SPC-003・SPC-001
SPC-003・SPC-001
ロボット統合開発プラットホーム 「リアルモーションシステム」を利用して開発。
新型ハイエンドモデル2足歩行ロボット『SPC−003』

【新製品】
大学、研究機関等を始めとして好評をいただいている2足歩行ロボット「SPC-001」をさらにブラッシュアップした新型ハイエンドロボットです。 3DCADを多用して重心計算、3次元干渉チェック、可動範囲の検証、機構解析などを行いました。それにより前後のバランスなど歩行性能を左右するフレームの安定性を試作以前から検証する ことができ、開発の効率化と高精度化を実現できました。また、関節可動部の自由度が増え、表現力がアップしました。

Speecysイメージ

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関節可動部自由度 2軸
5軸X2本
胴体 2軸
脚部 6軸×2本
合計
26自由度
頭部インターフェース
自由度 2軸
LED(眼部分) 3色×2セット
35万画素CMOS
カラーカメラ
1個
マイク入力 2個
音声出力用スピーカー 1個
外部接続用
汎用インターフェース
無線LAN標準装備 (IEEE802.11b準拠 )
センサー
サーボ内蔵 サーボ個数分
ジャイロセンサー 1軸  (2軸、3軸はオプション)
3軸Gセンサー 1セット
CMOSカラーカメラ 1個
マイク 2個(モノラルx2)
バッテリー ニッケル水素専用電池9.6V 2000 mA
寸法/重量 約52.5cm/4.0Kg
消費電力 約1.7A(ひざを曲げて静立時)
約4A前後(Speecys_Dancing時)
動作時間 約15〜30分(当社規定による測定)
充電時間 約1〜2.5時間(充電電流による)
フレーム アルミ合金製 アルマイト処理 3色


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フレームの色は3色(レッド、ブルー、シルバー)用意しています。アルマイト処理を施してありますので色も綺麗で、耐久性があります。またシルバーはアルマイト処理をかけたシルバーですので、アルミ合金の質感を楽しめ且つ傷が付き難くなっています。
物を手でつかむことができます。

前屈運動が可能で、上体表現も豊かになりました。

肘から先には小型タイプサーボRS401CRを採用し、腕の自由度が増え、さらに人間に近い動作が可能です。
専用ハンドルが付いて持ち運びに便利。オプションで専用スタンドをご用意しました。
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掲載写真の仕様および外観は、改良のため予告なく変更されることがありますので、あらかじめご了承ください。
本格的2足歩行ロボット『SPC−001』
エンターテインメント用のみならず、ロボットプログラム開発用としても大学、研究・教育機関、企業などに好評をいただいているモデルです。 ロボット専用サーボ”RS601CR ”の特徴を最大限に生かしたシンプル構造、高度な演算処理と通信処理を実現するプロセッサユニット”RPU-100 ”搭載など、 ロボットソフト開発プラットホームとして利用可能な高信頼性ロボットシステムです。
Speecysイメージ

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関節可動部自由度 2軸
4軸X2本
上半身回転 1軸
脚部 6軸×2本
合計
23自由度
頭部インターフェース
自由度 2軸
LED(眼部分) 3色X2セット
35万画素CMOS
カラーカメラ
1個
マイク入力 2個
音声出力用スピーカー 1個
外部接続用
汎用インターフェース
無線LAN標準装備 (IEEE802.11b準拠 )
センサー
サーボ内蔵 サーボ個数分
ジャイロセンサー 1軸  (2軸、3軸オプション)
3軸Gセンサー 1セット
CMOSカラーカメラ 1個
マイク 2個(モノラルx2)
バッテリー ニッケル水素専用電池9.6V 2000 mA
寸法/重量 約50cm/3.7Kg
消費電力 約1.7A(ひざを曲げて静立時)
約4A前後(Speecys_Dancing時)
動作時間 約15〜30分(当社規定による測定)
充電時間 約1〜2.5時間(充電電流による)
フレーム アルミ合金製 アルマイト処理 3色
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フレームの色は3色(黒、青、シルバー)用意しています。アルマイト処理を施してありますので、色も綺麗で、アルミ合金の地肌よりは傷などにも耐久性があります。またシルバーはアルマイト処理をかけたシルバーですので、アルミ合金の質感を楽しめ且つ傷が付き難くなっています。なお、当社のアルマイト処理は薄目の処理にして有りますので、アルミ合金の地肌の質感を活かした感じに仕上がっています。
脚部の構造は大変シンプルで、部品も少なく、
ひざの稼動範囲を大きく出来る様に工夫されています。

