チャリモ

概要

コンセプトは遠隔で本格的なサイクリングをすることです。機体に取り付けた加速度センサからの信号を処理してフライホイールを適切に制御することで不安定な2輪の状態で自立し走行します。さらに、操作は実際の自転車の形のコントローラに乗り込んで行い、本体に取り付けたカメラからの映像を見ながら実際のサイクリングのような体験を楽しめます。

機械

アイデア決定後すぐに、フライホイールをつかって自立できるかシミュレーションを行い、その段階でモータの出力、重心位置を確実に作りこみました。実機を作らずにシミュレーション上で作りこむことで、後々の試行錯誤をほとんど減らすことができ、大幅な工程短縮を実現しました。シミュレーションを使って機体全体を本体設計前からテストする試みは部内でも初の試みでした。モータのギアはあえて遊星ギアを使わず、プラスチックの平歯車を使用することで軽量化を図っています。回路を入れるスペースのカバーには半透明のPPシートを使用し、モダンなデザインに仕上げました。

制御

小さな機体に合わせて特別仕様の基盤を設計しました。緊急停止回路、メイン回路、通信回路をすべて一つの基板に集約することで、ケーブルの重さ、基板サイズなどを削減しました。

不安定な機体を自立させるためにはフライホイールを回転させた反トルクを利用します。機体の角度をセンサで読み取り、PIDフィードバック制御を実現しました。小さい機体は剛性不足で振動してしまい、センサに高次外乱が印加されるため、加速度センサには独自のフィルタを使用しました。

装飾・ステージ

旅先をイメージし、会場である体育館に小さな道を作り、紙で樹木を作って配置しました。また、複数トンネルも設け、遠隔で操縦が行えることをアピールしました。また、弊高専のある静岡をアピールするため、富士山のパネルなども用意されました。