沼津高専 電子制御工学科
MIRS0004メカニクス詳細設計書
MIRS0004-ASSY-0001
改訂記録
版数 作成日 作成者 承認 改訂内容
A01 2001.5.31 鈴木、土屋、野澤 勇 初版
A02 2001.6.5 鈴木、土屋、野澤 勇 寸法の記入、リンク先の変更、誤字の修正、製造ツリーの修正
A03 2001.6.17 鈴木、土屋、野澤 勇 寸法の修正、誤字の修正、製造ツリーの修正、必要箇所の追加
A04 2001.6.20 鈴木、土屋、野澤 勇 製造ツリーの修正、図の修正、関連文書の追加
A05 2001.6.22 鈴木、土屋、野澤 勇 製造ツリーの修正

目次

  1. はじめに
  2. 概要
    1. 外形
    2. センサ系
    3. 電源系
    4. 駆動系
  3. 外観
  4. 構成
    1. シャーシフレーム
    2. ISAラックフレーム
    3. ISAラック
    4. 電源ユニット
  5. 主用寸法
    1. 各フレーム
    2. センサ配置
    3. 駆動系配置
    4. 制御回路および電源の配置
  6. ケーブル
  7. 製造ツリー
  8. 参考資料

１．はじめに

本ドキュメントは、MIRS0004のシステム製造仕様書の作成に必要な事項を述べる。

２．概要

MIRS0004システムのハードウェアは、車輪ユニット、シャーシフレームユニット、ISAラックフレームユニット、電源ユニット、タッチセンサユニット、超音波センサユニット、赤外線センサ基板から構成されている。タッチセンサは、前方、左右側面、及び後方にバンパ型タッチセンサを各1個づつ計4個を使用する。超音波センサは前方、及び左右側面に各1個づつの計3個使用する。赤外線センサは前面と左右側面に各1個づつの計3個を使用する。
  1. 外形
      　高さ273.5[mm]で、直径300[mm]の円形のボディを基にサイズである。
      ボディを円形になすことで機体の出っ張りを無くし、走行中物体に接触した時に引っかかるのを防ぐ。

  2. センサ系
    1. 超音波測距センサ
      シャーシフレーム2階上部の後方および左右側面に配置し、滑らかな平面および直径20cmの円筒側壁と正対した状態で
        測定範囲：20[cm]以上〜100[cm]以下
        測定誤差：3[cm]以内

    2. 赤外光検出センサ
      シャーシフレーム3階上部の前方および左右側面に配置し、競技規定のポストが発光する赤外線の正面40cm以内に接近したときこの赤外線を検出する。

    3. バンパ型タッチセンサ
      バンパの形状は外形図を参照。シャーシフレームの前方、左右側面および後方に各1個、計4個設置する。センサシステムにバンパ板を近づけた時に、2個のタッチセンサが感知できるように設置する。また、すべてのバンパ型タッチセンサはパーソナルコンピュータのキーボードを押下する程度の圧力で接触を感知できることとする。

  3. 電源系
    　
    1. 電源制御機能
      制御回路用の電源とモータ駆動用の電源は完全に分離されていなければならない。電源は以下のスイッチによりコントロールされる。
        メインスイッチ（ロック型）：
        制御回路系のモータ系すべての電源を投入／切断する。
        スタートスイッチ（ノンロック型）：
        モータ系の電源を投入する。
        強制停止スイッチ（ノンロック型）：
        モータ系の電源を切断する。
      　
    2. 電源
      下記電池を制御回路用とモータ駆動用にそれぞれ１個づつ計２個使用する。
      • 公称電圧：7.2[V]
      • 容量：1700[mAh]以上
      • 種別：NiCd電池

  4. 駆動系
      駆動系はシャーシフレーム部にあるモータとタイヤ（×2）で構成される。モータは減速ギヤとロータリエンコーダが一体になったMAXON RE025-055-34EBA201Aを使用する。

３．外観

図1に外観を示す。
図1．MIRS0004外観図 （ポストスクリプト 頭脳WinCAD）

４．構成

MIRS0004はシャーシフレーム、ISAラックフレーム、ISAラックおよび電源ユニットの４つのユニットから構成される。各ユニットの構成要素を以下に述べる。
  1. シャーシフレーム
      シャーシフレームは最下部に位置し、塩ビ板のフレームにモータ、ボールキャスタ、バンパ、Motor Power回路基板、マイクロスイッチ（タッチセンサ）が取り付けられている。モータは減速ギヤとロータリエンコーダが一体になったMAXONRE025-055-34EBA201Aを使用する。

