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ＲＣサーボの紹介

＜概要＞

　ＲＣサーボはラジコン模型用のアクチュエータで、ケース内部に　モータ、減速ギア、制御基板、位置センサ（ポテンショメータ）が入っており、信号線に加えるパルス幅で回転し、位置を保持します。

　もともと、ロボット用ではなくラジコン用なのでロボットを作るのに向いているものと向いていないものがあります。浅草ギ研では比較的安価なサーボを実際にロボットを試作した上で使用できると判断したものだけを販売しております。

　電源には基本的にラジコン用のバッテリを使用します。コンビニなどで売っているマンガン電池、アルカリ電池は沢山の電流が流せないのでRCサーボの駆動は出来ません。ご注意下さい。ACアダプタ、無線機用の電源などもRCサーボ用電源としては適しておりません。性能が出ない場合はニッケル水素、ＬｉＰｏバッテリなどで動作させてください。


＜ASV-15-A＞
　浅草ギ研オリジナルのロボット用RCサーボ。ラジコンPWMで動作します。非常に小さく、安いサーボで、各種テスト又は小さいロボット作成に最適。

＜＜寸法、詳細＞＞


 ＜仕様＞
動作電圧
　4.5〜6V
駆動トルク
　1.6kgf-cm(5V時)
スピード
 　0.125sec/60°(5V時)
ギア
 　プラスチック
回転角度
 　１７０度
サイズ
 　23.8x11.8x20.8 mm
重量
 　9g
線のタイプ
 　橙：信号、赤：電源＋、茶：GND
付属品
 　サーボホーン、サーボホーン用ビス、取り付け用タッピングビスｘ２

＜価格＞
　ASV-15　６３０円

 

＜ASV-15MG＞
　ASV-15-Aのメタルギアバージョン。耐久性が高い。重量4g増。

＜＜寸法、詳細＞＞


 ＜仕様＞
動作電圧
　4.5〜6V
駆動トルク
　1.6kgf-cm(5V時)
スピード
 　0.125sec/60°(5V時)
ギア
 　フルメタル
回転角度
 　１７０度
サイズ
 　23.8x11.8x20.8 mm
重量
 　13g
線のタイプ
 　橙：信号、赤：電源＋、茶：GND
付属品
 　サーボホーン、サーボホーン用ビス、取り付け用タッピングビスｘ２

＜価格＞
ASV-15　６３０円

 

＜Tiger40＞
　浅草ギ研オリジナルのロボット用RCサーボ。ラジコンPWMで動作します。この価格でこの高トルク。自作ロボット製作に最適です。 「大きなロボットを作りたいが、高性能なロボットサーボを買うお金が無い！！」という方は是非どうぞ。
※サーボホーンがかなりキツいので、外す際は精密ドライバーのマイナスなどを間に差し込んでコジあけてください。

＜＜寸法＞＞


 ＜仕様＞
静止トルク
　45kg-cm(7.4V時)
　37kgf-cm(6.0V時)
駆動トルク
　30kgf-cm(7.4V時)
　25kgf-cm(6.0V時)
スピード
 　0.133sec/60°(7.4V時)
ギア
 　フルメタル
回転角度
 　１８０度
サイズ
 　38.4x37.9x22.0 mm
重量
 　79g
線のタイプ
 　橙：信号、赤：電源＋、茶：GND
付属品
 　メタルサーボホーン

＜価格（本体一式）＞
　Tiger40　１２，６００円


＜Micro2BB/MG＞
　小型のアナログサーボ。小型の中ではトルクが大きく、ギアもメタルなので小型ロボットの製作に向いています。しかし、ロボット用ではないのでストール時（関節ロックなど）の過電流対策などがあまりされておらず、二足歩行ロボをこれだけで作ろうとすると設計によってはサーボが壊れることがあります。
精度も低いですが安価。
＜オプション＞
　ブラケット　AGBL-MICRO　１，８９０円
　丸型メタルサーボホーン　１，３５０円 		＜仕様＞
トルク
　4.8V時：5.4kg-cm
　6.0V時：6.4kg-cm
スピード
 　4.8V時：0.17sec/60°
　6.0V時：0.14sec/60°
ギア
 　フルメタル
方式
 　アナログ
サイズ
 　28.0x14.0x29.8 mm
重量
 　28g
線のタイプ
 　JR（橙：信号、赤：電源＋、茶：GND)
＜価格＞ ２，２５０円

※保守部品も販売しています。


＜S03T/2BB＞
　標準サイズのサーボで非常に安価。二足歩行ロボを作る場合はこのぐらいのトルクでも作れます。ギアがプラスチックなので負荷が大きい関節はメタルギアに交換した方がよいでしょう。メタルへの交換方法は下記を参照願います。スピードが遅いのですばやいロボは作れません。
＜オプション＞
　ブラケット　AGBL-S03T　１，７８５円
　S03T用メタルギア　１，２６０円 		＜仕様＞
トルク
　4.8V時：7.2kg-cm
　6.0V時：8.0kg-cm
スピード
 　4.8V時：0.33sec/60°
　6.0V時：0.27sec/60°
ギア
 　プラスチック
方式
 　アナログ
サイズ
 　39.5×20.0×39.6mm
重量
 　46g
線のタイプ
 　JR（橙：信号、赤：電源＋、茶：GND)
＜価格＞ １，６００円

