Author Archives: 高 稚然

[2015 Maker Faire Tokyo Craft區] Part1 木の歯車工房

Maker Faire Tokyo 將相同類型的攤位安排於同一區塊,能一次找齊感興趣的Maker、比較各攤特色,逛起來相當便利。展場浩大,舉凡:電子、機器人、數位自造、Maker space、教育、手工藝、音樂、宇宙航空、科學、藝術設計、車輛、攝影……再加上贊助商專區及各項講座賽事,應有盡有,進一步的攤位說明請上官方網頁:http://makezine.jp/event/mft2015/program/

今天我們要介紹的是作為連結傳統工藝與現代機電Maker橋樑的手工藝クラフト(Craft)專區中,最有機械感的攤位--木の歯車工房

(クラフト區攤位介紹:http://makezine.jp/event/makercat2015/06_craft/#section01

 

手工藝區匯集最多人潮的就是「木の歯車工房」了!用CAD方式加工出的實木齒輪、尺條、凸輪與機架,組裝出一台台精采絕倫的工程車、橡皮筋槍、機械動物,不僅有木頭的溫厚感,更讓人見識純機械之美,還能順到複習機動學喔!細緻的棘輪等極限位置設計讓展品可以安心地被參觀民眾把玩而不用擔心破壞,相當的厲害呢!

https://www.youtube.com/watch?v=5JgfQq5DLYc

四足機器人是少數有用到電池馬達的展品,即便如此,開關及前進方向切換依舊是用機械的方式來控制的喔!(https://www.youtube.com/watch?v=5JgfQq5DLYc

所有展品中,我最喜歡的就是下面影片中的吊車了。
左手操控的握把可以移至三個檔位,牽動齒條以決定現在要操控的是吊臂長度、吊臂高度還是吊線長短;右手持棘輪把手調整長度,壓住上方按鈕將啟動另一方向的棘輪,改變伸縮方向。各檔位都有作防呆設計,不怕你轉過頭XD

Maker Faire網站介紹:http://makezine.jp/event/makers2015/kinohaguruma_koubou/

Youtube頻道:https://www.youtube.com/user/kinohaguruma

簡易四足機器人 ver.2

暌違一個多月,簡易四足機器人終於又可以跟大家碰面了!

IMAG3308

在ver.0(介紹)之後,我大幅改動設計,製作了ver.1及ver.1.5的機型,卻都落得失敗下場;
幸好依這兩次經驗發展出的作為借鏡,從頭由ver.0調整改良出的ver.2總算能順利運行,今天就來跟大家分享一些製作上的細節及注意事項。

先來看看ver.2有甚麼不一樣的地方吧。

我改以較堅固的2000P厚紙板(2mm後)製作底板,並設計了如下圖的形狀,左端的內縮是為了讓驅動桿及其上的固定件保有旋轉時通過的空間,內削的梯形會比ver.0的「凸」字型更好看耐用,避免應力集中。將馬達至於底板上方,分散負重,並以M3螺絲、螺帽、墊片將馬達、軸座固定於底板。

底板IMAG3301

軸座部分:我認為原先以紙般圍出長方體的設計既不穩固也難製作,因此參考Tamiya多足機器人套件的軸座,用soildworks畫圖後再以公司的閃鑄噴出。底端的固定孔原檔為直徑3mm,輸出後稍稍縮了些,恰好可以讓M3螺絲璇入卡住;但搭配#4雙腳釘(寬度3mm)時,上方的軸孔最好稍微放大,否則會無法順暢旋轉。

軸座 IMAG3044

連桿部分,我同樣使用1000P(1mm厚)的厚紙板,先在其上繪出工件,並以丸斬搭配鐵鎚、膠墊打孔(下圖左)。
丸斬又名雞眼斬刀,是手工藝常見的打孔工具,有各種直徑。可以在後火車站取得,據觀察有50及150兩種價位(應該是源於產地差異)。
使用時須搭配鐵鎚及膠墊(避免刀口損傷,也可以底部多墊幾層厚紙板)。建議先打孔再裁切,否則當孔洞太靠近邊緣時容易使材料邊翹曲。
下面最右邊的照片便是先裁切再打孔(左)與先裁切再打孔(右)的底板邊緣對照,

