名称 MIRS1303 解体報告書
番号 MIRS1403-REPT-0001

最終更新：2014.05.26

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A01 2014.05.20 大塚,野澤 初版
A02 2014.05.23 大塚,野澤 青木教員 不要な補足を修正した。
文法上好ましくない表記を修正した。
ヒューズ付きボードについて、過電流の記載を追加した。
一部の部品の型番を追加した。

目次

  1. はじめに
  2. 全体図
  3. 解体手順
  4. 全部品図
  5. 各部品図
  6. 総括
  7. 所感

  1. はじめに

    2. 本ドキュメントは、MIRS1303の解体報告書である。
    それぞれの記載場所については、目次の通りである。

    解体機体にMIRS1303の機体を選んだ理由を以下に示す。
    関連文書
    MIRS1303 システム提案書

    MIRS1303の機体解体は、役割を分けて行った。
    それぞれの役割、人員をTable 1に示す。
    解体人員配分表
    役割 人員
    機体解体 古儀、大塚、五十棲
    写真撮影 伊藤、野澤、新谷
    部品確認 堀水

  2. 全体図

    3. MIRS1303の機体の全体図、正面図、側面図を以下に示す。
    全体的にコンパクトな作りとなっている。
    反面、機体内の密度が高いので、視認性が悪い。それゆえ、熱が篭りやすく、メンテナンス性も良好ではないと考えられる。

  3. 解体手順

    1. バンパ取り外し

      2. まず始めに機体側面部カバー、機体正面、斜右前、斜左前部バンパの取り外しを行った。
      それぞれのバンパ及び カバーを下図に示す。
      このバンパはそれぞれ二本の螺子で留められていた。
      機体側面部のカバーを外したことにより、機体内部の見通しが多少良くなった。

    2. 上段シャーシ部品の取り外し

      1. webカメラ取り外し

        2. まず、上段シャーシに設置されているカメラを取り外した。 螺子二本で固定されていたので、取り外しは容易だった。
        ウェブカメラのケーブルは長すぎるため、機体内部で結束バンドによりまとめられていた。
        又、ケーブルの接続先は後述のUSBポートである。

      2. 超音波センサ取り外し

        3. 次に超音波センサの取り外しを行った。
        取り付け金具を用いて上段シャーシに対して垂直方向に固定されていた
        一つのセンサを固定するのに使用されている螺子は、
        金具をシャーシに固定する２本と、ボードを金具に固定する２本で合わせて４本である
        超音波センサは親機、子機合わせて二つ使われていました。
        取り付け金具を用いて螺子でシャーシに固定されていた為、これも取り外しは簡単でした。
        子機のCN1と親機のCN1を4PINケーブルで繋いでいる。

      3. 電子コンパスの取り外し

        4. 上段シャーシ右部の電子コンパスを外した。二本の螺子で固定されていました。
        4PINソケットはI2Cマスターボードへ繋がれていた。
        機体の位置を把握することによる、走行の安定化等が設置の目的と考えられる。

      4. ヒューズ付ボードの取り外し

        5. ヒューズ取り付けボードの取り外しを行った。螺子四本で上段シャーシに対して固定されていた。
        電源を分岐させる役割を持っている他、過電流が流れ込んだ時にヒューズが切れる事による、回路を保護する役割を持っていると考えられる。

      5. 上段シャーシ取り外し

        6. 上段シャーシ取り外しを行った。 四本の支柱（ポール）に対して螺子で固定されていた。
        また上段シャーシ取り外し時に、上段シャーシに固定されていたUSB取り付けパネル、VGA取り付けパネルを外した
        両方ともシャーシに対して四本の螺子で固定されていた。

    3. 電源ボード取り外し

      4. 四つ存在している細いポールのうち二つにはめ込まれ、上からナットで固定していた上段の電源ボードを取り外した。

    4. I2Cマスターボード取り外し

      5. 二段目のＩ2Ｃマスターボードを取り外した。 電源ボードとは違い、四方の細いポールにはめ込まれナットで固定されていた。
      4PINソケットには電子コンパスのケーブルが接続されている。

