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Infanoid のハードウェア
【子どもサイズの〈身体〉】

Infanoid は3〜4歳児の上半身を模したヒューマノイドです.マウントされたテーブル面からの高さは 480mm,質量はおよそ 15kg となっています.現行の6号機には,下図のような配置と動作範囲をもたせた 23 自由度に,眉毛(2自由度)と指(2自由度×左右)を加えた29自由度によって,ヒトらしい姿勢や動きを与えています.

図:3次元CADでデザインしたInfanoid 図:Infanoidの関節間距離と可動範囲(正面図・側面図)
【各関節の動作仕様】

各自由度の可動範囲と駆動方法は下表のとおりです.可動範囲を角度の区間によって表わしていますが,正の方向が,(身体の中心から外側に)〈開く方向〉,Infanoid から見て〈右の方向〉,同じく〈下の方向〉となっています.終段減速比とは,アクチュエータ(モータとそれに付属した減速機)から関節軸への減速比です.

関節の駆動には,おもに,ワイヤとプーリを組み合わせた機構を活用しています.ただし以下は例外です── LU は平歯車,LL は直結,NU・NL はハーモニックドライブ減速機(HDS CSF-8,減速比 100;タイミングベルトによる入力),BT の終段減速機にはウォームギヤを利用しています.また,BO・BI はラジコン用サーボとカム機構によるリニア駆動,LHF・LHI・RHF・RHI はラジコン用サーボと人工腱(釣用テグス)+スプリングによる伸縮駆動となっています.

略称 関節名 可動範囲
(deg)
モータ仕様,ギヤ減速比 終段
減速比
EL eye-left −45〜45 maxon RE13 1.5W, GP13A 67.49 2.250
ER eye-right −45〜45 maxon RE13 1.5W, GP13A 67.49 2.250
LU lip-upper −15〜15 maxon RE13 1.5W, GP13A 67.49 5.000
LL lip-lower −40〜40 maxon RE10 0.75W, GP10A 64 1.000
ET eye-tilt −30〜30 maxon RE13 3W, GP13A 67.49 2.500
NP neck-pan −60〜60 maxon RE13 3W, GP13A 67.49 5.000
NU neck-upper −30〜30 maxon Amax-22 5W, pulley 3.333 100
NL neck-lower −30〜30 maxon Amax-22 5W, pulley 3.333 100
BO brow-outer −35〜35 RC-servo
BI brow-inner −35〜35 RC-servo
LET l-elbow-turn 0〜135 HDS RH-5A, 80 4.400
LEO l-elbow-open 0〜135 HDS RH-5A, 80 3.429
LWT l-wrist-turn −90〜90 maxon RE13 3W, GP13A 67.49 3.733
LWO l-wrist-open −60〜60 maxon RE13 3W, GP13A 67.49 3.333
LHF l-hand-fingers −35〜35 RC-servo
LHI l-hand-index −35〜35 RC-servo
RET r-elbow-turn 0〜135 HDS RH-5A, 80 4.400
REO r-elbow-open 0〜135 HDS RH-5A, 80 3.429
RWT r-wrist-turn −90〜90 maxon RE13 3W, GP13A 67.49 3.733
RWO r-wrist-open −60〜60 maxon RE13 3W, GP13A 67.49 3.333
RHF r-hand-fingers −35〜35 RC-servo
RHI r-hand-index −35〜35 RC-servo
LST l-shoulder-turn −45〜135 HDS RH-8, 50 5.500
LSO l-shoulder-open 0〜90 HDS RH-8, 50 3.875
RST r-shoulder-turn −45〜135 HDS RH-8, 50 5.500
RSO r-shoulder-open 0〜90 HDS RH-8, 50 3.875
BT body-tilt −30〜30 HDS RH-8, 50 25.00
BL body-lower −60〜60 HDS RH-5A, 80 9.133
BU body-upper −30〜30 HDS RH-5A, 80 5.600

モータ駆動電源は,maxon モータと HDS RH-5A モータへは 12V,その他の HDS モータへは 24V,ラジコン用サーボへは 5V を供給しています.

Infanoid のソフトウェア
【PC からの制御】

Infanoid に搭載された制御コンピュータ Pico-2 上では,モータ制御ソフトウェア Movado が動作しています.PC からシリアル通信によって Movado に指令を与えることで,Infanoid の各モータを自在に操ることができます.

PC からの制御方法については「PC-Movado のリンク」をご覧ください.Linux・Mac・Windows からの制御方法について解説してあります.PC 側の開発環境として,C によるプログラミング,Max および Pd によるプログラミングを取り上げていますが,シリアル通信さえできればどのような OS・プログラミング言語でも利用可能です.