サーボモータを交換

不注意で破損した左足首のサーボを交換した

代替サーボを入手

左足首サーボ(ロール軸)のギアを破損してしまった。

Robovie-Zはキットでなく完成品の販売だからか修理サービスを紹介されたが、同じサーボが単品で販売されておりメンテノウハウ蓄積もしたくて自分で交換することにした。

ひと昔前のPWM方式と異なりCPUと各サーボがシリアル通信する方式なのでサーボにIDが振られる関係上、発注時にお願いして左足首用IDを出荷前に設定してもらう。そんなわけで未開封包装内の商品に付箋が貼ってあり、なんとなく笑える。



尚、商品付属のノーマルケーブルは今回の修理には無用なものの、コネクタ形状や構造を理解するのにとても役立った。









サーボ交換作業 & その後の調整
 

失敗しないよう、慎重に下準備のうえ作業開始...

  1. ロボの右足首をしげしげと観察
    このロボの足首はロール軸とピッチ軸の2個のサーボを連結し一体化している。膝のリンク機構が足首に続いており少し複雑な構造。
  2. サーボ交換のために何処のネジを外すか確認
    足裏を外すのは明らかで、次に2個連結のサーボを分離してロール軸サーボだけ交換することになる。
    分解前に見えないネジがあるかもしれないが、そんなに難易度は高くなさそうな感触
  3. 作業開始、先ず足裏を取り外す
    足裏前後のロール軸を支えるネジ2本を外せば足裏が容易に外れる。足裏のネジ貫通穴には樹脂製のブッシュが嵌めてあるので無くさないよう注意! 外したネジはできるだけ元の位置に締め戻し、紛失や間違いを避ける。
  4. 連結したサーボを分離
    連結用部品の固定ネジが足首のリンク構造に隠れるのでリンク構造を外す。それにはピッチ軸サーボをリンク構造から外す。
    ピッチ軸サーボをリンク構造から外す際、サーボホーンを回してしまうと再組立で誤った位置に取り付けかねないので注意!
    リンク構造に阻まれていた連結部品のネジを外すと、無事に2つのサーボが分離。
  5. ロール軸サーボのケーブルを交換品に付け替え
    各サーボにコネクタが2つあるが、このサーボはデイジーチェーン接続の末端にあるので片方だけ使う。コネクタケーブルが3本とも黒色なので逆挿しを恐れて目印の付箋を付けたが、よくよく調べるとコネクタ自体が逆挿しできない構造になってた。
    コネクタは画像の上方向ではなく、画像に直交する方向(法線方向)に外れる。細かい作業用のピンセットでコネクタを押さえつける感じで装着。
  6. 足首のリンク機構を元通りに組み付け
    交換したロール軸サーボと従前のピッチ軸サーボを連結し、次にピッチ軸サーボをリンク構造に組み付ける。
    ブッシュを嵌めつつのネジ止めは慣れが必要。
  7. 足裏を取り付ける前に(!)一旦通電
    MotionWorksで基準姿勢をとらせてみて足首サーボが妙な角度に回らないことを確認する。
    その後で足裏を組み付け、新サーボがMotionWorksのポーズスライダ操作に応じて動くことを確認する。
  8. 最後に初期姿勢を較正
    ROBOZAKで言うところの「ゼロポイント調整」に相当。
    「CPUの設定」画面にて、出力値設定枠内の位置補正値で調整する。






















おまけ情報
(2022年3月29日 追記)

破損したサーボを何もせず捨てるのは勿体ないので分解
  1. 蓋のネジ4本を外してサーボのギア側を開封
    筐体左下のモーター直結ギアと次段ギア(白)以外は全てはずれてしまう
  2. 外れてしまった中間ギア3個を元の軸受けに戻す
    ギアの嚙み合わせは一応できて、ギア回転が周囲のギアに伝わる。3段のギア比でひたすら回転数をトルクに換えている。
  3. 蓋側に篏合する主軸を外して筐体側の軸受けに戻す
    主軸は、蓋の外側から押し込めば抜けると判明。最初から判っていれば、中間ギアを筐体側に残したまま分解できたかも。
サーボの商品パッケージ


ロボ左足首の構造


ロール軸サーボを分離してコネクタケーブルを外す直前
目印の付箋は不要だった

初期姿勢の較正は「CPUの設定」画面で


サーボ内のギア部(a)

サーボ内のギア部(b)

サーボ内のギア部(c)

※この記事が何かのお役にたつことを願っていますが、記事内容についてのいかなる保証もしません