  IMAG3330  IMAG3154  IMAG3313

打孔完畢後以鋼尺搭配美工刀裁切。先輕劃一刀固定位置裁切輪廓、避免偏移,再安心地重重劃下一刀一刀,快割斷時也可將物件沿刀痕翻開,從背面反割取下。
仔細觀察便會發現,機器人在運行時,前腳(驅動足)的軌跡約為橢圓,可以上下運動帶動機身前進,而後腳(從動足)則為一段弧線,僅協助機身往前。要能達成這樣的軌跡,機器人的前後腳不能太開、也不能太近,大約是使兩足平行時的距離等於驅動軸與後軸孔的距離(如下圖中擺設)。這可以用畢氏定理算出(下圖右),推算出長度後再以接近的長度去製作即可。

IMAG3157IMAG3160  IMAG3329

桿件同樣以雙腳釘固定彼此,不喜歡突出尖銳的雙腳釘(下圖左)的話,可以在將其彎摺回來,像個小蝴蝶結似的(下圖右),視覺效果還不錯。組裝時請務必確認桿件間彼此平行,否則運行時會出現問題。組裝完畢後,電池座以雙面膠黏貼於底板上。

IMAG3304 IMAG3306

終於完成這隻機器人了,讓我們來欣賞實際運作的影片吧!雖然還是有些小瑕疵,但是不是比ver.0穩定很多呢?

 

 

那麼,前兩個版本究竟出了甚麼問題呢?

這是ver.1IMAG3122 及ver.1.5IMAG3161 的照片,

因為覺得「凸」字形的底板不好看,我直接裁了個兩邊內縮1cm的長方形。但為了使桿件平行,只好用一根長軸穿過後軸座,加上軸套固定。原以為這麼做會比較穩固,但因為我一時找不到穩定的軸及軸套,想說姑且以鋁線、吸管替代之(這是個天大的錯誤啊!),反而讓桿件更加偏移、歪七扭八的沒轉幾下就垮了。ver.2將底板延伸後直接連接桿件於後軸座,果然穩定許多。
另外,ver.1我將底板拉長,卻忘了同時更改連桿的長度,使它不論驅動桿轉到哪個方向,兩隻腳都是打開的,根本無法畫出前述的軌跡,當然就無法前進囉。
ver.1.5是我第一次嘗試以螺絲、螺帽、墊片固定桿件。由於桿件在運行時會旋轉,某幾個位置會越轉越鬆,雖然可以以保麗龍膠點膠固定,卻會增加日後拆卸改裝的困難。又,這麼多組合件會增加足部重量分散重心,加上一開始用的丸斬直徑過大,螺絲會在孔洞內滑動,增加自由度及連桿的不穩定性,因此在ver.2時又回頭擁抱雙腳釘了。

 

最後,來個各代機型大合照吧。因為材料有限,所以只要確定機器人無法運轉、材料上可使用,我都會拆下來回收再利用呢。

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熱縮工坊 X Changee X 逛市集

上週末CAVEDU的手工藝支部「熱縮工坊」到合作空間Changee逛市集團隊合辦的創意市集擺攤舉辦熱縮片DIY工作坊,

這場活動在Changee Playground場地舉辦,地址是台北市羅斯福路五段176巷2號,

位於捷運萬隆站旁邊的小巷裡,主辦單位還很特地在路上貼了指引標籤,讓過路人有種玩尋寶遊戲的感覺。

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市集內的攤位相當的多元,從烹飪(手工吐司、餅乾、派、鬆餅)、縫紉編織(拼布、勾針娃娃、勾針杯墊)、袖珍黏土、鋁線、蝶谷巴特、首飾到其他手創作品應有盡有,現場還不時有歌手、樂團的演出,氣氛相當的好。

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Changee Playground的場地同時也是RMT實境遊戲的合作空間,對沒有接觸過實境遊戲的我來說相當的新鮮。

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最後是熱縮工坊的成品展示及現場我動,我們也會在Maker Faire當天一起在CAVEDU的攤位展示並辦理DIY活動喔!

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簡易四足機器人 ver.0

一直想很喜歡連桿的多足機器人,上個周末試著用極簡單的材料做了頗陽春的一台來玩:

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我參考了Tamiya的Robocraft系列(各種動物造型的連桿機器人都超可愛的!),以及下面的影片來進行。

手邊恰好有一顆Tamiya的三段速齒輪箱(選擇203.7:1的低速檔位)以及電池盒,便以此作為動力來源,

只是實驗雛形,並不打算用太精緻的材料、太費工的方式來做,在學長的建議下,到文具行買了1000P的厚卡紙(褐、黑)、350P的灰銅紙(白)以及雙腳釘,相當簡單好加工,效果也意外的好呢!