ロボットを支える上で一番大切な腰の関節には両持ち構造で且つ直交軸となるシンプルな構造を実現し、サーボのバックラッシュの蓄積を防ぐようにしました。

頭部は垂直、水平方向に動作可能であり、カメラ、LED、マイクなどを装備しているので、多彩な表現力と情報収集力があります。胸板の部分は、特殊な曲げ加工を施した0.8tのアルミ合金を採用しています。
手首も回転できる構造とし、表現力をアップしています。この手の穴の中には現在開発中のシューティングゲーム用の発光素子が搭載されます。
足首も稼動範囲が大きく出来るよう工夫しました。
ひざ上とひざ下の長さがバランスよく、自然な歩行モーションが作成できます。
外観的には人間に近く、頭部もきちんと装備し、手足の長さも自然なバランスなので、人間的な表現が可能です。大きさ的には50cm弱有るので、舞台の上などでも十分な表現力があります。

ロボット専用サーボや高性能プロセッサユニット、ネットワーク機能付きの本格的OSを持つので、ロボットプログラムの開発環境としても十分な性能で、エンターテインメント用ばかりでなく研究開発用にも多彩な使い方が考えられます。
ダウンロードのページに、このフレームでのデモンストレーションムービーをアップしてあります。

キット内容、価格についてはこちら
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掲載写真の仕様および外観は、改良のため予告なく変更されることがありますので、あらかじめご了承ください。



従来のホビー用2足歩行ロボットに用いられているサーボは、ラジコン用のものをそのまま流用したものか、それの改良品でした。 Speecysで は、ロボットのために完全新規設計された双葉電子工業(株)製のロボット専用サーボ”RS601CR ”を採用しました。高トルク高速度はもちろん、駆動軸の強度や固定方法、直行軸接続、高性能双方向インタ フェースなど、ロボット用サーボに求められていた様々な機能を盛り込んだ新設計です。


高速、高トルク
ロボット用としてこれは当たり前のことです。

双方向高速 IF(RS485)採用 転送速度最大1.3Mbps
双方向の膨大な情報量を瞬時に転送できます。

駆動トルク設定、駆動速度設定、駆動角度範囲設定などが可能
ロボットの関節に必要な微妙なトルクコントロールができます。 パンチ、コンプライアンスなどの調整機能も追加しました。

駆動軸の回転位置情報、駆動トルク値などを読むことができる
サーボを角度センサーやトルクセンサーとしても扱うことが出来るようになりました。
サーボケースの強度アップならびに放熱性アップにより長寿命を実現
強度の高いサーボケースは、フレーム構造の簡素化に役立ちます。
伝熱性の高い樹脂をモーターの周囲に採用し、放熱性をよくしてサーボの寿命を長くしています。
出力軸の強度アップと、支持するベアリングの間隔を大きくした
外部からの強大なトルクにも耐えられるようになりました。
出力軸を貫通軸タイプとした
出力軸のベアリング間距離を長くとり、片持ちの支持方式でも十分な強度を保持し、フレーム側に必要だったスラストベアリングなどを不要にしました。
接続ボールによるサーボ間の直接結合と直行軸接続を可能とした
直行軸はローコストのロボットでの夢のひとつでした。肩等の関節を直行軸にすることで、フレーム構造がシンプルになります。
■サーボの仕様
寸法 59.0×26.0×47.1mm
重量 93g ( 軸、アルミホーンなしの状態で )

動作速度

0.17sec/60 ° (9.6V)
可動範囲 240度
出力トルク 21kg・cm (9.6V)
電源電圧 9.6V
制御方式 RS485 ( 127個まで接続可能 )
通信速度 最大1.3Mbps
通信方式 双方向、コマンド式、半2重
センス情報 角度、トルク、温度など
キャリブレーション あり: 25点補正
耐久性 通常のラジコンサーボの10倍程度(当社の規定により、同等の負荷をかけた実験結果)


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ロボットの制御には、高度な演算処理と通信処理を同時にこなすことが必要です。

Speecys のプロセッサユニット”RPU-100 ”は、 世の中に多種ある組み込み用CPUの中でも最高度なフリースケール セミコンダクタジャパン(旧モトローラ社)製 PowerPC ( 400MHz )を採用しました。 単に歩行ができれば良いというレベルではなく、センサー利用による動歩行制御や自律行動など、高負荷なアプリケーションにも対応できるCPUパワーを持っています。

また、サーボ制御、センサー入力、画像取り込み用のビデオ入力、オーディオ入出力、CFカードスロットなど、汎用性のあるインタフェースを多く備えています。特に、多数のサーボとの高速なデータ転送を実現するために、自社開発のFPGA回路による高性能なRS485インタフェースを搭載しました。