    5. ドータボード取り外し

      6. 三段目、ドータボードを取り外した I2Cマスターボードと同じように四方のポールにはめ込まれていた。
      3PINソケットには白線センサが3つ繋がれていた。 FPGAボードから8PINフラットケーブルも繋がれていた。
      FPGAボードの機能拡張的意味合いをもった基板であると考えられる。

    6. FPGAボード、CPUボードの取り外し

      7. FPGAボードとCPUボードは固くくっ付いていた為、ケーブルを外した後、二つを一緒に四方のポールから外した。
      左写真に写っているボードがFPGAボードであり、その下段にはまっているのがCPUボードである。
      CPUボードの10PINソケットには、上段シャーシのUSBコネクタのケーブルと、
      別途使用用途のあるUSBコネクタのケーブルが繋がっている
      CPUボード及びFPGAボード単体での写真も下に示す。

    7. 中段シャーシ取り外し

      8. 中段シャーシ中央を中心にした四角形の各頂点の所に穴が存在しており、 そこから螺子を差し込み太いポールに固定していた。
      取り外しにあたり、下段シャーシ中段シャーシを通して、 前後部に垂直に設置しているモータ制御ボードに接続されていたケーブルが邪魔だったので、予め全て外した。
      タッチセンサは中段シャーシと一緒に取り外した。

    8. モータ制御ボード取り外し

      9. モータ制御ボードは、取り付け金具を用いて下段シャーシに対して垂直に設置されていた。
      使用されている螺子は金具をシャーシに固定する２本とボードを金具に固定する２本で合わせて４本である。
      モータ制御ボードは２つあるが、設置方法は一緒であったため片方は説明を割愛する。
      ソケットをボンドで補強するなどの工夫が見られる。

    9. 白線センサ取り外し

      10. 白線センサを取り外した。 機体前面部、全面前面斜め右左に1つずつ設置されていた。 シャーシの穴に対して、直接裏から螺子を差し込み裏側からナットで固定していた。
      使用されている螺子は、1つのセンサに対して２つである。
      センサを3方向につけることにより、機体が曲がった時も必要な値を読み取る事が出来るようになっている。

    10. ボールキャスタ取り外し

      11. 下段シャーシに取り付けられていたボールキャスタを外した。
      前後部に一つずつついており、シャーシ下から螺子を差し込み上からナットで固定されていた
      使用されている螺子はキャスタ1つにつき２本である。 前後部に一つずつ取り付けることにより、機体の安定性を高めることが目的であると考えられる。