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馬達的固定方式很簡單,可以直接將齒輪箱放到紙上,對好位置後用鉛筆標記,以美工刀割個小縫就能穿過雙腳釘固定了;軸的固定孔則是用先用美工刀劃個十字後將雙腳釘穿入並旋轉好幾圈,最後將選轉後凸起的屑屑一並修掉;在將連桿組裝上機器人前臂須確定連桿都能流暢的運行,避免因阻力造成連桿變形。

後腳的軸座以350P的灰銅紙做了一個長方形黏在底板上;因為忘了多準備一根軸,所以也是用雙腳釘固定,可能會有組裝偏差。

下圖是反過來將馬達置於底板上方的組裝方法,重心較低,齒輪箱的重量整個落在底板上,不像掛在底板下時只有兩個點在支撐;底板也比較不會在機器人行走過程中翹曲,就是看起來醜了些,下回打算連同後腳的軸座一同做成一個長方體將齒輪箱等結構關在裏頭。

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兩邊軸的組裝型態。一邊有兩種長度共四根連桿,長度比例是參考前面附的影片,一要得確保連桿能流暢轉動後再將其與曲柄軸接合。

IMAG2936 IMAG2937

 

最後是DEMO影片,這是一開始將齒輪箱置與底板下端的型態,可以看見底板會在機器人行走過程中明顯翹曲;

至於非預期的轉彎現象,推測是鑽孔時因施力不當而折到連桿(但只要避免直接折到,紙是足以支撐機器人重量的!),以至於腳有些內彎(跛腳)。另外若組裝連桿時未保持平行,運行時也會出問題。

 

紙張雖然比較脆弱,卻仍有一定的硬度足以支撐機器人的重量並做成連桿運行,加工也相對簡單又便宜,也容易替換元件,大家不妨多試試用,相當有趣喔!有了這次的經驗,下回就可以安心的用比較精緻的材料來正式製作了!
到時再跟大家介紹組裝細節!

3D列印操作說明--閃鑄雙噴頭機型CREATPOR X MakerWare軟體

公司最近新進了朗朗設計的3D印表機「閃鑄」(雙噴頭機型CREATPOR),前陣子請了朗朗的負責人來為我們解說機器各項細節操作,今天要講的就是最基礎的「轉檔→列印」部分,主要會放在轉檔軟體的操作。IMAG2823

閃鑄機型相容於MakerBot Replicator機型,可以使用MakerWare2.10(載點)來進行後續轉檔。
安裝完後開啟,初始畫面如下:
00
首先進行初始設定,點選「MakerBots→Type of MakerBot」後選擇型號,CAVEDU這台是「The Replicator (Dual)」,不同型號的可列印範圍不同;
0
再來設定雙噴頭塑料的顏色,點選「Edit→Settings」,即可看見下圖的設定視窗:
0-3 0-4 
點選上方Add圖示,選擇STL檔案格式匯入,這邊以在Thingiverse(這裡有很多有趣的3D圖檔喔!)下載的企業號模型做接下來的示範,也可同時匯入、複製出多個物件排列,同時輸出列印(如下左圖)。
依原本檔案的大小及位置設定,出現調整物件的詢問視窗,最好是依建議做調整。
 3擺置2
接下來依序介紹MakeWare左邊的五個指令,主要是視角及物件大小、位置、角度調整,完成後就可輸出了。
需特別注意的是:物件需小於可列印範圍、且必須接觸底板,此外,擺放形式會改變列印方向,底部會有需另外拆卸的支撐材,建議將較不重要、不會露出來處置於底部。
1.調整視角的Look:

