記事の元のソース: https://www.reddit.com/r/robotics/comments/yr9cqr/valortoughness_with_future_sextech_the_design_of/

前書き

セックステック企業は、アプリケーション環境を除けば、他のテック企業と根本的な違いはなく、成功するためにはエンジニアの長期的な努力が必要だと私たちは考えています。

 どちらかといえば、セックステックの向上がもたらす経験を共有しない人が増える傾向にある一方で、業界関係者が性的な宣伝に多大なエネルギーを費やすことでセックステックの発展を見過ごし、技術の進歩が主流に認知されにくくなっているのが近年の現状です。

したがって、国際科学平和週間を機に、私たちは特許を取得するのではなく、 Syncbotの技術の一部を共有・公開することから始めたいと考えています。私たちは他のプレイヤーとの技術格差を縮め、ユーザーの体験を向上させることが、セックス技術の信用を再構築することになると信じているからです。

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• より多くの技術を共有し、他の製品の改善に役立ってください。

• より多くの特許を取得し、自社製品に活用しましょう

VALOR&TOUGHNESSと、愛を作り、戦争なし。

Potentiometer-T16 とお知らせについて

T16は、V&Tが開発したポテンショメータで、現在市販されているポテンショメータでは、セックステック・アプリケーション応用環境の特徴に対応できません。T16の発明は、現在の技術状況の下で、サーボモータの頻繁な正逆転、高強度使用に対すして避けられない技術ルートです。アイデアと実施形態を全面的に開示すれば、私たちも他社もこの技術で特許を出願して、セックス・テックの必要な進歩を妨げることはできなくなります。

この技術の最初のオンライン公開は、平和と開発のための世界科学の日(2022 年 11 月 10 日) です。国際特許法によれば、個人または機関 (当社を含む) がこの技術を特許に申請した場合、この開示により無効となります。

従来のポテンショメータの低い堅牢性

セックステック業界では、Syncbot以前の製品は、時間と位置の精度に対する明確な要求がありませんでした。そのため、初期の製品のほとんどは、位置フィードバックなしで、安価な鉄芯モーターを動力として使用していました。原始的な位置決めシステムとして、大まかな機械的リセットを提供するために独自の機械的構造を使用している製品はごくわずかです。

他の選手の製品のための鉄心モーター

V&Tは、Syncbotの特徴である「同期性」と「シミュレーション性」のために、高精度サーボMF1867と多次元サーボNT1922の2つのサーボモーターを開発し、これらのサーボモーターが正常に機能するための新しいサーボシステムを完成させました。また、ハイテク分野での精度重視のユーザーによる精度の好みを踏まえ、2つのサーボには位置検出とフィードバック用に2つのポテンショメータを内蔵しました。

Syncbot のサーボモーター

従来のポテンショメーターは、主にサーボ・ラダー、サーボ・ロボット・ジョイント、またはドローンに使用されるサーボに使用されるが、セックス・テックの要件に適用される試みはなりませんでした。これらのサーボモーターは、MF1867やNT1922に比べ、整流周波数や積算時間が非常に低いという直感に反する事実があります。具体的に言えば、ヘルムやラダーを操作する場合、そのサーボモーターは航路を修正するためのものです。1時間のゲーム体験の中で、サーボモーターがシビアに停止と方向転換を繰り返す累積時間は、合計で数分程度であり、その変化には一定の間隔があリます。しかし、MF1867やNT1922は、1時間のゲーム体験の中で数十分以上激しく動くことが多いため、新サーボシステムの安定性、耐久性、堅牢性を向上させる必要があります。

2016年以前の実験とテストによると、従来のポテンショメーターはサーボシステム全体の中で最初に破損した部品であり、市場に出回っているポテンショメーターのほとんどは期待したほど長持ちしなかったことが示れています。多くのポテンショメーターは、摩耗する前に数時間、あるいは数分しかテストされていません。

私たちは、サプライチェーン上の故障したポテンショメーターを数多く分析し、最初に破損した部品が非常に一致していることを発見しました。

分解して観察すると、磁石に近いPCBAの側面にある絶縁ソルダーマスクがかなり拭き取られており、黄色い銅のルートとビアが露出していることがわかります。分解後に見たPCBA（プリント基板アセンブリ）の状況の下の写真は、故障したポテンショメーターに続いて、絶縁ソルダーマスクの見える部分が削られ、銅が露出していることを示唆しています。

