2013年1月16日 星期三

機器人設計的心路歷程

一開始製作機器人時   是希望可以跟SD人偶做結合

在娃娃的身體裡放入馬達讓他能動

這樣就有現成的機器人身體可以用了

只要把重點放在製做頭部即可

但在馬達的選購時遇到了難題

夠小的馬達不夠力     夠力的馬達卻不夠小

選擇夠小的馬達不考慮  機器人做好動不起來沒有意義

選擇夠力的馬達的話  就要破壞人偶身體的一部分

且是否一定成功也是一未知數

雖然看過網路上有人是有這樣改造過   不過似乎也沒有做出能正常行走的功能

既然如此  乾脆就自己直接從做一副身體好了

這時娃娃的頭以經完成將近一半了

因為從新設計身體的關係  機器人的大小比例力也跟著變了

所以做到一半的頭部就沒有再繼續做下去了



開始製做身體時   想用上回提到的PVC板先做出能夠行走的骨架

因為材質夠硬又好加工   所以就決定先用這個材質開發看看了

如果以後有更硬更精緻的需求   再加工成鋁或其他金屬也是可以

自己一邊對照著骷髏模型一邊嘗試做成類似的簡單機構

一開始從骨盆開始做起    做到大腿  小腿    最後做到腳底板

最初腳踝的設計是直接使用兩顆伺服馬達做出兩個自由度的動作

再加上腳尖前的伺服馬達整個腳底板就有三顆伺服馬達

RS-1270 這顆伺服馬達各方面都算優秀  但就是重量並不算輕

再加上從腳底到膝蓋整個小腿的長度乘起來的力矩

對膝蓋的馬達造成的負擔實在太大了   在這裡面臨了一次考驗

後來想到的解決方法是把腳踝的其中一顆馬達移到膝蓋的附近

再利用機構原理讓動作點一樣維持在腳踝  就是現在的設計  上一篇給大家看過的





























雖然就只是移動了一顆馬達的位子   但對膝蓋馬達減輕的負擔真的不少

改善之後從幾乎快要舉不起來變成了能夠舉到自己想要的任何位子了

雖然看得出來馬達還是很吃力  但基本上各個角度是沒有問題得了

從最吃力的3點鐘方向舉到12點鐘方向也可以了

以上是膝蓋馬達只有一顆的情況  後來進一步改善的就是大腿的膝蓋部份

希望將只有一顆馬達增加到兩顆以上以增加力量

於是自己做了一個機構來測試自己的想法行不行得通
























可以從上圖看得出來  若是其中一顆馬達往順時鐘轉

會帶動ㄇ型軸讓另一顆馬達也向順時鐘轉動  反之亦然

這樣 一來若兩顆馬達同時往同方向出力力量應該會相家才對

根據自己施加負載測試後發現的確力量會提升

但因為使用的材質並不是很精確而且多少會彎曲一點的關係

會有少許的間隙產生造成力量不會完全傳遞的結果

距離較近負載的馬達比較燙  而另一顆因為力量沒有完全傳遞

就沒這麼熱  從這個實驗現像可以證明有一顆馬達並沒有把力量傳出去

除非把轉軸都改成軸承  把材料都換成像金屬這麼硬的才能有效改善這個問題

關於金屬材料要如何成型製做   這個就要等到寒假之後拉~

這個寒假小弟我有報名去上金屬加工的相關課程

希望之後能在製作機構的功力上再提升一層




到這裡為止是大致我所做的成品

還有很多其他的失敗品   就沒有拿出來跟大家現醜了

因為馬達選擇的問題   讓原本只設定要做大約六七十公分的機器人

變成了120公分左右   已經大約有一個小孩子的身高了 = =

本來是想從頭做起的也變成了從腳做起了   不知道以後還會發身什麼樣的問題

但不管是面對了什麼樣的難題要解決   我還是會繼續想辦法做下去的  ^^

那就期待下一次再跟大家分享摟~




































沒有留言:

張貼留言