可用現成按鈕調整(Top→上視圖、Side→側視圖、Front→ 前視圖)或者滑鼠調整(按左鍵移動→旋轉、按滾輪移動→平面拖曳、滾動滾輪→縮放)
4
2.移動物件的Move:壓住滑鼠左鍵可在水平面拖曳物件,或者使用面板選項直接調整數值,On Platform鈕使物件接觸底板,Center則是置中,Reset Position可以重設。注意物件必須接觸底板。
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3.旋轉物件的Turn:壓住滑鼠左鍵可沿Z軸旋轉物件,或者使用面板選項直接調整數值,Lay Flat鈕使物件接觸底板,Reset Rotation可以重設。注意物件必須接觸底板。
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4.縮放物件的Scale:採等比例縮放。壓住左鍵拖曳縮放,或者使用面板選項直接調整數值,Maximum Size鈕將物體依此擺方向放到可列印的最大尺寸,Reset Scale可以重設。
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5.設定物件使用噴頭的Object:選擇左噴頭或右噴頭,物件顏色會隨之改變。噴頭使用塑料顏色可在「Edit→Settings」更改。
8-1
調整完畢後便可輸出、將檔案轉成印表機可讀取形式。按下上方的Make圖示,會跳出以下視窗,視您的需求進行一連串的參數調整。
上方是基礎設定,選擇印表機型號、使用塑料(CAVEDU用的是PLA塑料),以及支撐材的使用情形。Raft、Support的作用同樣為支撐材,前者雙噴頭機型專用,為了避免列印時另一個噴頭撞到物件而使用,後者則是一般的支撐材。可以選擇與物件相同的Color-Matched或者自行設定左右噴頭。
9-3
按下「Advanced Options」進一步調整細節,選完上方的精細度後會直接帶入下方數值,主要以層高(Layer Height)作為判斷依據,CAVEDU用的是每層0.20mm高的噴頭(Standard模式)。有三個分頁細目:
1.品質Quality:Infill為填充密度,視需求而定,從10-30%都可以,印表機將以風潮結構填充物見內部;如果只想要外殼的話(如核爆燈),就將這項設為0%。Number of Shells為殼的層數,一般不另作調整。
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2.溫度:依搭配塑料設定。CAVEDU用的PLA為220度C,加熱版則是搭配ABS塑料使用,故此處不勾選。
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3.溫度,該分頁一般不另行調整。
全都調整完後勾選「preview before printing export」(預覽)選項,按「Export」輸出。
預覽視窗內即為列印型態,顯示層數、重量、列印時間等資訊。也可轉換視角、切換層數,但會跑得比較慢,換到中間的層數便可以看見內部的蜂巢結構。
1010-1
要注意的是物件的擺置會影響之成材的數量、列印時間及消耗塑料,以及後續支撐材的清除等工作,建議可多試試、三思而行。
(下列四圖即為不同擺置方式的輸出結果)
1010-210-310-4
對結果滿意的話點選「Export」匯出檔案,選擇儲存位址,若要讓印表機讀取則需存於SD卡。檔案格式為.x3g,請用英文命名。
也可另外儲存整個專案:點選上方Save圖示後選擇儲存位址。檔案格式為.thing,同樣請用英文命名。
終於可以轉移陣地到3D印表機了,首先在印表機的底板均勻貼上紙膠帶(如下圖)
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將存有檔案的SD卡插入印表機後,在主畫面選擇「Bulid from SD」,按中央鍵確認;即可見SD卡中的檔案列表(依新到舊排列)選擇欲列印檔案,按中央鍵確認。
IMAG2820IMAG2821
噴頭會先預熱,達到設定溫度後再開始列印;螢幕會顯示檔名、已列印時間或進度、各項溫度值。若欲終止列印,則按左鍵退出。
列印完成後螢幕會顯示所花時間。
IMAG2825IMAG2746
終於印出成品來了!等個五分鐘後待機台回復常溫便可連同紙膠帶一同將成品撕下囉!
IMAG2828IMAG2829
前頭作業雖然繁瑣,但接下來才是真正的挑戰呢!
必須拆除底板、支撐材,甚至打磨;得依序使用工具:從手→尖嘴鉗→美工刀→銼刀→砂紙由粗到細,必要時還得找出有機溶劑、補土輔助,也是挺費工的呢!祝大家有個愉快的3D列印之旅囉。

KONDO KHR3-HV Ver. 2 硬體配備

今天來簡單介紹一下日本近藤科學KONDO KHR3-HV Ver. 2 機器人的硬體設備及相關擴充套件吧!

