沼津高専 電子制御工学科
MIRS9904メカニクス詳細設計書
MIRS9904-DSGN-0002
改訂記録
版数 作成日 作成者 承認 改訂内容
A01 2000/5/23 アズハン・吉川・若杉 初版

目次

  1. 概要
  2. 外観
  3. 構成
    1. シャーシフレーム
    2. VMEラックフレーム
    3. VMEラック
    4. 電源ユニット
  4. 主用寸法
    1. １F－シャーシフレームユニット
    2. ２F－VMEラックフレームユニット
    3. ３F－電源ユニット・VMEラックユニット
  5. 重量・重心
  6. ケーブル
  7. 製造ツリー

１．概要

  1. 外形について
    八角形のボディを特徴に、縦横２９[ｃｍ]＊２８[ｃｍ]、高さ２6[ｃｍ]というサイズである。
    八角形であるのは、ポールや壁に当たったりした時、向きを変えやす、壁に引っかかりにくいという利点があるためこのようにした。
    ＭＩＲＳ本体は、車輪ユニット、センサユニット、エレキボードユニットの３ユニットからなる。
    車輪ユニットには駆動系のシステムとタッチセンサ、センサユニットには赤外線センサ、 エレキボードユニットには超音波センサとＶＭＥラック、各種エレキボードからなっている。
    （２、センサ系について でセンサの配置について書いてある。）

  2. センサ系について
      前後および左右に超音波測距センサをそれぞれ各1個を有する。
        ：滑らかな平面および直径３０[ｃｍ]の円筒側壁と正対した状態で
          測定範囲：０、２[ｍ]以上１、０「ｍ」以下
          測定誤差：５[ｃｍ]以内
        である。

      前,左右に2個づつの赤外光検出センサを有する。

        ：性能として、競技規定のポストが発光する赤外線の正面４０[ｃｍ]以内に 接近した時この赤外線を検出できること。

      前方左右にタッチセンサを各一個、前方真中にタッチセンサ機能をかねたスイッチ押下用バンパを有する。

        ：側面ワイヤ型タッチセンサにおいて
          ワイヤが取り付けられたマイクロスイッチの接点のＯＮ／ＯＦＦで接触を感知できること。
        ：前面バンパ型タッチセンサにおいて
          バンパの形状は外形図を参照すること。バンパは、マシンに対して前後方向に移動可能とし、通常はばねにより前に押し出されている。可動ストロークは１[ｃｍ]程度とする。バンパを押し込むのに必要な圧力は上記と同程度とする。バンパ押下の検出にはマイクロスイッチを用い、ストローク内の５[ｍｍ]以内押下されたときに検出される。

  3. 駆動系について
      走行性能について
        最高速度：１[ｍ/sec] 最小回転半径：３[ｃｍ]以内 ライントレース精度：
          １[ｍ]の直線をトレースしたとき移動中の左右のぶれが±５[ｃｍ]以内であること。
          目的地点での停止位置が半径５[ｃｍ]以内の円内にあること
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２．外観

図１に外観を示す。
図１．MIRS9904外観図
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３．構成

MIRS9904は４つのユニットから構成される。それはシャーシフレーム、VMEラックフレーム、VMEラックおよび電源ユニットである。 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、塩ビ版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MAXONXXXX（参照）を使用する。前面、左右のバンパが壁やポストに接触するとマイクロスイッチが押され接触を検知する。

  2. センサフレーム
    センサ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VMEラックと超音波センサ基板(x３)、赤外線センサ基板(subx３,sensorx６)が取り付けられている。また、電池ホルダを有する。

  3. VMEラック
    VMEラックフレームの上に搭載され、エレクトロニクス基板が各スロットに挿入される。基板のスロットへの搭載順はMIRS9904エレクトロニクス詳細設計書GN-0004による。ラックの天板部に下記の電源ユニットを取り付ける。また、バックプレーンの端子を保護するカバーを設ける。

