はじめまして！
ForteFibreハード班（そして自称ソフト班）のIsakiです。

私たちは、2023年9月に行われた第13回キャチロボバトルコンテストにチーム「京都高専」として出場しました。

現役京都工芸繊維大学生（京都工繊）× 元大阪公立大高等専門学校生（大阪高専）のチーム（京都高専）です
※ 京都高専は実在しません

結果は惜しくもベスト16止まりでしたが、シンプルな設計と優秀な制御により、練習不足で初戦が動かないという例年のジレンマを克服することができ、良かったです✨

決勝トーナメントにて対戦いただいた慶応さんありがとうございました。
完敗でした泣
予選の成績が決勝トーナメントの割り当てに影響することを失念しており、予選で点数を稼ぐ戦略を取れなかったことは1つ反省です。

キャチロボとは

キャチロボバトルコンテスト（キャチロボ）は、京都製作所様の後援のもと、毎年京都でされているロボットコンテストです。私たちForteFibreのメンバーも実行委員として毎年運営に携わっています。

毎年異なる課題のお菓子をアームで掴んでシューティングエリアに並べ、その個数や整列具合を競います。制限時間内にいかに速く、正確に、効率よくワークを運べるかを競います。

なんと、優秀賞金50万円！！！！
憧れのkitMillが買えちゃえます！！！

2023年のお菓子はハイチュウプレミアム、美味しく食べれるワーク（ロボットを使って運ぶ対象）で嬉しかったのですが、ロボットアームで掴みにくく、アイデア出しでは非常に悩ませられました。

ルールは至ってシンプル
自陣のワークと共通エリアのワークを自陣のシューティングエリアに沢山入れたら勝ち！
綺麗に入れたらボーナス！

そんな感じです

戦略

戦略会議の結果、当初左の案で話が進んでいました。

• 直感的な操作がしたい ･･･ rθではなくXY座標系のロボット
• ボーナス狙いで綺麗に詰めたい、往復回数を減らしたい ･･･ ワークを詰める箱を作る

が、いろいろあって右の案になりました😇

ハード班として言い訳させてください
左案は重量と剛性的に厳しいです

頑張れハード班

設計

ハンド

血迷いました
というより、私が設計にダメ出ししすぎて結局こうなりました🥺

最終的には、差動及び平行リンクを採用し、2つの20kgfサーボを使って、アームの開閉と回転を行えるようにしました。

並行リンクを採用しているため、
ワークエリアでは3つ同時に回収できます

差動機構を採用しているため
共通エリアでは並行リンクを開きつつアームを90度回転できます

ボーナスエリアにハイチュウを綺麗に並べて置けます…はずが
実際は難しかったため、整頓機構の重要性を認識させられました

アーム

ワイヤーを用いた倍ストローク機構を採用しました。
アーム全体が1進むと、ハンド（写真では緑色のテープ部分）が2進みます。
これにより、初期制限・展開制限に左右されずアームをフィールドの端から端まに動かすことができます。

初速はかなり速く、4月に初旬チームを結成し、1週間でこのアームの設計が終わり、最後まで採用されました。ただ、ここから製作するのが遅く、ハンドの精度を詰めたり、整頓機構を作れなかったことは反省点です。
ワイヤーが緩んだり切れたりということはありませんでしたが、長期的に使うのであればタイミングベルトにしたかったところです。

制御

私は自称ソフト班なので何もわかりません😇

基板・制御の紹介

NHK学生ロボコンで今後使う技術をできる限り投入することを重視しました。そのため、制御システムの大部分はNHKチーム（当時はNHKチームになる予定のチーム）が作成したものを使っています。

• 高性能で小型のモータドライバ
• ROS 2とモータドライバ間のインターフェース

また、URDFによる機体の記述とシミュレータ作成、それによる実機レスの自動化コード作成を行いました。これらは部内ではあまり研究されていなかった技術ですが、来年以降大会が変わっても利用できる水準のものが制作できました。

その他、いままで利用頻度の少なかったサーボモータの利用も行いました。

大会当日

色々ありましたとさ😇

初期制限との闘い

ロボットは、図の点線で囲まれたエリア、「セッティングエリア」に収まった状態でスタートしなければなりません。

が、しかし、テストラン（試走）にて、微妙に収まらないことが判明
（5cmくらいワークエリアに侵入！）

パーツの設計修正と加工のため、会場から部室までおつかいしました

破壊～そして創造

しかし、おつかいの間に別の問題発生
ハンドが動かなくなりました

正直全員、翌日の大会本番を諦めかけていました
初期制限にも収まらない、ハンドも壊れた😭

泣く泣く緊急搬送し、徹夜でリカバリーしました

決勝トーナメント

決勝トーナメントでは、慶応さんと対戦させていただきました。
スピードは両者同じくらいでしたが、慶応さんは整頓機構を使ってハイチュウを目を疑うほど綺麗に並べることができており、感動しました✨

完敗でした悔しいです泣

試合後

軽く動かしていた際に操作を誤りリニアガイドが折損
大会終了直後であったことが不幸中の幸いです

リニアガイドは剛体と思い込んで苦労した大会でした

おわりに

私にとって初めてのキャチロボ参戦でしたが、正直舐めていました。
お菓子運ぶだけやん。と

実際は、厳しい重量制限と初期制限を満たしたロボットを製作し、そして3分という短い時間の中で正確なマテリアルハンドリングをする。

単純かつ奥の深い大会でした。

今回は全70チーム中ベスト16には入れたものの、あまり良い成績は残せませんでした。
3分で勝敗が決まるロボコン。貴重な時間を削っての参戦に、意義があったか無駄であったか、非常に悩ましい問題だと思います。でも、今回の経験を通じ、ロボコンに没頭する楽しさや奥深さの再認識、初動の大切さ、そして仲間との友情…
充実した夏を送れたと思います。
またリベンジする機会があれば、皆さん対戦よろしくお願いします！

決勝トーナメントのアーカイブはこちらからご覧いただけます！
試合は1:23:30～