首先是原廠配備(官網規格):

.輕量鋁合金框架(表面做過陽極處裡的Alumite)
.強化樹脂型伺服臂
.バスタブソールS-02(KHR的腳底板)
.控制板RCB-4HV
.KRS-2552RHV ICS伺服馬達*17顆
.10.8V -800mAh的鎳氫充電電池
.AC 100V充電電池充電器(可直接接台灣110V電源)
.有兩種切換模式的USB連接器(組裝後校正馬達的ICS模式或者與機器人控制板連接用的Serial模式)
.CD光碟(內含軟體及多份相關說明書)
.其他

最基本的套組玩17軸機器人,手3軸、腳5軸,剩下一軸可選擇要裝在腰或是頭,軟體也內建對應程式編輯模式。

17軸   (17軸位置分配圖--頭)

  17軸0_程式(←裝在頭上)17軸_程式(←裝在腰上)

除了最基本的17軸外,近藤科學在KHR上預留了擴充馬達的位置,共出了兩套原廠擴充組件,組裝說明書也包含在光碟內,分別為:

1.KHR-3HV開脚フレームセット(開腳套件):

改變機器人跨部的結構,使其可以雙腳向外直直劈開,並加入腰、兩跨共三個繞Z軸旋轉的可動度,機器人足部的動作更為多樣,總計有20軸。

開腳(←換上擴充組件後,腳往外劈的範圍變大了,還多了旋轉的能力呢!)

開腳_分配圖(←程式預設編輯畫面)

範例影片在1:04時有橫劈阻擋足球入門的動作,是相當強大的防禦呢!

2.KHR-3HV拡張用サーボ5個セットVer.2(五軸擴充套件):

將17軸機器人擴充五軸至22軸,主要是擴充繞Z軸旋轉的可動度,除了類似開腳套件的腰+跨三軸外,還有手部的兩軸,機器人不再只是直行,可以做出更細膩的旋轉動作,例如範例影片中的一開始的敬禮動作就很不一樣。

22軸(←擴充五軸位置是意圖,此為17軸的唯一的Z軸裝在頭部的情況)

22軸_程式(←程式編輯預設畫面)

MakerBar DesignSpark Mechanical Workshop 活動心得

上周二晚上到MakerBar參加DesignSpark Mechanical Workshop,

活動網頁內有相關中文資源)

由RS Components香港原廠的講師親自教學與指導RS開發的兩項免費CAD軟體:

包含用於電路設計的「DesignSpark PCB」(載點),

以及這次活動的重點──針對電子機械零件產品開發生產的3D建模軟體「DesignSpark Mechanical」(載點

兩套軟體都可以在網路上免費下載,只要註冊designspark會員同時填寫相關表單即可。

 

以下簡略整理一些研習當天的資訊,

 

「DesignSpark PCB」

這是RS開發的PCB電路板繪圖軟體,已經推出了三年,網站上有不少教學資料

PCB首頁

它提供電子電路的元件設計,

電子元件排列設計

同時可以手動或自動佈線導出電路板,

電路版

並可進行後續的估價及生產。

完成電路板設計後,我們還可以將PCB結果丟置「DesignSpark Mechanical」接續外型設計。

 

「DesignSpark Mechanical」仿照microsoft officer 2007以上的介面,讓人相當的熟悉。

Mechanical介面

這裡可以匯入在「DesignSpark PCB」製作電路板的3D視圖,相當的方便,

 匯入檔案外型設計 (圖源:官方介紹影片截圖

也可以油畫面右上角的「線上模型庫」連到網站,下載豐富的電子機械零件3D圖,手動排列。

線上元件資料庫

「DesignSpark Mechanical」還有一個很方便的功能,它可以將兩個物件疊合的部分刪除,說得明白一點,便是您可以由資料庫下載各式傳輸線接頭端後,利用此功能快速地在外殼上挖出對應大小的孔洞,相當的方便啊!!

3D繪圖部分功能則以大量的拖拉代替精準的尺度輸入(當然還是可以輸入尺度),如下圖便是以拖拉方式製作圓角的過程。比起斤斤計較於尺寸,這套軟體個適合於只需型塑外型、對沒有機械背景的使用者更為方便親切啊!

圓角 (圖源:官方介紹影片截圖

這兩套軟體最棒的是他們的服務不僅僅限於繪製設計圖而已,RS運用其代理大量產品的經驗及優勢,提供了產品「估價」及「下單生產」的服務;並且可以直接將DesignSpark PCB成果的3D試圖直接匯入DesignSpark Mechanical做編輯,從電路設計、外殼設計,到拿到成品完全在一條線完成,是相當方便的工具。

 

現場也來了不少富於電路設計、3D繪圖經驗的Maker,他們提供了不少平日實務會遭遇的困難與需求,例如:電路設計使否能自動設定線寬、3D繪圖是否有標準尺寸或公差、線上資料庫除了以料名搜索外,使否能加入類別檢索功能,以方便對電子零件較不熟悉的中小企業或是個別使用者……並與RS的講師相互分享討論,令人獲益良多。

 

這禮拜六的CAVEDU新品發表會正是在MakerBar,同時 RS Components International也贊助了三片Raspberry Pi給大家抽獎,歡迎一同來共襄盛舉喔!