  4. 電源ユニット
    Power distributor基板をラックに取り付ける機構を有して、VMEラックの上に搭載される。
→目次

４．主用寸法

  1. １F－シャーシフレームユニット
    >
    1階シャーシフレーム（頭脳WinCAD）

  2. ２F－VMEラックフレームユニット

    1階VMEラックフレームユニット（頭脳WinCAD）

  3. ３F－電源ユニット・VMEラックユニット

    ３階電源ユニット・VMEラックユニット（頭脳WinCAD）

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５．重量・重心

  • MIRS9904の総重量の目標値は班員全員で話し合って決定したい。現時点では去年のMIRS班のを参考にすると最低でも4.5kg以下にしたい。それはMIRSの運動性を考えてでた結論である。また、重心はMIRSの中央とし、タイヤは重心を通る線上に配置する。そして重量のあるものはなりたけ下に集めたいと考えている。これはMIRSの安定性を考慮した考えである。

    • ６．ケーブル

    1. ケーブル一覧
      From To 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
      超音波センサケーブル 16PinHeader IOS-CN4 IOsubCN4-USS MOLEX5045-04A 超音波右(USS1) USS-Right
      MOLEX5045-04A超音波前(USS2)USS-Front
      MOLEX5045-04A超音波左(USS3)USS-Left
      MOLEX5045-04A超音波後(USS4)USS-Tail
      赤外線センサ周辺回路ケーブル 16PinHeader IOS-CN5 IOsubCN5-IRSsub MOLEX5045-04A 赤外線周辺回路1(AC1_CN1) IRSsub-1
      MOLEX5045-04A赤外線周辺回路2(AC2_CN1)IRSsub-2
      MOLEX5045-04A赤外線周辺回路3(AC3_CN1)IRSsub-3
      MOLEX5045-04A赤外線周辺回路4(AC4_CN1)IRSsub-4
      赤外線センサケーブル1 MOLEX5045-03A AC1_CN2 AC1_CN2-IRS1 MOLEX5045-03A 赤外線センサ1 IRS1
      赤外線センサケーブル2 MOLEX5045-03A AC1_CN3 AC1_CN3-IRS2 MOLEX5045-03A 赤外線センサ2 IRS2
      赤外線センサケーブル3 MOLEX5045-03A AC2_CN2 AC2_CN2-IRS3 MOLEX5045-03A 赤外線センサ3 IRS3
      赤外線センサケーブル4 MOLEX5045-03A AC2_CN3 AC2_CN3-IRS4 MOLEX5045-03A 赤外線センサ4 IRS4
      赤外線センサケーブル5 MOLEX5045-03A AC3_CN2 AC3_CN2-IRS5 MOLEX5045-03A 赤外線センサ5 IRS5
      赤外線センサケーブル6 MOLEX5045-03A AC3_CN3 AC3_CN3-IRS6 MOLEX5045-03A 赤外線センサ6 IRS6
      赤外線センサケーブル7 MOLEX5045-03A AC4_CN2 AC4_CN2-IRS7 MOLEX5045-03A 赤外線センサ7 IRS7
      赤外線センサケーブル8 MOLEX5045-03A AC4_CN3 AC4_CN3-IRS8 MOLEX5045-03A 赤外線センサ8 IRS8
      ロータリエンコーダケーブル PS-50BD2-1(航空電子) IO_CN1 IO-R.Enc+TS ロータリエンコーダ右 R.Enc-Right
      ロータリエンコーダ左R.Enc-Left
      タッチセンサ右TS-Right
      タッチセンサ前TS-Front
      タッチセンサ左TS-Left
      PD駆動バッテリケーブル MOLEX53259-0220 PD_CN1 PD_CN1-M.Battery バッテリコネクタ ７．２Vバッテリ駆動用 M.Battery
      PD回路バッテリケーブル MOLEX53259-0220 PD_CN3 PD_CN3-C.Battery バッテリコネクタ ７．２Vバッテリ回路用 C.Battery
      PDMPC電源供給ケーブル MOLEX53259-0220 PD_CN2 PD_CN2-MPC MOLEX53259-0220 MPC(MPC_CN2) MPC_CN2
      PDVME電源供給ケーブル MOLEX53259-0420 PD_CN4 PD_CN4-VME VME VME
      PDMMIケーブル MOLEX5046-03A PD_CN5 PD_CN5-MMI MOLEX5046-03A MMI(MMI_CN3) MMI
      PWMケーブル MOLEX5046-05A IOS_CN3 IOS_CN3-MPC MOLEX5046-05A MPC(MPC_CN1) MPC_CN1
      MMI_MPUボードケーブル PS-40BD2-1 (航空電子） MMI_CN2 MMI_CN2-MPU PS-40BD2-1 MPUボード(PI/T) MPU_PI/T
      I/O-I/Osubケーブル PS-50BD2-1(航空電子） IO_CN2 IO-IOsub PS-50BD2-1(航空電子） I/Osubボード(IOS_CN2) IOsub_CN2
      MPC右モータケーブル MOLEX53259-0220 MPC_CN3 MPC_CN3-Motor 右Motor R.Motor
      MPC左モータケーブル MOLEX53259-0220 MPC_CN4 MPC_CN4-Motor 左Motor L.Motor

