電動カーの研究
2007 初回デザイン案 Next project? Two PM motors
電動スケートボード（機体製作編）
姿勢安定制御を搭載した電動スケートボード。スケートボードはあくまでも１例であり、工事現場に見られる1輪型の運搬車（通称 ネコ）や、1輪型ロボットへのアシストの技術開発を目的にしています。
ボウ助 （3DCADによる設計）製作は、制御理論に加えて、機械加工技術、パワーエレクトロニクス応用技術が必須となります。機体重量は30kg、ドライバの体重は60kgを想定しています。機体の手前に２個のバッテリを実装して駆動は２４Ｖ系統とし、400Ｗ容量のモータを搭載しています。
ボウ助 （裏面：３ＤＣＡＤ）機体の奥には、パワーMOSFETを４つパラレル接続した１ユニットのスイッチングからなり最大で150Ａの電流容量を保ち、モータのスイッチングを行う専用のマイコンを備えたモータドライバと、そのモータードライバーの上部には姿勢制御と運転制御を行うマイコン、各種センサ群を実装しています。３ＤＣＡＤを用いて機体の重心はタイヤの軸中心に位置するように設計されています。そのほか、非常用の保護回路と緊急停止用スイッチを装備しています。
機体寸法
760 / 220 / 252 mm
機体重量
30kg
ドライバー体重
60kgを想定
最高速度
35km/h(通常リミッタで制限)
ボディ
SS400を溶接
姿勢制御用ＭＰＵ
ルネサスＳＨ２
モータドライブ系統
永久磁石ＤＣモータ ４００W
ドライブ回路バッテリ駆動範囲 DC12Ｖ～80Ｖ
４並列接続PowerMOS-FET 許容電流75Ａ×４ 最大150Ａ
デットタイム補償あり
制御電圧12Ｖ ファン空冷
正転・逆転・ブレーキ
保護回路
バッテリー
２４Ｖ系統 鉛バッテリ１２Ｖ×２
センサ
ジャイロセンサ
モータ電流センサ
エンコーダ
非常時緊急停止装置
木製削りだしジョイスティック
連動アナログブレーカー
姿勢制御からの制御停止回路
制御方法
現代制御理論、カルマンフィルタおよび状態フィードバック
ハイブリット制御
現在は、人が車載していますが、今後は荷物などを運搬する車体に変更して、応用を広げていく予定です。
2007年度 初回デザイン
ドライバはジョイスティクを持つがあくまでも非常用のためです。運転はドライバの重心を移動を検知して、前後に移動します。また、マイコンにより姿勢安定化制御を達成するため、安定したドライバの搭乗もしくは荷物の運搬を実現します。将来は、外力による荷物運搬をアシストする機能を搭載して、より高有用なアプリケーションを目指します。
タイヤにはレーシングカート用のリアタイヤを使用しています。アルミホイールをはいています。
ボディー溶接
軸の加工と製作
Ｓ４００の切り出し作業
アセンブル
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