卡片梭織--Make織帶

 

 

 

 

 

CAVEDU去年11月時跑到日本參觀Maker Faire Tokyo 2013,帶回了不少有趣的題材,其中「Maker」字樣的雙面花色織帶讓我非常感興趣,因此便趁年假時試著動手做了一條,拙劣的成品如下:

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以下將簡單介紹這條織帶的作法:

傳單提供了大致的架構及作法,

IMAG1930

內有詳細地織圖設計及參考資料來源:

IMAG1929IMAG1928

經查詢後發現這是一種名為「卡片梭織」的織法,將四條經線穿過卡片的四個角,經由旋轉卡片條整經線上下位置順序(共有四條經線,其中兩條露在外,兩條包在裏頭)來創造花色,是個很聰明的方法,但目前國內的資料並不多。

藉由傳單所附的參考資料,找到了Linda Hendrickson所架的網站,從這裡學會了裝置架構(影片)以及文字編織(影片),那就來看看我的奮戰歷程吧!這周先簡單帶過流程,下回再來細講如何用旋轉卡片改變花色、編織圖案。

首先是四孔卡片的製作,用卡紙裁切正方形,在四角打洞。邊角得修圓以免在旋轉時勾到線,可以在各個角落做記號,方便自己觀察旋轉到了哪個階段。

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將卡片整理好疊成一疊後由四孔穿入經線,再一張張拉開卡片架出一條條的經線。經線的固定是一大重點,讓我想了許久,最後是用硬鐵絲摺出ㄩ字型並在黏在紙盒上,並不是非常穩固。

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整理凌亂的卡片並順好經線方向,感覺有氣勢多了。

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用剩下的卡紙自製梭子,這是緯線的部分。

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因為所有的經線都固定在一端,為了不讓一開始編織時的經線擠在一塊,我加了一片卡紙以攤平經線、維持織帶寬度。突圍卡片旋轉過一次的樣子,可以看見四孔卡片梭織中,兩條經線在外(上及下)、兩條經線在內的特性。織帶總共有四層,稍微有些厚度。

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開始旋轉卡片編織花樣,移動卡片將其分成底色(白)、花樣(紅)兩區,分別往不同方向旋轉;旋轉卡片確實很方便,但卻因為一開始架經線時沒有均勻地拉緊,旋轉時容易勾住經線,反而成阻礙。下回會試著一股一股的架設經線而非全擠在一起。

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腹地不足,所以最後只織出「Make」。圖中可以看見由於拉緯線力道不一的緣故,織帶有些寬窄不一,邊緣也多處跑掉,至於尾端紅白兩線逐漸混色的情形則與線材的選擇有關。

 

IMAG2463

這次試作Make織帶,可說是發揮得不少Maker的土炮精神,雖然只得到了一個粗糙的成品,但卻從中發掘不少編織的技巧,下回嘗試要將這些經驗用上,做出一條更能見人的織帶~

 

 

 

KONDO程式簡介2

上回簡單介紹了KONDO的程式介面及電腦端的程式編輯方式(連結),今天就來看如何將程式仔入機器人、並且設定無線搖桿的按鈕控制吧!

再回頭看到程式介面,左上方的モーション(motion、動作一覽視窗,便是該專案中將存入機器人的動作,最多可有24個。

程式介面

 

 

左上方プロジェクトウィ(project、專案)視窗內可以找到您存在HeartToHeart4中的所有專案及動作,連點動作名稱即可在中央開啟動作編輯視窗。

動作匯入

 

接下來的動作必須將機器人接上電腦並開啟電源、連線後才可執行。

按下視窗上的動作寫入(モーションの読み込み)鍵(上圖紅框處),會出現如下的ビルド(Build)視窗,供您選擇動作將儲存在機器人的位置,共有120個空位,編號為M001到M120。

如果在一開始新增專案時選擇匯入範例的話,就會有事先匯入並設定好無線控制的動作。

Build

接著就可以看見動作已被匯入到左方的モーション(motion、動作)一覽視窗了。下圖橘框處為將動作資訊寫入機器人的按鍵、黃框處則為將按鈕設定資訊寫入機器人的按鍵。

動作一覽視窗1

連點該視窗中任一已寫入的動作,會出現如下如的按鈕設定視窗。

按鈕設定

視窗仿照實際搖桿的各按鈕位置呈現,可以選擇要以ボタンテータ(Button Date、按鈕資訊)、アナログ(analog、類比)來操控,兩者只能擇其一。可以同時選擇多個按鈕進行組合鍵,不過有些按鍵的組合在實際上並不好操作,必須實地演練嘗試。

設定完成後,在按下前一段介紹的按鈕,將設定灌入機器人,便可以開始用遙控器玩KONDO了!