  2. ISAラックフレーム
      ISAラックフレームはシャーシフレームの上に位置し、塩ビ板のフレームに下記に示すISAラックと超音波センサ基板、赤外線センサ基板が取り付けられている。

  3. ISAラック
  4. 電源ユニット
      ISAラックの上に搭載される。Power distributor基板と電池ホルダを連結しラックに取り付ける機構を有する。

５．主用寸法

  1. 各フレーム
    図2．1階シャーシフレーム （ポストスクリプト 頭脳WinCAD）

    図3．2階シャーシフレーム （ポストスクリプト 頭脳WinCAD）

    図4．3階シャーシフレーム （ポストスクリプト 頭脳WinCAD）

  2. 各部品仕様
    図5．バンパー・タッチセンサ （ポストスクリプト 頭脳WinCAD）

    図6．バッテリーホルダ （ポストスクリプト 頭脳WinCAD）

6．ケーブル

  1. ケーブル一覧
    FromTo備考
    ケーブル名コネクタ形状接続先ラベルコネクタ形状接続先ラベル
    ドーターボード-超音波センサケーブルMOLEX 5045-05ADB_USS1DB_USS1MOLEX 5046-05A超音波センサ前USS_DB1USS_DB1
    MOLEX 5045-05ADB_USS2DB_USS2MOLEX 5046-05A超音波センサ右USS_DB2USS_DB2
    MOLEX 5045-05ADB_USS3DB_USS2MOLEX 5046-05A超音波センサ左USS_DB3USS_DB3
    ドーターボード-赤外線センサケーブルMOLEX 5045-03ADB_IRS1DB_IRS1MOLEX 5045-03A赤外線センサ前IRS_DB1IRS_DB1
    MOLEX 5045-03ADB_IRS2DB_IRS2MOLEX 5045-03A赤外線センサ右IRS_DB2IRS_DB2
    MOLEX 5045-03ADB_IRS3DB_IRS3MOLEX 5045-03A赤外線センサ左IRS_DB3IRS_DB3
    ドーターボード-タッチセンサケーブルMOLEX 5045-03ADB_TS1DB_TS1omronSS-5GLタッチセンサ前１TS_DB1TS_DB1
    MOLEX 5045-03ADB_TS2DB_TS2omronSS-5GLタッチセンサ前２TS_DB2TS_DB2
    MOLEX 5045-03ADB_TS3DB_TS3omronSS-5GLタッチセンサ右１TS_DB3TS_DB3
    MOLEX 5045-03ADB_TS4DB_TS4omronSS-5GLタッチセンサ右２TS_DB4TS_DB4
    MOLEX 5045-03ADB_TS5DB_TS5omronSS-5GLタッチセンサ左１TS_DB5TS_DB5
    MOLEX 5045-03ADB_TS6DB_TS6omronSS-5GLタッチセンサ左２TS_DB6TS_DB6
    MOLEX 5045-03ADB_TS7DB_TS7omronSS-5GLタッチセンサ後１TS_DB7TS_DB7
    MOLEX 5045-03ADB_TS8DB_TS8omronSS-5GLタッチセンサ後２TS_DB8TS_DB8
    ドーターボード-ロータリーエンコーダケーブルMOLEX 5045-04ADB_RLDB_RLロータリエンコーダコネクタRL_DBRL_DB
    MOLEX 5045-04ADB_RRDB_RRロータリエンコーダコネクタRR_DBRR_DB
    ドーターボード-モーターパワー制御ボードケーブルMOLEX 5045-05ADB_MPCDB_MPCMOLEX 5045-05AMPC_DBMPC_DB
    ドーターボード・電源ボードケーブルMOLEX 5045-03ADB_PDDB_PDMOLEX 5046-05APD_DBPD_DB
    FPGAボード・液晶ディスプレイケーブル26pin ピンヘッダ型コネクタオスFPGA_LCDFPGA_LCD26pin ピンヘッダ型コネクタオスLCD_FPGALCD_FPGA
    FPGAボード-ドーターボード20pin ジャンパコネクタメFPGA_JP20AFPGA_JP20A20pin ジャンパコネクタオスDB_JP1ADB_JP1A
    20pin ジャンパコネクタメスFPGA_JP30CFPGA_JP30C20pin ジャンパコネクタオスDB_JP1BDB_JP1B
    20pin ジャンパコネクタメスFPGA_JP20BFPGA_JP20B20pin ジャンパコネクタオスDB_JP1CDB_JP1C
    26pin ジャンパコネクタメスFPGA_JP60BFPGA_JP60B14pin ジャンパコネクタオスDB_JP2ADB_JP2A
    26pin ジャンパコネクタメスFPGA_JP60CFPGA_JP60C14pin ジャンパコネクタオスDB_JP2BDB_JP2B
    モータパワー制御ボード-モーターケーブルMOLEX 53259-0220MPC_N1MPC_N1MAXONモータの端子N_MPC1N_MPC1
    MOLEX 53259-0220MPC_N2MPC_N2MAXONモータの端子N_MPC2N_MPC2
    モーターパワー制御ボード・電源ボードケーブルMOLEX 53259-0220MPC_PDMPC_PDMOLEX 53259-0220PD_MPCPD_MPC
    電源ボード - バッテリケーブルMOLEX 53259-0220PD_CNPD_CNMOLEX 51067バッテリコネクタ 1,2CD_PD

