# 組み立て手順 — 8 自由度四脚ロボット
先に 3 種類のユニット（サーボ入りの胴体・左脚・右脚）を組み、最後に脚を
胴体へ取り付けます。
ネジは **M3×6 が 40 本、M2×6 が 16 本** — どちらも **STS3215 に付属している
ネジだけで足ります**（8 個買えば十分な本数が付いてきます）。別途購入は不要です。
::::{grid} 2
:gutter: 2
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/quadruped_parts.jpg
:target: ../_static/quadruped_parts.jpg
:alt: 用意する部品。3D プリントの 9 部品（胴体 ×1・脚ブラケット ×4・脚リンク ×4）、STS3215 ×8、付属のネジ
用意する部品。3D プリントの 9 部品（胴体 ×1・脚ブラケット ×4・脚リンク ×4）、STS3215 ×8、付属のネジ
```
:::
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/quadruped_screws.jpg
:target: ../_static/quadruped_screws.jpg
:alt: STS3215 に付属するネジ（3 種類）
STS3215 に付属するネジ（3 種類）
```
:::
::::
## インタラクティブ 3D ビューア
ブラウザ上で 1 ステップずつアニメーションを再生できます。マウスで視点を回し、
スライダーで手順を前後できます。
```{raw} html
ビューアを全画面で開く ↗
PDF 版の手順書
```
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## 部品のユニット構成
機体は 3 種類のユニット（サブアセンブリ）を先に組み、最後に胴体へ脚を
取り付けます。単一部品は全部で **81 個（8 種類）**。
| ユニット | 数量 | 内部部品数 |
|---|---|---|
| body_servo（胴体 + サーボ 4） | ×1 | 13 |
| leg_left（左脚） | ×2 | 11 |
| leg_right（右脚） | ×2 | 11 |
| 部品 | 個数 |
|---|---|
| ネジ M3×6 | ×40 |
| ネジ M2×6 | ×16 |
| STS3215（ケース + ホーン） | ×8 |
| bracket_outline | ×4 |
| leg_link1 | ×4 |
| 胴体（body） | ×1 |
(servo-id)=
## サーボに ID を振る
**ユニットを組む前に、8 個のサーボに 1〜8 の ID を振ります。** 8 個は 1 本の
バスにつながり、マイコンは ID で相手を呼び分けます。ところが新品の STS3215 は
**全部 ID 1** で出荷されているので、そのままでは区別できません。
ID を振るときは**サーボを 1 個ずつ**つなぎます。ID 1 のサーボが 2 個つながって
いると、「ID 1 を 2 に変えろ」という命令が両方に届き、両方とも ID 2 になって
しまいます。しかもツールからは 1 個に見えるので、失敗したことに気づけません。
### 用意するもの
- PC（Windows / macOS / Linux）
- ドライバーボード（Waveshare Bus Servo Adapter (A)）と USB Type-C ケーブル
- 12 V の AC アダプタ（[部品表](bom.md) の 3）
- STS3215（最初は 1 個だけ）
- マスキングテープとペン（番号のラベル用）
### ツールを入れる
ID の設定には [feetech-cli](https://github.com/iory/feetech-cli) を使います。
開発環境の準備で入れた uv で、次の 1 行で `feetech` コマンドが入ります
（uv がまだなら [macOS](../getting-started/macos.md) /
[Windows](../getting-started/windows.md) / [Linux](../getting-started/linux.md)
の「uv を入れる」を先に）。
```console
$ uv tool install feetech-cli
```
Python の用意は uv がするので要りません。コマンドは uv 本体と同じ場所に入るので、
`uv` が動くシェルならそのまま `feetech` も動きます。
### つなぐ
1. ボードの **ジャンパを 2 個とも B（USB-SERVO）** に差す。A は Arduino から
動かすときの位置で、A のままだと PC からはサーボが見えません。
2. サーボを 1 個だけ、ボードの 3 ピンコネクタ（D V G）に差す。
3. AC アダプタをボードの DC ジャックに差す。**サーボの電源は USB からは取れない**