 

 

人型機器人 KONDO KHR3-HV Ver. 2 程式編輯介面簡介

近藤科學出品的17軸人形機器人KONDO KHR 3HV Ver.2擁有相當豐富的範例動作,程式編輯也以圖形化介面為主,相對好上手許多,讓我們來稍微了解一下:

KONDO的程式最大單位為專案(project、プロジェクトウィ),最多可儲存120組動作(motion、モーション),動作則由一個個的位置(position、ポジション)組成。

程式介面內有多個子視窗輔助編輯,

程式介面

右上方的プロジェクトウィ(project、專案)視窗可以匯入您所儲存的各個動作,包含原廠所附的豐富範例。

點開即為中央的程式編輯介面,一如EV3、LabVIEW由各個方塊連結而成,除了最基本的位置設定之外,也有迴圈等進階的編輯方式,甚至可呼叫其他編寫好的動作。這些程式方塊可由右下方的ツールボックス(toolbox、工具箱)視窗拖曳而出。

 

這周先來看最基本位置設定:

連點位置方塊,便會出現如下圖的參數調整區,依馬達的位置及名稱呈現,不易搞混;數值為各個馬達的狀態,可以藉由輸入數值或拖曳搖桿來調整。

pos編輯

要注意的是由於馬達裝配方向的差異,同樣是+100,左右兩邊的動作方向可能剛好相反;編輯時最好將機器人連上電腦並開啟同步模式,使機器人隨著您的控制同步改變動作。

 

如果您覺得一個個調整參數太麻煩,kondo的程式有個對此相當方便的功能--TEACH模式。

首先點選您要調整的馬達,使其如下圖成藍色,接著點選上方的TEACH鍵,這時與機器人對應的馬達便會脫力,您可以輕易地以手將它們調整到想要的位置,在按一下TEACH鍵,電腦便會自動讀取出馬達目前的數值並呈現在編輯介面,馬達也會固定在此位置,是個很實用的功能。

 

teach模式

 

以上所述都是電腦端的程式編輯,若想將程式灌入機器人甚至以搖桿控制,就得用到程式介面右方的モーション一覽(動作一覽)視窗,這部份就等下回再提吧。

想看KONDO可以做哪些事嗎?官方影片中的範例動作可都附在套件裡呢!

 

17軸固然強大,有些動作仍做不太出來,為此,近藤科學也出了幾套原廠擴充組件,包含:

1.KHR-3HV開脚フレームセット(開腳套件):

改變機器人跨部的結構,使其可以雙腳向外直直劈開,並加入腰、兩跨共三個繞Z軸旋轉的可動度,機器人足部的動作更多樣了!


2.KHR-3HV拡張用サーボ5個セットVer.2(五軸擴充套件):

將17軸機器人擴充五軸至22軸,主要是擴充繞Z軸旋轉的可動度,機器人不再只是直行,可以做出更細膩的旋轉動作。

常見軟體詞彙日英中對照表

最近在安裝近藤科學KONDO KHR ver 2機器人的軟體環境,必須使用日文說明書及日文軟體,認識了不少軟體字彙的日文版。大部分都是外來語,可以從片假名的發音猜測出意思,稍微整理幾個常見的跟大家分享一下,如果有的話也一併附上快捷鍵:

 

日文英文中文快捷鍵
ソフトウェアsoftware軟體
インストールinstall安裝
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プロジェクトproject專案
モーションmotion動作
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モーション保存save motion(動作)儲存ctrl+S
モーションに名前をつけて保存save motion as(動作)另存新檔
全てのモーションを保存save all motion(動作)全部儲存 ctrl+shift+S
プロジェクトを保存save project(專案)儲存
名前をつけてプロジェクトを保存save project as(專案)另存新檔
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ツールバーがtoolbar工具列
メッセージmessage訊息
ヘルプhelp幫助 alt+H
バージョン情報version information版本資訊