7．製造ツリー

※出来る限りフォントサイズ中で見てください 
    MIRS0004製造仕様書
　　┣　MIRS0004組立図
　　┃　　┣　シャーシフレーム一階組立図					1
　　┃　　┃　　　┣　シャーシフレーム
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　塩ビ板 (Φ300×5)				1
　　┃　　┃　　　┣　可変モーターパワー変換ボード				1
　　┃　　┃　　　┣　バンパ機構部						8
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　アルミ板					8
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　スプリング (Φ10×10mm)				8
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　鉄芯 (M6×80)					8
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　塩ビ板（69.5×140×5）				4
　　┃　　┃　　　┣　タッチセンサ
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　マイクロスイッチ					8
　　┃　　┃　　　┣　タッチセンサ・ロータリーエンコーダケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　MAXONモータ用ロータリーエンコーダコネクタ		2
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　50pinヘッダコネクタメス				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　50芯フラットケーブル (300mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　ケーブル検査仕様書				1
　　┃　　┃　　　┣　車輪機構部
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　タイヤ						2
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ホイール					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ホイール取付金具					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　モーター					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　モーター取付Ｌ字アルミ板				2
　　┃　　┃　　　┣　補助輪
　　┃　　┃　　　┃　　　┗ボールキャスター					2
　　┃　　┃　　　┣　取り付け金具・ネジ類
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　なべ小ネジ (M2×15)				32
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　さら小ネジ (M3×15)				8
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　　　 (M3×20)				12
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ナット M2					32
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　 M3					20
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　イモネジ					16
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　スリーブ M6					16
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ワッシャ M2					64
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　　 M3					44
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　スプリングワッシャ M2				32
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　　　　　　　 M3				28
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　スペーサ (Φ3×5)				8
　　┃　　┃　　　┗　シャーシフレーム一階試験仕様書				1
　　┃　　┣　シャーシフレーム二階組立図					1
　　┃　　┃　　　┣　シャーシフレーム
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　塩ビ板 (Φ300×5)				1
　　┃　　┃　　　┣　超音波センサ						3
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　超音波センサボード				3
　　┃　　┃　　　┣　取り付け金具・ネジ類
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　なべ小ネジ (M3×15)				12
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ナット M3					12
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ワッシャ M3					48
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　スプリングワッシャ M3				12
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　スペーサ (Φ3×5)				12
　　┃　　┃　　　┗　シャーシフレーム二階試験仕様書				1
　　┃　　┣　シャーシフレーム三階組立図					1
　　┃　　┃　　　┣　シャーシフレーム
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　塩ビ板 (Φ300×5)				1
　　┃　　┃　　　┣　ISAラック
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ISAラック					1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　FPGAボード					1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　CPUボード					1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ドータボード					1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　フラッシュディスク				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　テンキー					1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　液晶ディスプレイボード				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　電源ユニット
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┣　電源ボード					1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┗　取付金具・ネジ類
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　　┣　アルミ等辺Ｌアングル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　　┣　なべ小ねじ (M3×12)			4
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　　┣　ナット M3				4
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　　┣　ワッシャ M3				8
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　　┣　スプリングワッシャ M3			4
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　　┗　スペーサ (Φ3×5)			4
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ISAラック上部塩ビ板(175×175×3)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　取付金具・ネジ類
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┗　さら小ネジ (M4×20)				4
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　ISAラックジャンパ設定書				1
　　┃　　┃　　　┣　モータパワー制御ボード					1
　　┃　　┃　　　┣　赤外線センサ						3
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　赤外線センサボード				3
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　赤外線センサ外部回路				3
　　┃　　┃　　　┣　バッテリホルダ
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　バッテリホルダアルミ板C (61×53×1.5)		1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　　　　　　　　　  (38×27×1.5)		3
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　　　　　　　　　　　　  (38×16×1.5)		4
　　┃　　┃　　　┣　ケーブル類