ので、これを忘れるとサーボが応答しません。
4. USB Type-C で PC とボードをつなぐ。
```{include} _tips/one_servo.md
```
::::{grid} 1 2 2 2
:gutter: 2
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/servo_id_setup.jpg
:target: ../_static/servo_id_setup.jpg
:alt: PC、AC アダプタ、ドライバーボード、サーボ 1 個をつないだところ
全体。PC とボードは USB Type-C で、ボードの電源は AC アダプタから。
サーボは 1 個だけ
```
:::
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/servo_id_wiring.jpg
:target: ../_static/servo_id_wiring.jpg
:alt: ドライバーボードに DC ジャック、USB Type-C、サーボのケーブルを差したところ
ボードまわり。左から DC ジャック（電源）、USB Type-C（PC）。サーボのケーブルは
上の 3 ピンコネクタへ。電源が入ると PWR の LED が赤く点く
```
:::
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/servo_id_jumper.jpg
:target: ../_static/servo_id_jumper.jpg
:alt: ジャンパ 2 個が B の位置に差さっている。基板には A が UART-SERVO、B が USB-SERVO と印刷されている
ジャンパは 2 個とも **B（USB-SERVO）**。基板の表に A / B の意味が印刷されている
```
:::
::::
### 1 個ずつ番号を振る
1. サーボが見えることを確かめる。
```console
$ feetech scan
Found 1 servo(s) on /dev/cu.usbmodem59710813431 at 1.00Mbps:
id 1 model 777 position 4095 (+179.9 deg) 12.3V 32C
```
`id 1` が 1 行だけ出れば準備完了です。ポート名は環境によって違います
（Windows なら `COM3` など）。ツールが自動で探すので、指定は要りません。
2. 新しい ID を書き込む。確認に `y` と答えると書き込まれます。1 個目は ID 1 の
ままでよいので、この手順は 2 個目からです。
```console
$ feetech set-id 1 2
Change servo 1 to id 2? This writes the servo EEPROM. [y/N] y
Servo 1 is now id 2.
```
ID はサーボの EEPROM に書かれるので、電源を切っても消えません。
3. もう一度 `feetech scan` を実行して、新しい ID で見えることを確かめる。
4. **サーボにラベルを貼る。** ばらばらになってからでは、1 個ずつつなぎ直さないと
見分けられません。組み立てたあとも見える面に貼っておくと、配線や交換のときに
も困りません。
5. サーボを外し、次の新品をつないで 1 に戻る。3 個目は `feetech set-id 1 3`、
4 個目は `feetech set-id 1 4`、…と 8 まで続けます。
```{include} _tips/eeprom.md
```
```{figure} ../_static/servo_set_id.gif
:alt: feetech scan で ID 1 のサーボが見え、feetech set-id 1 2 で ID 2 に変え、もう一度 scan すると ID 2 で見える
手順 1〜3 を実機で実行したところ
```
```{figure} ../_static/servo_id_label.jpg
:target: ../_static/servo_id_label.jpg
:width: 50%
:alt: 「ID:1」と書いたラベルを側面に貼ったサーボ
番号を書いたラベルを貼ったサーボ
```
### どのサーボをどこに使うか
ID は脚と関節ごとに決まっています。この割り当てはファームウェアの
`include/quad_calib.h`（`QUAD_SERVO_ID`）と同じなので、**この通りに組み付けて
ください。** 違う位置に付けると、別の関節に命令が届いてしまいます。
```{figure} assembly_img/servo_ids.png
:target: assembly_img/servo_ids.png
:alt: 四脚ロボットを上と左から見た図に、各サーボの ID を書き込んだもの。右前 1・2、左前 3・4、右後 5・6、左後 7・8。それぞれ股が奇数、膝が偶数