この状況の背景には、理想的なケースでの設計作業は完璧に配置できますが、実際の製造では現実的なエンジニアリング処理の制約にぶつかるという理由があリます。

青図上では、ポテンショメーターのほとんどすべての内蔵磁石はPCB（プリント基板）と直接接触せず、設計者はそれらの間にわずかな隙間を空けます。しかし、内蔵磁石は動作中に回転する必要があり、回転する磁石を駆動するシャフトとそのプラスチックシェルがPCBに傷をつけることは避けられません。ポテンショメーター・メーカーは、他の部品メーカーと同様、製造のエリートであるため、このような事故が起こらないよう最小限に管理することができます。しかし、時間が経つにつれて、磁石とそのプラスチック・シェルは最終的にPCB上の絶縁ソルダー・マスクを削り取り、配線やビアの銅を露出させます。ひどい傷はルートを切断し、オープン回路になります。さらに、磁石は導電性であるため、露出した銅の配線やビアと短絡してしまいます。短絡または開回路のいずれかが、ポテンショメーターの故障の原因となります。

T15 を例にとって説明しましょう。赤とピンクのパッド、ルート、ビアはPCBの内側（チップに近い側）にあり、青のルートとビアはPCBの外側（磁石に近い側）にあります。これらの青いルートとビアは傷つきやすく、削れやすいです。小さな黄色の円は磁石の大きさと位置を示し、大きな黄色の円は磁石を包んで磁石と一緒に回転するプラスチックシェルの大きさと位置を示しています。回転するプラスチック・シェルは、PCBA上の絶縁ソルダー・マスクも摩耗させ、開回路を引き起こす可能性はあリますが、直接的な短絡は引き起こさないことが下図からわかリます。しかし、磁石による摩耗は、開回路と短絡回路の両方を引き起こします。

これらのポテンショメータが一般的なサーボモータに適用される場合、サーボモータの動作強度が低いため、PCBAに対する磁石とそのプラスチックシェルの摩耗は比較的遅く、ポテンショメータが摩耗する可能性は低いです。しかし、セックステックアプリケーションの用途では、サーボモーターの駆動でポテンショメーターが高速回転し、方向が頻繁に前後反転するため、ポテンショメーターはすぐに効果を失います。

T16の進化

ポテンショメーターのメーカーはすでに最善を尽くしているので、私たちはもっと良い仕事をするよう促すことはできません。しかし、分析した結果、この問題を解決することは可能です。

イーロン・マスクがかつて言ったように、第一原理的思考とは「物事を根本的な真実にまで煮詰める」ことです。このシナリオにおける根本的な真実とは、ポテンショメーターに内蔵された磁石がPCBを損傷したことです。つまり、内蔵磁石の動きを止めることができなくても、PCB内のルートやビアをどうにかして内蔵磁石を回避できるようにすることはできます。

要するに、それを実現するには2つの方法があリます。一方は、傷がつきやすい場所を迂回するようにルートやビアを配置することであり、もう一方は、ルートやビアの数をできるだけ減らすことです。

ポテンショメーターに多くのルートとビアがある根本的な理由は、一般的な目的を満たすために、様々なデータを読み取り、書き込み、設定するための十分なテストポイントを装備しなければならないからです。前作T15を例にとると、3つのテストポイントを使うことによってのみ、部品メーカーはポテンショメーターの初期角度値を直接検出し、修正することができます。工場で大量生産されたポテンショメーターは、磁石の初期位置がひとつひとつ異なるため、初期角度の補正はポテンショメーターごとに素子レベルで行う必要があります。

これらのルートやビアを減らすためには、これらのデータを設定するために別の手段を使う必要があります。初期角度値の補正を例にとると、私たちはこの作業をSyncbot全体の組み立ての後に置きました。もう少し時間をかけて、私たちのソフトウェア・チームは専用のソフトウェア・プログラム・モジュールを作りました。このモジュールはMCUにプログラムされ、Syncbotに搭載されたMCUの検出能力と演算能力を使って初期角度値を補正し、補正結果はMCUに保存されます。専用の治具・固定具を開発し、作業者に配布することで、最終段階で作業者が初期角度値を補正・修正できるようにしました。この場合、サーボモーターに取り付けるポテンショメーターと、Syncbotに取り付けるサーボモーターの2つの偏差を処理することで、最終的な校正精度は部品メーカーよりも高くなります。同時に、このツールは、異なる言語背景を持つ作業者でも、テトリスを楽しむように簡単に校正プロセスを完了できるように、十分にシンプルにすることをお勧めします。

