ロボスイーパーをつくろうとしている話

Last updated at 2025-12-28Posted at 2025-12-28

前回の記事はコヒロさんの「昇圧について」です。

ステッピングモーターでマウスを作っていたころはLT1170 というコントローラを使って昇圧回路を作っていましたが、最近は昇圧よりもLiPoを直列に増やすほうが楽ちんですね…。
ただ、昇圧回路自体は設計していて楽しいものなので、マイクロマウス以外で使う機会があれば、ぜひ作ってみてください。

ロボスイープ

ロボスイープはいわずとしれたマイクロマウス系新競技です。
全日本大会で公開されたでも動画をKurokawaさんが撮影して公開してくださっています。

スピードだけではなく、ボール検出や、投擲、複数台連携などの要素のある競技です。

最近ロボスイーパーを作り始めたので、（まだ未完成ですが）本記事では特にアーム部分についてお話ししたいと思います。

アームはマイクロマウスとロボスイーパーの最大の違いと言っていいでしょう。ボールをつかみ、相手側迷路に投げる機能が必要になります。三菱電機の開発したムブアイは以下のようなアームを持っています。

関節を構成する2個のサーボモータにはフタバのRS204MD(6,500円)、吸引ファンのモーターにはDCX10S(シャフトを8.6mmに延長した特注品)を使っているとのことです。

めちゃくちゃ豪華ですね。

ロボスイープは複数台での出走が想定されているので、こんなお高いパーツで作るのは個人では厳しいです。
なので、なるべく安い部品で作ってみようと思います。
なお、今回様々な部品を3Dプリンタで製造しています。3DプリンタにはBambu Lab A1 mini + 0.2mmノズルを使用しています。

先に動画を見てもらったほうが分かりやすいと思うので、まずはこちらをご覧ください。

ムブアイのアームはとても良くできていて、とても参考になります。しかし同じような構成では面白くありませんので、少しだけオリジナリティを混ぜてみようと思います。

ファンはムブアイを参考に何度か実験を繰り返し、直径45mm、高さ22mmとしました。下図は遠心ファンの断面です。

ドローン用の1020モーターを使って回転させます。
このモーターは定格3.7-4.2Vで、本ロボスイーパーではLiPo2Sを使用する予定なので、PWMを使って出力を絞っています。電源電圧7.4V時に、Duty比35%でボールをつかむことができています。

吸引ファンがボールをとらえたかどうかは、ファンモーターの消費電流をもとに以下のように判断します。

先述の通り、ボールはバネの力で打ち出します。
圧縮バネをラック＆ピニオンで圧縮し、貯めた力を一気に解放してボールにぶつけます。ボールにぶつかる部品「ストライカー」はボールの中心を45度の角度で打つようになっています。

サーボモーターは180度の範囲でしか動作しないため、リロードギアは逆回転で元の位置に戻す必要があります。そのため、リロードラックがワンウェイ動作するよう、リロードラックとストライカーは別体になっています。

まだ試作段階なので、市販されている/ウチに死蔵されているモジュールとユニバーサル基板で制御基板を作りました。

部品	型番 / リンク	備考
マイコン	Arduino Nano 互換品
電流計測	INA219モニターモジュール	本品の電流検出抵抗は100mΩなので、100mΩ抵抗を並列に追加して50mΩ化している
ファンモータードライバ	2SK4017	TB67H450にすればよかった…
電源	小型高効率DCDCコンバーター可変電源キット

PC側のコードはPythonを使用しています。
プログラムはほぼぜんぶAI(Sonnet4.5)に書かせました。自分ではコメント以外書いてません。

約380日遅刻しました。 申し訳ありません。

ロボスイープはマイクロマウスよりもさらに幅広い技術が必要であり、作るだけでいろいろと勉強になります。大会の規模が大きくなるのはまだまだこれからだと思いますが、みなさんもぜひ挑戦してください。