※保守部品も販売しています。
　
　サーボのギアはよく破損することがありますのでギアを自分で交換できれば便利です。以下はＳ０３Ｔのプラギアをメタルギアに交換する手順の映像です。

　■Ｓ０３Ｔのギア交換手順（MPEG1ファイル１５MB）

＜寸法図＞
　■Ｓ０３Ｔ

　■Ｓ０３Ｔサーボホーン		 　■ＭｉｃｒｏＭＧ

　■ＭｉｃｒｏＭＧサーボホーン

　■ＭｉｃｒｏＭＧメタルサーボホーン 		　

＜ブラケット、メタルサーボホーン＞
　浅草ギ研では販売しているサーボに対応した簡易ブラケットも製造・販売しております。

　このブラケットはブラケット同士を接続して簡単に関節パーツを作ることができます。ロボットのプロトタイピング、軸構成を考えるなどに最適です。

　AGBLタイプのブラケットは接続するネジ穴ピッチ（間隔）が同じなので、違うサーボ間でも接続することができます。

　左の写真はS03TとMicroMGを使用した簡単な３軸構成の足の例です。簡単なつくりで、組み立てに１足５分ほどしかかかりませんが、ROBO-ONEJクラスで予選を完走しました。足底のプラ板以外はブラケットで構成されています。

　サーボに付属しているサーボホーンの形にはいろいろありますが、ロボット作成には丸型の方が都合が良いことが多くあります。

　 浅草ギ研では丸型が標準ではないサーボ用にアルミ製の丸型サーボホーンの製作･販売もしております。

＜方式について＞

●アナログ方式
　入力されたパルスを内部の回路でアナログ処理して位置決めをする方式。一般的に位置精度が悪いが安価。回転角度はパルスの幅によるので、物理的限界（通常はポテンショの回転可能角度。ほとんどは１８０°）まで回転させられる。

●デジタル方式
　入力されたパルスを内部の回路でデジタル処理して位置決めをする方式。位置精度と保持力が高い。負荷がかかると高周波音が出る。決められたパルス幅以上や以下のパルスは受け付けない。ラジコン用のデジタルサーボは回転角度が最大９０°程度のものが多いが、ロボット用のデジタルサーボはほとんどが１８０°回転できる。
＜線のタイプついて＞

　RCサーボはラジコンメーカーで規格がだいたい決まっていますが、線の色は各社バラバラです。サーボからは通常、線が３本出ています。

　●信号線：サーボへパルス信号を送り、サーボの位置を指示する
　●電源＋：サーボへの電源供給用。バッテリのプラスにつなぐ
　●電源GND：サーボへの電源供給用。バッテリのマイナスにつなぐ
タイプ
信号線
電源＋
電源GND
JR
橙
赤
茶
KO、フタバ
白
赤
黒
HITEC
黄
赤
黒
三和
青
赤
黒
ロボット用など
灰
黒
黒

　又、線の配列もメーカーによって異なる場合もありますので注意しましょう。電源＋はどのタイプでも赤なのでこれを目安にします。

メーカー 　 　 　
一般的 信号線 電源＋ 電源GND
まれにある 信号線 電源GND 電源＋

＜トルクついて＞

　RCサーボのトルクは　？ｋｇ−ｃｍ　で表します。これは「１ｃｍ先にある？ｋｇのものを回転させられる」ということです。距離が長くなればなるほど必要になるトルクは増えます。ロボットを作る前に、概算で必要なトルクを計算してからサーボを選ぶほうが良いでしょう。
　ロボットの関節、つまりサーボ、にどのぐらいのトルクが必要かは動かし方にもよります。歩行ロボットの場合は左図のような計算方法になります。

　よって、

　●重心が大きくなる
　 （ロボの体重が大きい）

　●重心までの距離が長い
　 （重心が上にある。またはロボの身長が長い）

　●傾きが大きい
　（足間が広く、大きく傾けないと重心移動ができないなど）

　と、大きいトルクが必要になります。
　ロボットを作り始める前に使用したいサーボや関節数により大体の身長と体重はわかります。重心の計算はできませんが、とりえあえず中心位置を中心にてきとうにありえそうな重心距離を決めて計算することはできます。例として浅草ギ研が製作したロボの場合を計算してみます。身長２５ｃｍ、体重８００ｇで、重心移動時に
約１０°傾きます。重心は適当に床から１７ｃｍの場所であろうと推測します。この時、足首のサーボに必要なトルクは

　０．８ｋｇ　×　１７ｃｍ　×　Sin１０°（0.1736）　＝　約２．３６ｋｇ

　となります。
※Sinの値は三角関数表（三角比の表）から求めました。
＜使用事例＞

　■ＰＣに足をつけて歩かせてみました
　■Ｈ８＋サーボコントローラでサーボを動かす
　■ＰＩＣ＋サーボコントローラでサーボを動かす
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