ヒューマノイドロボット PINO ＊第 1 回はじめに・モータ制御の基礎＊数年前までは研究者だけのものであったヒューマノイドロボットであるが、近年ROBO-ONE これがモータの基本的な動作原理であの成功もあり多くの一般の方による製作が増えてきた。その理由として最も大きいのは安価で高るが、このままだと図1 （c）に示す位置で性能なマイコンやモータの登場であろう。しかしながら、部品の充実に反して特にヒューマノイコイルが止まってしまう。ここで、この位ドロボット作成に関する初心者向けの書籍は乏しく、未だ企業技術者以外の一般の方がロボッ置に来てコイルが止まる直前に電流を切トを設計・作成することは難しいのが現状である。現在ロボットを作成している人でも、自分のり替えれば（図1（d））今度は反対の方向専門以外に関してはブラックボックスで扱っている方も多いのではなかろうか。より自由な発想にコイルが引っ張られるのでさらに回転がでロボットを設計できるようになるためには基礎を学ぶことが重要である。できる。この切り替えを繰り返せばコイル本連載は、ヒューマノイドロボット設計に必要な技術を基礎から解説し、初心者がつまづきがちなハードルを1 つ1 つクリアしていくことを目的としている。本連載を最終回まで通読すればヒューマノイドロボットを設計できる知識を身につけられるはずである。初回の今回はロボット設計において避けて通ることができない、ロボットの筋肉とも言うべきモータの基礎を勉強しよう。を永久に回すことができそうである。この、電流を切り替える部品を「ブラシ」と言い、ブラシを用いて電流を切り替えるモータのことを「ブラシ付モータ」または単に「DCモータ」と呼ぶ。ブラシの動作原理をの法則により磁石が作った磁場とコイルのモータのしくみ図2に示しておく。間に力を発生する。磁石とコイルを図1の図2に示した構造では、モータが1回転モータはご存知の方も多いと思うが、磁ように配置し、中心の軸周りに回転できるする間に、止まってしまうと動けなくなる石とコイルでできている。電流をコイルにようにしておくと磁場から受ける力に引っ点が2点あるので安定して回転を続けるこ流すと中学校で勉強するフレミング左手張られてコイルが回転する（図1（a）∼（c））。とは難しそうであるが、市販のモータではコイルの形状や磁石の配置を工夫するこ T F とで安定して回転できるようにしている。動作原理は同じである。 S N N S ブラシ付モータのほかに、磁石を回るほ B うに取り付けて、周囲に配置したコイルに電流を流す「ブラシレスモータ」や「誘導 F i l N (a) (b) r S N (d) 図1 52 S (c) モータの構造と動作原理 ROBOCON Magazine 2003.4 ここが回る図2 ブラシ(固定) ブラシの原理