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　FPGAボード−液晶ディスプレイボードケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  26pinピンヘッダ型コネクタオス			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  14pinピンヘッダ型コネクタオス			2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  26芯フラットケーブル (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  ケーブル試験仕様書				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ドータボード−タッチセンサケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5045-03A [MOLEX]				6
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ハウジング					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ターミナル					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  3芯フラットケーブル (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  ケーブル試験仕様書				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ドータボード−赤外線センサボードケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5045-03A [MOLEX]				12
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ハウジング					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ターミナル					6
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  3芯フラットケーブル (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  ケーブル試験仕様書				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ドータボード−超音波センサボードケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5045-05A [MOLEX]				4
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5046-05A [MOLEX]				4
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ハウジング					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ターミナル					10
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5芯フラットケーブル (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  ケーブル試験仕様書				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ドータボード−ロータリーエンコーダケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5045-04A [MOLEX]				2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ハウジング					1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ターミナル					4
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  4芯フラットケーブル (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  ケーブル試験仕様書				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ドータボード−モータパワー制御ボードケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5045-03A [MOLEX]				2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5046-03A [MOLEX]				2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ハウジング					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ターミナル					10
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5芯フラットケーブル (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  ケーブル試験仕様書				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ドータボード−電源ボードケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5045-03A [MOLEX]				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5046-03A [MOLEX]				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ハウジング					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ターミナル					6
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  3芯フラットケーブル (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  ケーブル試験仕様書				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　モータパワー制御ボード−電源ボードケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  53259-0220 [MOLEX]				2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ハウジング					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ターミナル					4
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  電源用コード(黒) (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  電源用コード(赤) (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  ケーブル試験仕様書				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　モータパワー制御ボード−モータケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  53259-0220 [MOLEX]				2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ハウジング					1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  ターミナル					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  電源用コード(黒) (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  電源用コード(赤) (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  ケーブル試験仕様書				1
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　電源ボード−バッテリケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　　    ┣  53259-0220 [MOLEX]				2
　　┃　　┃　　　┃　　　　    ┣  ハウジング					1
　　┃　　┃　　　┃　　　　    ┣  ターミナル					2
　　┃　　┃　　　┃　　　 　   ┣  電源用コード(黒) (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　　    ┣  電源用コード(赤) (400mm)			1
　　┃　　┃　　　┃　　　　    ┗  ケーブル試験仕様書				1
　　┃　　┃　　　┗　取り付け金具・ネジ類
　　┃　　┃　　　　　　　┣　なべ小ネジ (M2×10)				4
　　┃　　┃　　　　　　　┃　　　　　　 (M3×15)				12
　　┃　　┃　　　　　　　┃　　　　　　 (M4×20)				4
　　┃　　┃　　　　　　　┣　ナット M2					4
　　┃　　┃　　　　　　　┃　　　　 M3					12
　　┃　　┃　　　　　　　┣　ワッシャ M2					8
　　┃　　┃　　　　　　　┃　　　　　 M3					48
　　┃　　┃　　　　　　　┣　スプリングワッシャ M2				4
　　┃　　┃　　　　　　　┃　　　　　　　　　　 M3				12
　　┃　　┃　　　　　　　┗　スペーサ (Φ3×5)				12
　　┃　　┣　ケーブル接続図							1
　　┃　　┣　柱A								4
　　┃　　┃　　　┣　鉄芯 (Φ6×106)						4
　　┃　　┃　　　┗　ステンレスパイプ (Φ10×70)				4
　　┃　　┣　柱B								4
　　┃　　┃　　　┣　鉄芯 (Φ6×70)						4
　　┃　　┃　　　┗　ステンレスパイプ (Φ10×35)				4
　　┃　　┗　取付金具・ネジ類
　　┃　　　　　　┣　ナット M6						32
　　┃　　　　　　┣　ワッシャ M6						32
　　┃　　　　　　┗　スプリングワッシャ M6					32
　　┣　バッテリ
　　┣　ソフトウェアインストール手順書
　　┃　　┗　MIRS0004（プログラムファイル）
　　┣　MIRS0004試験仕様書
　　┗　MIRS0004取扱仕様書

9．参考資料

関連文書
  • MIRS0004 ドキュメント管理台帳(MIRS0004-0004-0004)
  • MIRS0004 システム開発計画書(MIRS0004-DSGN-0002)
  • MIRS0004 基本設計書(MIRS0004-DSGN-0003)
  • MIRS0004 エレクトロニクス詳細設計書(MIRS0004-ELEC-0001)
  • MIRS0004 Mechanics 部品表(MIRS0004-REGU-0002)