はじめに
本ドキュメントはMIRS1804 GYM員Projectの基本設計書の全体計画についてのドキュメントである。基本機能
MIRS1804機体の機能を明示する。詳細は「4. 機構概要」で説明する。-
- 白線引き機能
- 指定された図面に沿って、白線を落としながらグラウンドに図を描く。
-
- マーカー設置機能
- 指定された図面に沿って、マーカーを配置する。
-
- ディスプレイ表示＆操作機能
- 図面をディスプレイに表示し、ユーザーがグラウンドに描きたい図面を選択する。
開発分担
MIRS1804GYM員Projectの担当分担をまとめた表をTable.1として以下に示す。| 開発項目 | 担当者 |
|---|---|
| メカニクス | 板屋醍嗣、小池勇太、山崎蒼人 |
| ソフトウェア | 中村美月、米持春貴 |
| エレクトロニクス | 足立颯一郎、川口大和、土屋優貴 |
機構概要
-
- 機体
- ＜機体仕様＞
サイズ 全長:60[cm],幅:40[cm],高さ:50[cm] 重量 約12[kg] 速度 約50[cm/s] 走行試験にて重量がこの速度で走行できることを確認済 起動方法 電源ボードのスイッチをON & モバイルバッテリの電源をON 終了方法 アプリケーションの終了ボタンを押す & 電源ボードのスイッチをOFF & モバイルバッテリの電源をOFF 電源
※模型用バッテリは2つ使用し、制御用と駆動用で区別するUSB (Li-ion)モバイルバッテリ 定格出力電圧 : 5[V] 模型用(ニッケル水素)バッテリ 定格出力電圧 : 7.2[V] 交換可能な設計 USBモバイルバッテリが切れたら交換してもらう 模型用バッテリは電圧より判断してアプリで交換時期を知らせる 動作環境 グラウンド 整備された乾いたグラウンド 天気 晴れまたは曇り、風は穏やか(詳しくは要検討) 設計 (簡単な) 防塵設計 緊急停止スイッチ ディスプレイ操作用ボタンの横に区別できるように設置 パトランプ 石灰ボックスの側面に設置、走行中に光る
単3電池3本使用：必要に応じてユーザーが交換
-
- 走行モーター部分
- ＜その他＞
駆動用バッテリー 7.2[V]を使用 指示 Arduinoからの指示を受けて動作 モーター 下段シャーシの下に設置 ホイール 標準機のものから変更
去年を参考に、金属板を加工し作成モーターマウント 標準機のものから密度を大きくして3Dプリンタで作成
-
- 白線引き機構
- ＜石灰の仕様＞
石灰 概要 炭酸カルシウムのパウダー 最大積載量 2.0[kg] 概算距離 100[m](幅5[cm]) - ＜その他＞
制御用バッテリ 7.2[V]を使用 動作 マーカー設置と同時に動作 図面 3パターン ①200mトラック図面 ②50m走用ライン図面 ③デモ用図面(内容は今後検討)
-
- マーカー設置機構
- ＜マーカーの仕様＞
概要 既製品を改造した専用マーカー 概形 外径18[cm],内径5[cm],高さ4.5[cm] 重量 約30[g] (16[g] +スペーサー) 搭載数 10枚 - ＜その他＞
制御用バッテリ 7.2[V]を使用 動作 白線引きと同時に動作 モーター 使用するモーターの仕様が不明 -
- ディスプレイ表示、アプリケーション機能
- ＜RasPi用ディスプレイ仕様＞
概要 アプリケーションを表示するためのディスプレイ サイズ 7.0インチ (縦幅14.22[cm] 縦幅10.67[cm]) 接続 HDMI 設置場所 石灰ボックス上の後方15[cm]の部分 - ＜アプリケーション＞
起動方法 機体を起動すると同時に起動するように設定 操作方法 上記の押しボタンスイッチによる操作 終了方法 アプリケーション内の終了ボタンを押す 搭載機能
※仮の名称時間表示機能 現在の時刻をディスプレイ内に表示 電池残量表示機能 バッテリの残量をディスプレイ内に表示 スイッチ操作機能 スイッチによるアプリケーション操作 RaspberryPi終了機能 アプリの終了をRasPiの終了に合わせる 動作シナリオ ①起動画面 アプリケーション起動(自動) ②図面選択画面 スイッチ操作により描く図面を選択可(走行プログラム(仮)実行) ③動作中画面 図面を描いている間、動作中であることを表示(走行プログラム(仮)完了後、機体は待機場所に移動) ④完了画面 動作が完了したことを表示 ⑤終了画面 アプリケーション終了(アプリ内操作)(電源OFF) - ＜その他＞
USBモバイルバッテリ5[V]を使用
購入物品
- メカニクス
Table.1 購入物品表(メカニクス)
小計: \7,506購入部品 メーカー 購入店 単価 個数 小計 ベニヤ板(450×450×5.5[mm]) ユニット モノタロウ \636 3 \1,908 ベニヤ板(600×450×5.5[mm]) ユニット モノタロウ \885 2 \1,770 ベニヤ板(500×400×5.5[mm]) ユニット モノタロウ \777 1 777 マーカーコーン 10枚セット GronG amazon \799 2 \1,598 DS成形平歯車 小原歯車工業 スイッチサイエンス \161 1 \161 キャスタ(ナイロン一体車輪) ハンマーキャスター モノタロウ \301 2 \602 ベアリングユニット KMT モノタロウ \345 2 \690 ジャンク部品 メーカー 個数 ブラシ ??? 2 - エレクトロニクス
Table.2 購入物品表(エレクトロニクス)