    11. モータ、ロータリエンコーダ、タイヤ取り外し

      12. 取り付け金具と螺子を用いて固定されていた。 ロータリエンコーダのプーリーが捻ってあるなどの工夫がみられる。

  4. 全部品図

    5. MIRS1303の機体の解体で得られた全部品を以下に示す。
    部品の寸法、数量から機体の小型化を重視していたことが伺える。

  5. 各部品図

    6. MIRS1303の機体を構成した各部品を以下に示す。
    各部品図
    種別
    		部品名
    		個数 部品図 部品説明
    		備考
    ボード
    CPUボード
    		1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      型番:PFM-5401
      仕様要約を記述する。
      CPUプロセッサ:AMD Geode LX800 (500MHz)
      動作対象メモリ:DDR SDRAM
      メモリの最大容量:DDR333 1GB,DDR400 512MB
      接続可能LCD:18 or 24bit TFT LCD panel
      対応フラッシュディスク:コンパクトフラッシュディスク
      パラレルポート規格:ATA-33（最大転送速度33MB）
      パラレルポート数:1
      USBポート数:4
      COMポート数:2
      対応イーサネット:10/100Base-TX Ethernet
      電圧は+5Vで保ち続ける必要がある。
      鉛不使用、RoHSコンプライアンス準拠
      仕様詳細は以下のマニュアルを参照。
      PFM-540I Manual
    • 表面には、FPGAボードと2個のUSBポートにUSBコネクタ（10ピン側）が接続されている。
      裏面には、メモリDDR3200 512MB（DDR3200と書いてあるが、恐らくPC3200の意味で、PC3200はDDR400と同様である。)とコンパクトフラッシュ 8GBが接続されていた。
    FPGAボード 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      型番:PC104-10
      仕様については、型番で検索しても有意な情報が得られなかったので割愛する。
    • MIRSMG3D MG3Sの開発により、この部品は取り替える。
      詳細は以下のURIを参照。
      MIRSMG3D MG3Sについて
    		返却
    ドータボード 1
    • MIRS1103で新規に設計されたボードである。
      MIRSMG3D MG3の標準品の2枚のボードの機能を1枚に集約している。
      仕様詳細は以下のURIを参照。
      MIRS1103 ドータボード
    • MIRSMG3D MG3Gの開発により、この部品は取り替える。
      詳細は以下のURIを参照。
      MIRSMG3D MG3Sについて
      新しいドータボードの回路図は以下のURIを参照。
      MIRSMG3D ドーターボード回路図
    • ドータボードとは、拡張用ボードのことである。MIRSMG3D MG3では、モータ制御に使用されている。また、白線センサ、タッチセンサの増設もなされている。 8ピンコネクタ部分は、コネクタを2個使用し、16ピンコネクタとしてFPGAボードに接続されている。
      4ピンコネクタ部分は、モータ制御ボード（左右両方）に接続されている。
      3ピンコネクタ部分は、白線センサ（3個）とタッチセンサ(3個)に接続されている。
    		返却
    モータ制御ボード 2
    		返却
    超音波センサボード(親) 1
    超音波センサボード(子) 1
    電源ボード 1
    ヒューズ取り付けボード 1
    I2Cマスターボード 1
    • MIRS1301,MIRS1303,MIRS1304で新規に共同設計されたボードである。
      電子コンパスの通信形式がI2Cである為、電子コンパスをCPUボードに接続する際は、このボードを介して接続する必要がある。
      仕様詳細は以下のURIを参照。
      MIRS1301,1303,1304 I2Cマスターボード詳細設計書
    メカ部品
    支柱（丸） 4
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
    • ケーブルの接続時にあまった部分を支柱にまきつけることで、機体の視認性及びメンテナンス性の向上をしている。
    USB取り付けパネル 2
    • MIRS1303で新規に設計されたシャーシ中に組み込まれたUSB取り付けパネルである。
      材質は塩化ビニールである。標準品のUSB取り付けパネルに比べ大幅な軽量化がなされている。
      強度については、手で触れて確認したところ、問題ないと判断した。
      加工精度については、実用上問題無い品質である。
      仕様詳細は以下のURIの項目「中段シャーシ」を参照。（中段シャーシの設計図内に組み込まれている。）
      MIRS1303 メカトロニクス詳細設計書
    バンパ 3
    • MIRS1303で新規に設計されたバンパに装飾を施したものである。
      装飾の材質は紙である。
      仕様詳細は以下のURIを参照。
      MIRSMG3D バンパー製造仕様書
    モータ・ギア 2
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      TAMIYA製である。
    ロータリエンコーダ 2
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      型番:E6A2-CW3C
    • 輪ゴムでモータと接続している。
    モータ・エンコーダ取り付け金具 2
    ボールキャスター 2
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      型番:C-8L
    • 機体を支える部品がタイヤのみだと、機体を垂直状態に保つことが困難なため、これを補助部品として機体の垂直状態を保っている。
    MIRS1303 上段シャーシ 1
    • MIRS1303で新規に設計されたシャーシである。
      材質は塩化ビニールである。標準品のシャーシに比べ大幅な小型化、軽量化がなされている。
      強度については、手で触れて確認したところ、問題ないと判断した。
      加工精度については、実用上問題無い品質である。
      仕様詳細は以下のURIの項目「上段シャーシ」を参照。
      MIRS1303 メカトロニクス詳細設計書