サーボ ID の割り当て。上から見て、胴体の短い辺の中央に出っ張りがある側が前
（歩く向き）
```
下のユニットを組むときは、この ID のサーボを使います。
| ユニット | 入るサーボ | 使う ID |
|---|---|---|
| body_servo（胴体） | 4 本の脚の股 | 1（右前）、3（左前）、5（右後）、7（左後） |
| leg_right（右脚）×2 | 右の脚の膝 | 2（右前）、6（右後） |
| leg_left（左脚）×2 | 左の脚の膝 | 4（左前）、8（左後） |
### うまくいかないとき
| 症状 | 確かめること |
|---|---|
| `feetech scan` で何も見つからない | AC アダプタが差さっているか（PWR の LED）。ジャンパが B か。サーボのケーブルが奥まで差さっているか |
| ポートが見つからない | USB ケーブルがデータ通信対応か（充電専用のケーブルでは見えない） |
| 以前に通信速度を変えたサーボが見つからない | `feetech scan --all-baudrates` ですべての速度を試す |
| `id 2 is already used by another servo on this bus` | その ID のサーボが別につながっている。1 個だけにしてやり直す |
## ユニットの事前組み立て
同じユニットは 1 回だけ手順を示します。**×N** はロボット全体で使う個数です。
上から順に組めば部品が揃います。
手順に出てくる「同軸 φ◯mm」は穴の中心をそろえること、「面合わせ」は面どうしをぴったり当てることです。
:::{dropdown} STS3215 サーボ（ホーン取り付け） **×8**
:open:
```{include} _tips/horn.md
```
ホーンが外れた状態で届いた場合のみ。取り付け済みならこのユニットは飛ばして
かまいません。
1. **STS3215_horn** を置く（土台）
2. **STS3215_case** をホーンへ — 同軸 φ4.8mm（×2）、面合わせ ×2
```{figure} ../_static/quadruped_horn_screw.jpg
:target: ../_static/quadruped_horn_screw.jpg
:width: 50%
ネジを回すときは、ドライバーの先端をネジ穴と平行に当てる。先端が斜めになっていると力が伝わらず、ネジ頭をなめやすい
```
:::
:::{dropdown} body_servo（胴体にサーボ 4 個を固定） **×1**
使う部品: 胴体 ×1、STS3215 ×4、M3x6 ×8
下の **STS3215-1〜4** は CAD 上の部品の通し番号で、サーボの ID ではありません。
胴体の 4 か所には股のサーボ（ID 1・3・5・7）を入れ、どの位置にどの ID かは
{ref}`ID の対応図 ` に合わせてください。
1. **body**（胴体）を置く（土台）
2. **STS3215-4** — 胴体へ差し込む（同軸 φ4.2mm ×4、面合わせ ×2）
3. 🔩 **M3x6 ×2** を締める（STS3215-4 ↔ 胴体）
4. **STS3215-3** — 胴体へ差し込む
5. 🔩 **M3x6 ×2** を締める
6. **STS3215-2** — 胴体へ合わせる（面合わせ ×2）
7. 🔩 **M3x6 ×2** を締める
8. **STS3215-1** — 胴体へ合わせる（面合わせ ×2）
9. 🔩 **M3x6 ×2** を締める
```{figure} ../_static/quadruped_body_servo.jpg
:target: ../_static/quadruped_body_servo.jpg
:width: 50%
4 個のサーボを固定した胴体（実物）
```
:::
::::::{dropdown} leg_left（左脚） **×2**
使う部品: STS3215 ×1、bracket_outline ×1、leg_link1 ×1、M3x6 ×4、M2x6 ×4
1. **STS3215** を置く（土台）
2. **bracket_outline** — サーボのホーン側へ差し込む（同軸 φ3.2mm ×4、面合わせ ×2）
3. 🔩 **M3x6 ×4** を締める（サーボ ↔ ブラケット）
4. **leg_link1** — サーボのケース側へ差し込む（同軸 φ2.0mm ×4、面合わせ ×2）
5. 🔩 **M2x6 ×4** を締める（サーボ ↔ リンク）
**実物の写真**（左右の脚で手順は同じ）:
:::::{grid} 2 3 3 3
:gutter: 2
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/quadruped_bracket_seat_1.jpg
:target: ../_static/quadruped_bracket_seat_1.jpg
:alt: 脚ブラケットのホーン取り付け部
脚ブラケットのホーン取り付け部
