傾け，横回転が行える様に改良し，さらにボールからの力を逃がし易くするためにダンパの取り付け方向を変更する改良も行った．改良した保持機構を図 3 に示す．保持機構検証改良した保持機構を使用し，ボールの回転に合わせてマシンを旋回させ，ボール保持状態を維持出来ているか確認を行う．手順として，ボール確保のため保持機構を逆回転させ，ボール取り込み動作を行う．その後，ボールを横回転させた状態でマシンを一周させ，ボールを保持出来ているかを検証した．検証の結果，自然な回転を行うことができ，ボール保持の可能な回転数に一定の法則性を発見した． 4 結言強力なキック機構を製作し，効率的に使用するための保持機構の製作を行った．また，試作保持機構の改良を行った結果，自然なボールの回転が可能になった．今後は検証結果の法則性を関数化し，センサで回転数を自動調整できる保持機構の製作を目指す． 5 参考文献 [1] 松田治, 谷山直将, 中野翔吾, 松下健嗣, 鈴木秀和, -183- ”ロボカップ中型リーグにおけるキック機構の開発”, 第 18 回電子情報通信学会東京支部学生会研究発表会講演論文集, pp. 152 (2013.3) Copyright © 2014 IEICE