読み出し、書き込み、およびパラメータ設定の問題のほとんどを、素子レベルの作業以外の他の方法で解決した後、T16の負担を最小限に抑え、テストポイント、ルート、およびビアをT15よりはるかに減らすことができます。また、余分なスペースがあるため、エンジニアはより適切にルートを配置することができます。

以上の考えに基づいて、私たちは新しいポテンショメータT16を発明しました。実施形態の青図は以下の通りです。

最適化設計の結果、磁石の回転領域にはほとんど配線やビアがなくなりました。また、内層にも少数のルートを設けることで、可能な限り中心部を迂回させることができます（この点についても、同様の設計をお勧めします）。そのため、PCBAが破損しても、傷や擦れによる開回路や短絡は発生しません。

以上のような最適化されたPCBA設計を導入し、T16の生産を工場に委託しました。実施形態の写真は以下の通りです。

2016年以来、T16は開発され、テストされ、大量生産され、ユーザーに使用され、ポテンショメーターが破損して機能不全になる状況は決して起こりません。

参照のための特定の詳細

これまでのポテンショメーターでは、磁石をプラスチックシェルに固定し、ポテンショメーターに取り付けた後、磁石の北極と南極の間に、磁気センサーチップが要求する北極と南極の0°ベースラインとの角度偏差（Ad）が発生します。各センサーチップは異なる角度値を出力するため、チップが出力する角度値を補正する必要があリます。素子レベルの補正は、ポテンショメーター工場で（-Ad）値を補正する必要があります。補正後、磁石が0°のベースラインで停止すると、チップが出力する角度値は0°になります。

新しいポテンショメーターは、エレメントレベルの補正には開放されていませんので、直接補正（-Ad）することはできません。

システムレベルの補正を行うには、以下の手順が必要になります：

1. 事前にシステムレベル補正モジュールとモーションアダプテーションモジュール（-Aa）をMCUに書き込んでください。
2. ポテンショメータをサーボシステムに取り付け、サーボシステム全体を製品に取り付けて新しい誤差値（As）を生成します。
3. 治具・固定具と製品を接続し、工場モードに入り、補正コマンドを送信します。
4. 治具・固定具ロボットが製品をデフォルトの0°位置にリセットするのを待ちます。
5. ポテンショメータの出力角度値(Ad)+(As)を求め、これがシステムレベルの角度値の合計偏差(Aa)になります。
6. この合計偏差(Aa)をMCUに書き込みます。(注：RAMではなくフラッシュメモリに書き込むようにしてください。 理由は聞かないでください）。
7. MCUのモーションアダプテーションモジュール（-A）をアクティブにした後、すべてのサーボ動作がMCUの角度値を生成し、合計偏差（-Aa）を使って補正と補償を行い、デフォルトの0°位置で比較的正確な角度値を得るようにします。

Syncbotのような同期の効果をユーザーの体験の面で実現しているメーカーはありませんが、どのメーカーも宣伝文句では私たちと同じようなことができると謳っています。そのため、彼らもまた、Syncbotと同じレベルの性能を自社製品に求めていることに気づかされました。また、彼らが私たちの技術的なルートを軽率に真似た場合、そのルートには新しい部品が必要であることを理解せずに、多くの時間とお金を浪費することになることにも気づきました。さらに、もし彼らが高耐久性のポテンショメータを持っていなければ、彼らのマシンはユーザーの手に渡った後、すぐに壊れてしまい、全体的なユーザーの体験とセックステック業界の評判が低下する可能性があリます。そのため、サーボモーターを自社開発するのであれば、それに見合ったポテンショメータを開発しなければならないこと、また、セックステックの応用環境に特化したポテンショメータを開発する方法を教育する必要があることを再認識させる必要があリます。

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