01 基礎知識
1.1 動作原理
SR-Support は 2-DOF（肩 + 肘）のアクティブ自己起立デバイスです。
- 機構：2 関節アームが方形ベースに搭載され、肩関節は機体の長軸まわりに揺動し、肘関節は 前腕を折り畳みます。
- センシング：6 軸 IMU が姿勢クォータニオンを提供し、ファームウェアが機体座標系の up ベクトルから転倒を 4 つの姿勢（
pitch_pos/neg、roll_pos/neg、06 ページ 6.5 参照） のいずれかに分類します。 - アクチュエーション：リファレンスシーケンス実行器。各姿勢にはウェイポイント列 （ウェイポイントごとに 20 tick、スルーレート 0.08 rad/tick）があり、アームを地面について 押し、機体を転がして直立させます。
roll_negではさらに肘による「ウェッジポンプ」と ホイップスラムのフォールバックを使用します。 - フォールバック：14 秒タイムアウト、姿勢の再計画、フォールゲート後の自動リトライ。
roll_negは段階ごとの適応ホールドを使用し、直立した時点で即座にアームを収納します。 - 検証済み：4 方向とも約 1〜6 秒で直接起き上がります。同じモデルが MuJoCo シミュレーションと 実機ライブツイン（08 ページ）を駆動します。
1.2 概要
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| ベース | 約 88 × 82 mm、高さ 68 mm（底板 + 肩サーボマウント、3D プリント） |
| アーム | 肩軸はベース上 56 mm、肘は肩の 40.1 mm 上。前腕ストラットは約 17 cm（12 mm 管） |
| 質量 | 約 133 g（モデル質量表：foot 92.1 / arm1 20.7 / arm2 20.1 g、サーボ 2 個を含む） |
| 肩 | PTK7452MG；手動リミット [-1.85, +1.82] rad（シミュレーションの関節範囲 [-1.07, +2.07]） |
| 肘 | PTK7452MG；手動リミット [-0.90, +0.70] rad（機械的には約 ±1.55 rad） |
| コントローラ | ESP32-S3-DevKitC-1（Arduino framework / PlatformIO） |
| 姿勢 | Juxi ICM42670P 6 軸 IMU（I²C アドレス 0x23、100 kHz） |
| サーボ駆動 | ESP32 LEDC、50 Hz、14 bit、パルス幅 500〜2500 µs |
1.3 BOM
| カテゴリ | 部品 | 数量 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 構造 | 3D プリント：底板、肩サーボマウント、肘サーボマウント、トップストラット | 各 1 | PETG または PLA、15% インフィル；サーボホーンはサーボ付属品を使用 |
| アクチュエーション | PTK7452MG 180° PWM サーボ | 2 | メタルギア、25T、約 12.2 g、6 V で約 3.4 kg·cm |
| コントローラ | ESP32-S3-DevKitC-1 | 1 | USB-C |
| センサ | Juxi ICM42670P IMU モジュール | 1 | 3.3 V 給電 |
| アダプタ | パッシブサーボアダプタボード | 1 | GPIO → 3-pin ヘッダ、V+/GND 共通、PCA9685 なし |
| 配線 | USB-C データケーブル、デュポンワイヤ、サーボ延長ケーブル | 適量 | — |
| 電源 | サーボ電源 5 V / ≥5 A | 1 | 1 本の 5 V 電源から 1-to-2 ケーブルで ESP32 とサーボの両方へ給電（コモングラウンド）；4 方向すべての起き上がりで検証済み |