    MIRS1303 中段シャーシ 1
    • MIRS1303で新規に設計されたシャーシである。
      材質は塩化ビニールである。標準品のシャーシに比べ大幅な小型化、軽量化がなされている。
      強度については、手で触れて確認したところ、問題ないと判断した。
      加工精度については、実用上問題無い品質である。
      仕様詳細は以下のURIの項目「中段シャーシ」を参照。
      MIRS1303 メカトロニクス詳細設計書
    MIRS1303 下段シャーシ 1
    • MIRS1303で新規に設計されたシャーシである。
      材質は塩化ビニールである。標準品のシャーシに比べ大幅な小型化、軽量化がなされている。
      強度については、手で触れて確認したところ、問題ないと判断した。
      加工精度については、実用上問題無い品質である。
      仕様詳細は以下のURIの項目「下段シャーシ」を参照。
      MIRS1303 メカトロニクス詳細設計書
    MIRS1303 車輪 1
    • MIRS1203で新規に設計された車輪である。
      車輪の外側に滑り止めのゴムが巻いてある。 材質はアルミである。標準品の車輪に比べ大幅な小型化、軽量化がなされている。特に、厚さが薄くなった。
      強度については、手で触れて確認したところ、問題ないと判断した。
      加工精度については、極めて良い。
      仕様詳細は以下のURIの項目「車輪」を参照。
      MIRS1203 メカトロニクス詳細設計書
    センサ・カメラ
    タッチセンサ 3
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      型番:SS-5GL
    • 3端子すべてに接続している理由は、センサの反応時に流れる電流の方向を変更するためである。
    白線センサ 2
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
    赤外線センサ 3
    • MIRS1303で新規に導入されたセンサである。
      MIRS1303は通常USBカメラ（Webカメラ）を用いて怪盗機を捕捉するが、怪盗機がUSBカメラの死角にいる場合は、このセンサを用いて怪盗機の位置を把握する。
      仕様詳細は以下のURIの項目「3.赤外線センサボードの詳細」を参照。
      MIRS1303 エレクトロニクス詳細設計書
    Webカメラ 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      型番:V-UCU56
    電子コンパス 1
    • MIRS1303で新規に導入されたセンサである。
      基盤を適当な大きさのユニバーサルボードで固定している。固定した結果、部品としての表面積が基盤単体のときよりも大きくなる。また、振動等の衝撃が直接基盤に作用することが少なくなる為、部品としての耐久性が上がる。
      仕様詳細は以下のURIの項目「エレキ」の電子コンパスを参照。
      MIRS1303 システム提案書
    ケーブル(信号系)
    FPGAダウンロードケーブル 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
    		返却
    FPGAD変換ケーブル 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      Dはダウンロードケーブルの略である。
      固体識別番号:1701360201
      大きい端子がFPGAダウンロードケーブルと接続されていた。
      小さい端子がCPUボードと接続されていた。
      端子のピンの数自体は両端子共に一致している。
    シリアル接続ケーブル 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
    8ピンフラットケーブル 2
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
    4ピンフラットケーブル 4
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
    3ピンフラットケーブル 5
    • MIRS1303で新規に導入されたケーブルである。
    2ピンフラットケーブル 2
    • MIRS1303で新規に導入されたケーブルである。
    2ピンフラットケーブル（片端子止め具付き） 1
    • MIRS1303で新規に導入されたケーブルである。
    USBコネクタ 2
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。（ただし、標準部品一覧表には記載されていない。）
    VGAケーブル 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。（ただし、標準部品一覧表には記載されていない。）
    • VGAではない方の端子には、CPUボードに接続されていた。
      VGAのほうの端子には、何も接続されていなかった。
      よって、使用していなかったと考えられる。
    ケーブル(電源系)
    CPUボード電源ケーブル 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
    バッテリ接続ケーブル 2
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
    電源ボード・モータ制御ボード接続ケーブル 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
    ドータボード電源ケーブル 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      「CPUボード電源ケーブル」と同一部品である。
    その他
    USB無線LANアダプタ 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      型番:MK74797GB
    無線キーボード 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      型番:MK74797GB
    無線マウス 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
      型番:MK74797GB
    コンパクトフラッシュメモリ 1
    • MIRSMG3D MG3の標準品である。
    • CPUボードに接続されていた。
    		返却

