ロボットサッカーワールドチャンピオン -ドイツ-

P1126083057323ロボットサッカー大会

ポルトガルで開催されたヨーロッパ選手権にフットボールスターが集まったように、ロボットサッカーの世界選手権も開催されました。 ゴールデンタイムのライブ放映無しでも「選手」とチームは最善を尽くしていました。 ベルリン自由大学のコンピュータサイエンス学部の監督とそのロボットチームは優勝しました。 選手のダッシュや走りはバッテリーと頑丈な小型DCモータで達成されました。

ロボットサッカーは小型~中型クラス、4本足、人型ロボットといった複数のクラス別で行われました。 ドイツは小型クラスで優勝しました。これは、ロボットにとって4.90mx3.4mのフィールドサイズでプレーしたことを意味します。ボールは直径43mmで重さ46gでした。 プレイヤー自身は直径180mm、高さ225mmの円筒形に入らなければなりません。通常のサッカー同様にそれぞれ前半後半2ハーフ、ハーフタイム10分で行われました。 プッシングに対するイエローカードとレッドカードもあり、また「負傷」時の交代もあります。

 


団結した強み

チームは4機のフィールドプレイヤーとゴールキーパーからなります。 ルールに従い常に黄色と青色のチームが対戦します(詳細はwww.robocup.orgに記載されています)。“ユニフォーム”はロボットの上部の中心に直径50mmのカラープレートがあります。 これに加え、個々のプレイヤー識別用のマーキングが使用されました。 システムによってロボットを自律的にナビゲートしたり、外部の視覚コンピュータおよび無線経由で制御することができます。 さらにフィールドはカメラで上から撮影されます。 人間の介入は禁止、フィールドへの投入と取り出しは許可されます。

ボールを蹴る動作は電磁石を使った「シュートスティック」でコンピュータ制御されます。 この際、ボールはコイルへのキャパシタ放電により最高スピード12m/sつまり約45km/hに到達します。それ故、素早いゴールキーパーが必須になります。

この状況ではカスタマイズソリューションだけが勝ち残るための唯一の方法であることは明白です。従ってベルリン自由大学チームは各コンポーネント一つ一つからチームを作り上げました。

監督で教授のラウル・ロハスはこう語ります:「システムはそれぞれのロボットと同じように強固にしているだけです。 このため、私たち開発者は可能なかぎり簡素で頑丈な構造を重要視しました。可能性として個々の失敗が増えるとチーム全体のミスの発生が高くなるかもしれません。」 ロボットについても同じで、勝つにはまずターゲットに到達しなければなりません。

外部制御コンピュータから無線でロボット内部の電子回路へデータを送信し、ドライブを動かすシステムは極めて複雑です。 このロボットカップでの成功は設計の創意に現れています。 3回の世界第2位の後、どうしても欲しかったタイトルはついに手に入りました。

 

fau_appl_sport3パーフェクトソリューション:
全方向独立型フランジ付きホイール/ギアボックスユニット

フォワードとドリブラー

ロボットは4個の全方位車輪により駆動します。 すなわち、各車輪は円周上にさらに一連の小型レーダーを走行方向に対して直角に配列しました。

この構成の有利な点は直接制御です。 4個の車輪はそれぞれのモータで駆動するので、方向を切り替えるには1つのモータを停止するだけです。 次にロボットは直線上を、駆動していない小型の車輪を使って望む方向に進みます。 自動車の運転操作のような「カーブ」は不要になり、狭い空間での操作性が向上します。 駆動源として専門家はFAULHABERの貴金属整流子搭載DCモータを採用しました。 パルスジェネレータ搭載のIE2(64パルス/回転)付き2224 SRシリーズモータと金属製遊星歯車20/1が使用されました。 コンパクトなユニットはその他の部品を不要にし、微妙な制御が可能になりました。 フィールドプレイヤーは長い距離を迅速に走る必要があるのでギヤ比を14:1と素早いゴールキーパーの19:1より若干低く設定されました。こうしてロボットは小型フィールドにもかかわらず、また、重量が1.8kgあるにも関わらずスピード3~4m/sを発揮します。これらの値はモータの通常動作値では達成することはできません。 標準製品の動作電圧6Vのことろ、10Vがモータに印加されました。

プッシングを防止するためロボットは急停止できなければなりません。 このためにモータは瞬間的に最大20Vの反対の電圧が接続部に供給されます。

この「過負荷」にもかかわらず、ロボットに搭載されたモータは4年間、つまり数百時間、問題なく動作しています。 他社で開発された低予算のドライブシステムで起こり得る磁力損失、ベアリング損傷、ブラシの消耗、コレクター上の電機子のはんだ剥がれ等は高性能なFAULHABERソリューションでは簡単には発生しません。FAULHABERモータは世界チャンピオンに期待されるレベルです。小さい中に素晴らしいパフォーマンスを誇るFAULHABERマイクロモータは過酷な状況での使用においてもベストな選択です。永年の経験と最先端材料の融合は優秀な結果の礎となっています。完璧に同期されたエンコーダとギアヘッドはロボットサッカーだけでなく、コンパクトなデザインと優れたパフォーマンスが時に必要不可欠とされる工業用アプリケーションにおいても有効です。高い信頼性と長寿命な製品は最大限の高効率を求めるアプリケーションに最適なソリューションとして、試合終了までオペレーティングコストとメンテナンスコストを削減します。