    →目次


    ケーブルとの対応表

    ７．製造ツリー

    
MIRS9904製造仕様書
　　┣　MIRS9904組立図									1
　　┃　　┣　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 (250×250×5)						1
　　┃　　┃　　　┣　可変モーターパワー変換ボード						1
　　┃　　┃　　　┣　タッチセンサ								
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　マイクロスイッチ							8
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　アルミパイプ						Φ5×70 10
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　Ｌ字アルミ板（予定）					15×30×2 18
　　┃　　┃　　　┣　バンパ機構部（タッチセンサに取り付け）
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　フロント板
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┗　塩ビ板（20×250×3）						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　サイド板
　　┃　　┃　　　┃　　　　　　┗　塩ビ板（20×250×3）						2
　　┃　　┃　　　┣　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					   300㎜ 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
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　モーター								2
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　モーター取付金具
　　┃　　┃　　　┣　補助輪
　　┃　　┃　　　┃　　　┗ボールキャスター							2
　　┃　　┃　　　┣フォトインタラプタ回路基板							1
　　┃　　┃　　　┣取り付け金具・ネジ類
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　なべ小ネジ					M2×15 14, M3×15 44
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　さら小ネジ					M3×15 12, M4×15 10
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　ナット						M2 16, M3 56
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　リングワッシャ					M2 32, M3 100, M5 20
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　スプリングワッシャ					M2 16, M3 56
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　イモネジ								20
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　スぺーサー						Φ3×10 8
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　スプリング						Φ7×10 20
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　スリーブ							Φ5 20
　　┃　　┃　　　┗　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 (250×250×2)						1
　　┃　　┃　　　┣　VMEラック
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　VMEラック								1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　CPUボード								1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　IOボードアセンブリ
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┣　IOボード							1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┣　IPDigital48ボード						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┣　ロータリーエンコーダボード					1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┗　ジャンパ設定仕様書						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　IOsubボード							1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　MMIボード	
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┣　MMI/Fフロントボード						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┗　MMI/Fメインボード						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　バックプレーン保護カバー						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　電源ユニット（VMEラック上）
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┣　電源ボード							1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　┗　電源ユニット取付金具
　　┃　　┃　　　┃　　　┃　　　　　┗　アルミ等辺Ｌアングル					2
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　基盤固定補助版							2
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　塩ビ板 (190×126×5)						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　VMEラックジャンパ設定仕様書						1
　　┃　　┃　　　┣　モータ制御ボード								1
　　┃　　┃　　　┣　超音波センサ								4
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　超音波センサボード							4
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　塩ビ板 (30×70×3)							4
　　┃　　┃　　　┣　赤外線センサ								6
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　赤外線センサボード							6
　　┃　　┃　　　┃　　　┗　赤外線センサ外部回路						3
　　┃　　┃　　　┣　ケーブル類
　　┃　　┃　　　┃　　　┣　IOsubボード M.P.C. ケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5102-5A [MOLEX] 						2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5芯フラットケーブル					   400mm 1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  5103 TL [MOLEX]						2
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  赤外線センサボード － 外部回路ケーブル 
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5102-3A [MOLEX]						6
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  3芯フラットケーブル					   200mm 3
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  5103 TL [MOLEX]						18
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  IOsubボード － 赤外線センサ
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  PS-16PE-D4LT1-PN						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  4芯フラットケーブル					   400mm 3
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5103 TL [MOLEX]						24
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  5102-3A [MOLEX]						3