小計: \12.749購入部品 メーカー 型番 購入店 単価 個数 小計 DCギヤードモーター DFRobot FIT0521 mouser \2,318 1 \2,318 DCモータードライバ Cytron MD10C モノタロウ \1,609 2 \3,218 押しボタンスイッチ ミヤマ電器 DS-193-K モノタロウ \161 3 \483 トグルスイッチ NKKスイッチズ S-21A モノタロウ \495 1 \495 RaspberryPi用ディスプレイ 7インチ Kuman amazon \5,199 1 \5,199 非常停止用押しボタンスイッチ MVN301NR モノタロウ \1036 1 \1036 ジャンク部品 メーカー 個数 DCモーター SAGAMI ??? 1 パトランプ Disco LIGHT CLV-502 1 - ソフトウェア
ソフトウェアの購入物品は現時点ではなし
小計:\0 - 合計金額
現時点での購入物品の合計金額は\20,255となる。
※ただし、amazon等での購入による料金の増加は考慮していない。amazon、mouserでの購入で金額が一律20%増加したとすれば合計金額は\22,078となる。
スケジュール
-
- 動作試験の計画
-
MIRS1804の機体を完成させる上で機能ごとに必要な条件を以下に挙げる。今後の動作試験はこれらを基準に計画していくことになる。尚、機能は「走行機能」「白線引き機能」「マーカー設置機能」「ディスプレイ表示、アプリケーション機能」の4つであり、それぞれで優先度が高い順番に条件を挙げる。
-
走行試験
Table.3 動作試験の計画(走行機能) 番号 条件 動作試験の担当パート ① モーターが回る ソフト、エレキ ② 指定した距離だけ走行する(直進、回転) ソフト、エレキ、メカ ③ 指定した速度が出る ソフト、エレキ、メカ ④ 設定した通りに図面を描くことができる ソフト、エレキ、メカ -
白線引き機能
Table.4 動作試験の計画(白線引き機能) 番号 条件 動作試験の担当パート ① モーターが回る ソフト、エレキ ② 石灰ボックス内で石灰が穴の部分に集まる(ボックス内の斜面に沿って石灰が落ちる) メカ ③ 石灰が機構の隙間からこぼれない(機構とブラシの間に隙間を作らない) エレキ、メカ ④ 石灰が必要な量だけ落ちる(ブラシが機構に引っかかることなく回る) ソフト、エレキ、メカ -
マーカー設置機能
Table.5 動作試験の計画(マーカー設置機能) 番号 条件 動作試験の担当パート ① モーターが回る ソフト、エレキ ② マーカーが排出できる ソフト、エレキ、メカ ③ マーカーを1枚ずつに分けて排出することができる ソフト、エレキ、メカ ④ 狙った場所にマーカーを設置できる ソフト、エレキ、メカ -
ディスプレイ操作、アプリケーション機能
Table.6 動作試験の計画(ディスプレイ操作、アプリケーション機能) 番号 条件 動作試験の担当パート ① ディスプレイに画面(RaspberryPi)が表示できる ソフト、エレキ ② アプリケーションが動作する ソフト ③ スイッチによるアプリケーションの操作ができる ソフト、エレキ ④ アプリケーションによる図面の選択ができ、それにより機体が作動する ソフト、エレキ
-
走行試験
-
- スケジュール表
- 「3.1動作試験の計画」を踏まえてスケジュール表を作成し、以下に示す。
<参考資料 : 各パートの開発計画>
※11/20(火) ~ 11/30(金) が後期中間試験期間のため一部作業が進まない。
- メカニクス
基本設計 ~ 11/7(水) 基本設計レビュー 11/8(木) 詳細設計 ~ 11/15(木) 詳細設計レビュー 11/16(金) 加工、組み立て ~ 12/ 6(木) 動作試験② 12/ 7(金) システム統合① ~ 12/13(木) システム統合試験① ~ 12/16(日) システム統合③ ~ 12/21(金) システム統合試験③ ~ 1/6(金) - エレクトロニクス
基本設計 ~ 11/7(水) 基本設計レビュー 11/8(木) 詳細設計 ~ 11/15(木) 詳細設計レビュー 11/16(金) 基板作成 ~ 11/21(木) 動作試験① 12/1(土) 機構ごとに配線 ~ 12/6(木) 動作試験② 12/7(金) システム統合①② ~ 12/13(木) システム統合試験①② ~ 12/14(金) システム統合③ ~ 12/21(金) システム統合試験③ ~ 1/6(金) - ソフトウェア
基本設計 ~ 11/7(水) 基本設計レビュー 11/8(木) 詳細設計 ~ 11/16(金) 詳細設計レビュー 11/19(月) 試験用プログラム作成① ~ 11/22(木) アプリケーション開発① ~ 11/30(木) 動作試験① ~ 12/1(土) アプリケーション開発② ~ 12/21(金) システム統合試験③ ~ 1/6(金) プログラム作成① ~ 12/6(木) 動作試験② 12/7(金) 試験用プログラム作成②③ ~ 12/13(木) システム統合試験①② ~ 12/16(日) プログラム作成② ~ 12/21(金) システム統合試験③ ~ 1/6(金) -
- 解説
-
動作試験① ・各モーターの動作試験
・ディスプレイ表示試験
・アプリケーション動作試験動作試験② ・石灰ボックスの単体試験
・マーカー設置機構の動作試験システム統合試験① 白線引き機構と石灰ボックス統合して行う試験 システム統合試験② アプリケーションとスイッチ操作部分を統合して行う試験 システム統合試験③ すべてのシステムを統合して行う試験(アプリケーションから各機構に対して指示を出す) 1/7(月),1/21(月)に学内デモ、2/2(土)にMIRS発表会がある。
Table.7 スケジュール表 
- メカニクス