```
:::
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/quadruped_bracket_seat_2.jpg
:target: ../_static/quadruped_bracket_seat_2.jpg
:alt: 同じ部分を別の角度から
同じ部分を別の角度から
```
:::
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/quadruped_bracket_1.jpg
:target: ../_static/quadruped_bracket_1.jpg
:alt: 手順 2: ブラケットをサーボのホーン側へ
手順 2: ブラケットをサーボのホーン側へ
```
:::
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/quadruped_bracket_2.jpg
:target: ../_static/quadruped_bracket_2.jpg
:alt: 手順 3: ネジを締める途中
手順 3: ネジを締める途中
```
:::
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/quadruped_bracket_3.jpg
:target: ../_static/quadruped_bracket_3.jpg
:alt: 手順 3: M3x6 ×4 を締め終えたところ
手順 3: M3x6 ×4 を締め終えたところ
```
:::
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/quadruped_leg_link_1.jpg
:target: ../_static/quadruped_leg_link_1.jpg
:alt: 手順 4: 脚リンクをサーボのケース側へ
手順 4: 脚リンクをサーボのケース側へ
```
:::
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/quadruped_leg_link_2.jpg
:target: ../_static/quadruped_leg_link_2.jpg
:alt: 手順 4: 差し込んだところ
手順 4: 差し込んだところ
```
:::
:::{grid-item}
```{figure} ../_static/quadruped_legs_x4.jpg
:target: ../_static/quadruped_legs_x4.jpg
:alt: ブラケットを付けたサーボ 4 本（左右 2 本ずつ）
ブラケットを付けたサーボ 4 本（左右 2 本ずつ）
```
:::
:::::
::::::
:::{dropdown} leg_right（右脚） **×2**
使う部品: STS3215 ×1、bracket_outline ×1、leg_link1 ×1、M3x6 ×4、M2x6 ×4
（左脚と同じ構成。ブラケットの向きが鏡像）
1. **STS3215** を置く（土台）
2. **bracket_outline** — サーボのホーン側へ差し込む
3. 🔩 **M3x6 ×4** を締める
4. **leg_link1** — サーボのケース側へ差し込む
5. 🔩 **M2x6 ×4** を締める
:::
```{warning}
組み始める前に、**各サーボに ID を振っておく**こと（[サーボに ID を振る](#servo-id)）。
機体に組み込んでからだと、どのサーボがどれか見分けられない。
原点（0 点）合わせは**組み上げた後にソフトウェアで行う**ので、組立時のホーンの
角度は気にしなくてよい。手順は第13章を参照。
```
## 本体の組み立て
事前に組んだユニットを胴体（body_servo）に取り付けます。
### Step 1: body_servo を置く
### Step 2: leg_right（1 本目）を取り付ける
胴体後方のサーボホーンへ、脚のリンクを差し込みます（同軸 φ3.0mm ×4）。
### Step 3: 🔩 M3x6 ×4 を締める
### Step 4: leg_right（2 本目）を取り付ける
### Step 5: 🔩 M3x6 ×4 を締める
### Step 6: leg_left（1 本目）を取り付ける
反対側のサーボホーンへ差し込みます。挿入方向が右脚と逆になります。
### Step 7: 🔩 M3x6 ×4 を締める
### Step 8: leg_left（2 本目）を取り付ける
### Step 9: 🔩 M3x6 ×4 を締める
これで機体は完成です。配線とゼロ点合わせは {ref}`walk-real` へ。
---
CAD データの書き出しには
[solidworks_urdf_exporter2](https://github.com/jsk-ros-pkg/solidworks_urdf_exporter2)
を使っています。