アクチュエータ
目次
アクチュエータとは，動力源のエネルギーを運動に変えるものを指します．例えばDCモーターであれば，電源の電気エネルギーを回転エネルギーに変換しています．
ここではロボコンでよく使われるアクチュエータの種類とその特性についてまとめます．
モーター
最も一般的なアクチュエータです．電気エネルギーを回転に変換します．ここでは原理については割愛します．ロボコンでよく用いられるモーターについてそれぞれ簡潔にまとめました．
ブラシ付きDCモーター
最も多くの方が真っ先に思いつくモーターです．ブラシ付きDCモーターにはその名のとおりブラシ（電極）がついており，この電極が回転と同時に切り替わることで，モーターは回転し続けることができます．
ブラシ付きモーターのメリットは比較的安価で，単純に回転させるだけであれば電源を接続するだけというとても使いやすいモーターです．それに対してデメリットは電気ノイズや騒音が発生しやすい，寿命が短いといったところがあります．
ブラシ付きDCモーターもさらにいろいろ種類があるのですが割愛させてください．
ブラシレスDCモーター（BLDC）
その名の通りブラシのないモーターです．回転原理は通常のDCモーターと変わらないのですがコイルを回転させるのではなく，軸の永久磁石を回転させます．ここでこのコイルの電流の切り替えは専用の駆動回路が必要となります．機械的な接点が存在しないため，ブラシ付きDCモーターの多くを解決できます．また，小型に高出力であり，設計の自由度が増します．デメリットは比較的高価であることがあげられる．
数年前からロボット分野ではBLDCが導入されており，中華製の安価な製品も流通するようになったためロボコンでも一般的なものになりました．今後のロボット開発においては切り離せないものです．
ステッピングモーター
ステッピングモーターはBLDCと似たような構成ですが，駆動方法がことなります．ステッピングモーターはコイルにパルス信号を入力することでステップ角ごとに回転するモーターです．3DプリンタやCNCに用いられていることからもメリットは高精度な位置決めなことです．デメリットは振動や高回転に弱いことなどです．
サーボモーター
アクチュエータという言葉の定義によっては減速機や制御用の回路が一体となったものも指すことがあるため，モーターとは区別して，サーボモーターとして紹介します．
PWMサーボ
PWMサーボはラジコンや安価なロボットに用いられます．メリットはPWMを流すだけで指定した角度に到達すること，種類がとても多く安価なことです．デメリットは一方向の通信のため精度があまりよくないこと，モーターの数だけ信号線を用意する必要があることです．
原理や動作方法は以下を参照してください． PWMサーボの動作方法
シリアルサーボ
シリアルサーボは何かしらの通信方式で制御やセンシングができるサーボモーターです．
メリットはセンシングが可能なことから様々な制御ができること，デイジーチェーンができるため配線がまとまること．デメリットはPWMサーボに比べ高価なこと，動作までの準備が大変なことがあります．
特別な理由がない限りはロボットにはシリアルサーボを使うことをおすすめします．
ソレノイド
ソレノイドは鉄心とコイルとバネで構成されており，コイルを通電させることで鉄心が動きます．とても単純なアクチュエータで通電させるだけで高速で動作します．
直動のアクチュエーターですがあまりパワーがあるわけではないため，使用用途は限られます．筆者は使用したことはありません． ソレノイド
エアシリンダ
エアシリンダは圧縮空気によりピストンを押したり引いたりできるアクチュエータです．こちらも直動で多く用いられるアクチュエータであり，ロボコンではロボットがジャンプしたりハンドの開閉などに使われています．メリットは実装のしやすさであり，デメリットは中間位置決めができないことなどがあります．
学生ロボコンンなどのロボットによくみられるテープをぐるぐるに巻いたペットボトルには圧縮空気が入っており，エアシリンダを動かすためのタンクとなっています．可動回数はこのタンクの容量に依存しており，動作を繰り返す機構には大きいタンクが必要になります．