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  IOsubボード － 超音波センサボード回路ケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  PS-16PE-D4LT1-PN1						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  4芯フラットケーブル					   400mm 3
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5103 TL [MOLEX]						24
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  5102-3A [MOLEX]						3
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  IOsubボード － IOボードケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  PS-16PE-D4LT1-PN						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  50芯フラットケーブル					   150mm 1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  1-499506-2 [AMP]						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  MMIメインボード － MMIフロントボードケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣　PS-60PE-D4LT1-PN1						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣　60芯フラットケーブル					   150mm 1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗　PS-60PE-D4LT1-LP1						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  CPUボード － MMIメインボードケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣　PS-40PE-D4LT1-PN1						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗　40芯フラットケーブル					   100mm 1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  MPUボード － PC間ケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  RS232C用15芯ケーブル						1m
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  D-sub15pin用フード						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  D-sub25pin用フード						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  D-sub15pinコネクタ	（オス）					1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  D-sub25pinコネクタ	（オス）					1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  IO-R.E. 間ボード － R.E. ケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5102-4A [MOLEX]						2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  5103 TL [MOLEX]						8
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  IOボード- IO-R.E. 間ボード、T.S. ケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5102-5A [MOLEX]						2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5103 TL [MOLEX]						10
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  50芯フラットケーブル					   500mm 1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  1-499506-2 [AMP]						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  SS-5GL [OMRON]						2
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  P.D. ボード － VMEラックケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  53253-04 [MOLEX]						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  電源用コード						   400mm 4
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  50217-8100 [MOLEX]						4
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  P.D. ボード － MMIフロントケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  5046-03 [MOLEX]						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  3芯フラットケーブル					   150mm 1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  5103-TL [MOLEX]						4
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  P.D. ボード － バッテリーケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  53259-0220 [MOLEX]						1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  バッテリコネクタ					   400mm 3
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  50217-8100 [MOLEX]						2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  電源用コード（赤）					   300mm 1
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  電源用コード（黒）					   300mm 1
　　┃　　┃　　　┃　　　┣  P.D. ボード －M.P.C.
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  53259-0220 [MOLEX]						2
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┣  2芯フラットケーブル					  150mm
　　┃　　┃　　　┃　　　┃    ┗  50217-8100 [MOLEX]						4
　　┃　　┃　　　┃　　　┗  M.P.C － モータケーブル
　　┃　　┃　　　┃　　　     ┣  53259-0220 [MOLEX]						1
　　┃　　┃　　　┃　　　     ┣  50217-8100 [MOLEX]						1
　　┃　　┃　　　┃　　　     ┣  電源用コード（赤）					   400mm 1
　　┃　　┃　　　┃　　　     ┗  電源用コード（黒）					   400mm 1
　　┃　　┃　　　┃　　　
　　┃　　┃　　　┗　取付金具・ネジ類
　　┃　　┃　　　　　　　┣　なべ小ネジ			M3×50 6, M3×30 4, M3×25 4, M3×15 4
　　┃　　┃　　　　　　　┣　さら小ネジ			M3 4, M3×45 12, M2×20 10, M2×10 6
　　┃　　┃　　　　　　　┣　ナット				M3 24, M2 22
　　┃　　┃　　　　　　　┣　リングワッシャ			M3 52, M2 14
　　┃　　┃　　　　　　　┣　スプリングワッシャ			M3 28, M2 14
　　┃　　┃　　　　　　　┗　スぺーサー			Φ3×40 12, Φ3×25 6, Φ3×10 4, Φ2×5 6  
　　┃　　┣　シャフト
　　┃　　┃　　　┗アルミパイプ							Φ10×90 4
　　┃　　┃　　　　　　　┣　ボルト							M8×20 8
　　┃　　┃　　　　　　　┣　リングワッシャ						M8 8
　　┃　　┃　　　　　　　┗　スプリングワッシャ						M8 8
　　┃　　┣　ケーブル接続図									1
　　┃　　┣　電池ホルダ									1
　　┃　　┗　取付金具・ネジ類
　　┣　電池
　　┣　ソフトウェアインストール手順書
　　┃　　┗　MIRS9904（プログラムファイル）
　　┣　MIRS9904試験仕様書
　　┗　MIRS9904取扱仕様書