  6. 総括

    7. MIRS1303の機体の標準機からの改良、追加箇所をTable 3に示す。
    MIRS1303の改良、追加箇所
    改良箇所
    		標準機の場合
    		詳細
    		目的
    ドータボード ドータボードが2枚あった。[1] ドータボードを1枚にまとめた。[2]
    • 基板の小型化のため
    • 使用ケーブルを削減し接続の簡単化をするため
    • 基板同士を接続することにより生じるI/Oエラーの抑制のため
    シャーシ シャーシの枚数は2枚、形状は八角形、材質はアルミである。[3][4] シャーシの枚数を3枚、形状を円形、材質を塩化ビニールに変更した。
    また、直径を短くした。[5]
    • 枚数を3枚にしたことは、機体の安定性を増加させるため
    • 形状と直径を変更したことは、機体を小型化するため
    • 材質を塩化ビニールにしたことは、機体の軽量化のため
    バンパ バンパの形状は長方形、材質はアクリルである。[6] バンパの形状に丸みをつけた長方形、材質を塩化ビニールに変更した。
    また、大きさを変更した。[5]
    • 形状と大きさを変更したことは、小型化した機体に適応させるため
    • 材質を塩化ビニールにしたことは、機体の軽量化のため
    タイヤ タイヤが厚い。[7] タイヤの厚みを削減した。[5]
    • 小型化した機体に適応させることと機体の軽量化のため
    追加箇所 詳細 目的
    ヒューズ取り付けボード ヒューズ付き電源ケーブルの代わりにボードを接続した。
    • ヒューズ付き電源ケーブルが破損し、修復不可能である。
      それの代替のため。[8]
    I2Cマスターボード I2Cマスターボードを介して、電子コンパスをCPUボードに接続した。
    • 電子コンパスの通信形式がI2Cであるので、I2Cインターフェースが必要なため。[9]
    赤外線センサ 赤外線センサを機体の前、左右に搭載した。
    • USBカメラの死角に怪盗機がいるとき、怪盗機の位置を把握するため。[10]
    電子コンパス 機体にI2Cマスターボードを介して、電子コンパスを搭載した。
    • 自己位置の推定を正確にするため。[10]
    関連文書

  7. 所感


    8. MIRS1303の解体は想像以上にスムーズに進みました。解体を開始した時間こそ遅れましたが、
    開始をしてからはその遅れを取り戻す以上のペースで解体が進み、終わったのは他の班より早かったぐらいです。
    素早く解体を終われたのには三つの理由があると思います。
    一つ目は古儀の存在です。ロボコン部に長年在籍している彼の手際は非常に良かったです。
    二つ目はMIRS1303が奇怪な構造をしていなかった点です
    他の班は知りませんが、MIRS1303はとても素直な構造をしていたと思います。 初見でこれどうやって外せばいいのか分からないというポイントはありませんでした。
    そして最後は、事前に役割分担をしていたという点です。
    クリエイティブラボに集合した段階で、まず最初にミーティングをやりました。
    この時に写真及び動画を撮る係と解体をする係に役割を分け、それにしたがって作業を行うことにより、 作業効率を高めることができました。
    今後の作業にも今回の経験を生かしていきたいと思います。
MIRS1403ドキュメント管理台帳