■ プロセッサユニットの仕様
CPU MPC5200 (264〜400MHz)
ROM FLASH MEMORY 16MB

RAM

DDR SDRAM 128MB
OS NetBSD
FPGA 各種タイミング生成 その他
CF Slot メモリーカード CF×1
CF Slot 無線LAN(802.11b)用CF スロット×1
Serial I/F RS232C×1ch
Audio I/F AC97 CODEC対応
Audio コネクタ スピーカー× 2  マイク×2 (モノラルx2)
Camera NTSC
表示用 LED 単色 (色についてはT.B.D)×4
RS485 Serial I/F モータ・センサー類の I/F 用×7ch
外部用 5V電源 5V×2ch
PWM出力 PWM×2ch (頭部用)
サーバ機能 WWW・FTP・TELNET サーバ
外部寸法 W91mm×D55mm (突起物含まず)
電源仕様 DC9.6Vニッケル水素バッテリー

CPUボードブロック図

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汎用性の高いUNIX系の NetBSD をベースOSに採用し、歩行制御エンジンやモーション再生エンジン演算ルーチンなどを搭載したロボットOSが SpeecysOS です。
TCP/IP 、 UDP/IP 通信プロトコルをサポートし、 FTP や Telnet で画像データやオーディオデータの転送など、ネットワーク環境で使用ユーザーの好みに合わせた UNIX 系 OS ならではの融通性の高さを誇ります。
また、 NetBSD のもう一つの長所が、優れたソフトウェア開発環境です。豊富な開発ツールによって、効率的なアプリケーション開発が進められます。

歩行制御エンジンは、いろいろな歩行パターンで歩行を行ったり、センサーからのデータを用いて演算制御を行いながらの歩行をしたり、コントローラーからのコントロールコマンドをベースにロボットの状態を考慮しながらの歩行制御を行えます。

モーション再生エンジンは、内部メモリに記憶してあるモーションデータをロボットで再生することはもちろん、無線 LAN 経由でモーションエディタからデータを受け取り、すぐに再生することも出来ます。音楽( WAV ファイル)との同期、 LED 発光との同期処理も可能です。

OS構成図



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ロボット統合開発プラットホーム 「リアルモーションシステム」
【新製品】
「リアルモーションシステム」はPC上での3DCADによる検証(機構解析を含む)を、実機ロボットでの実動作と並行して行なえるようにしたロボット統合開発プラットホームです。 「SolidWorks」、「COSMOSMotion」をお持ちであれば、すぐにコンピュータ上で3次元モデルを用いてロボットの機構解析が行えます。 今回同時に発売される実機ロボットSPC-003の3次元設計データも同梱しており(業界初)、実機用のモーションエディタで作成したロボットモーションを3DCAD上でも動作させることも可能 (変換ソフトを添付)としましたので、購入後直ぐにロボット本体と3D機構シミュレーション環境が揃った状態から利用を開始することができます。 さらに、提供された3次元モデルデータを利用し、独自の検証、オリジナルなフレームの開発などを行うことで、自らのアイデアを幅広く検討でき、研究の幅を広げることもできます。
realmotionsystemイメージ
■ロボット統合開発プラットホーム 「リアルモーションシステム」とは

   ロボット開発に必要な開発ツールを統合
      ・ロボットソフトウェア(歩行、アプリ他)開発環境 <別売>
      ・ロボットモーション(動き)作成環境
      ・ロボット(SPC-003) 実機
      ・ロボット(SPC-003) 3D設計データ
      ・ロボット3D設計・検証(機構解析)環境 <別売>
■「リアルモーションシステム」のメリット

      ・ロボット実機の動作とPC上でのシミュレーション結果を、対比し検証できる
       ( Real Motion Simulation )
      ・ロボットの形状を変更し試作する前に、PC上でロボットの動作をシミュレーションできる
       ( Trial Motion Simulation )
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ロボット(SPC-003)3D設計データ 1 式
ロボットモーション(動き)作成環境 1 式
   注意:3D設計データはSPC-003専用です。
    ロボット本体及びロボットソフトウェア(歩行、アプリ他)開発環境、
    ロボット3D設計・検証(機構解析)環境(「SolidWorks「COSMOSMotion」)
    は含まれていません。
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●Speecysはスピーシーズ株式会社の登録商標です。●SolidWorksは米国SolidWorks社の登録商標です。●COSMOSMotionは米国SRAC社の登録商標です。
掲載写真の仕様および外観は、改良のため予告なく変更されることがありますので、あらかじめご了承ください。