EV3資料擷取功能 – 10_列印實驗結果

開啟實驗,然後從文件選單選出您想列印的實驗,您也可以在Windows上使用快捷鍵ctrl+p或在Mac上選擇Command+P來選取資料。
 
開啟列印對話框,如下面例子所示


設置

1.顯示配置選項板(Show Configuration Palette):將連同目前的配置選項板(實驗配置、資料集合表、資料集計算或曲線圖設計)一併列印出。

2.隱藏配置選項板(Hide Configuration Palette):只列印曲線圖區域。

3.顯示說明(Show Legend):輸出時將包括每個資料集的說明指示

4.隱藏說明(Hide Legend):在列印輸出將不包括說明。

5.標準(Normal):使用影印機預設的的的頁面方向。

6.強制景觀(Force Landscape):強制將列印方向設為橫向。


選擇您想要的設定後點擊列印。

 

本文件部分係翻譯自LEGO MindStorms EV3 軟體中的說明頁面,一切資訊皆以此樂高公司官方資訊為準。

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EV3資料擷取功能 – 09_圖形化設計

圖形化設計能讓您的機器人依據實驗區紀錄的資料執行動作。1. 圖型化設計選項

2. 選擇感測器

3. 顯示/隱藏臨界值區

4. 臨界值區圖示

5. 開發區設計面板

建立臨界值區是使用圖形化設計的關鍵。開發區設計面板用於創造在感測器數值於特定的開發區內時執行的程式方塊時,透過臨界值可以分隔出各個開發區,並透過上下拖曳調整臨界值,或者在臨界值中鍵入一個特定的數字。

範例1:門口招待員

您的機器人測量門口的距離,當有人走過,超音波感測器量測到的距離較近,機器人會撥放「早安」的聲音檔

選擇星型標誌區及矩形標誌區以建立兩個開發區,調整開發區臨界值以檢測是否有人走過門口,在這案例中,我們選擇30公分,當感測器數值在星型區(即高於30公分),機器人將執行與星型區相關的設計塊,當感測器數值在矩形區(即低於30公分),機器人將執行與矩形區相關的設計塊。

1. 星型區

2. 矩形區

3. 臨界值

4. 臨界值選擇區

於矩形區域到圖形設計選項版,拖曳一個聲音塊到設計區,並選擇「早安」的聲音檔。

這會怎麼運作呢?如果您的機器人檢測到你走過門口,它會跟你打招呼說「早安」。

範例2 溫室控制器

您有一個小溫室與溫度感測器,馬達A連接到一個排風扇與馬達B連接到一個熱風扇。

在這個範例中我們使用三個區:星型、矩形、圓形,臨界值設在攝氏20和30度,

●星型區:溫度在攝氏30度以上,打開馬達A10秒(排風扇)。

●矩形區:溫度在攝氏20度和30度之間,什麼也不做(這在理想溫度範圍內)。

●圓形區:溫度低於在攝氏20度,打開馬達B10秒(熱風扇)。

這會怎麼運作呢?當溫度低於特定臨界值,熱風扇開啟溫暖溫室,如果溫度高於另一個臨界值,排風扇會開啟排除熱空氣。

多個感測器

當使用多個感測器時,每個感測器最多可已有三個臨界值區與設計塊到特定的區,點即選擇感測器區域來查看或編輯感測器的臨界值區。

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EV3資料擷取功能 – 08_資料集計算

透過資料集計算功能,可以由來現有的資料集取得新的資料集。

例如您可能想取得下列這些新的資料集:

車輪的行走距離=車輪圓周*馬達旋轉圈數

平均光強度=(顏色感測器1的環境光強度+顏色感測器2的環境光強度)/2

最接近的對象=從{超音波感測器1、超音波感測器2、超音波感測器3}中取最小值

在以上每種情況下,您拿一個或多個現有的資料集執行數學函數建立一個新的資料集,參考公式區域得到更多訊息。

您可以透過點擊資料集計算選項開啟資料集計算

 

1. 資料集計算選項

2. 公式區域

3. 計算資料集名稱

4. 計算資料集單位

5. 計算

6. 函數列表

7. 資料集

>公式區域

公式區域被用來建立一個方程式來生成新的資料集,你收集的資料集可能有不同的名稱。

下表為上述例子中的公式:

 
新資料集公式
車輪的行走距離(假設圓周17.5公分)Motor_Rotation _pB *17.5
平均兩個顏色感測器的光強度Avg(Color_Sensor_p3; Color_Sensor_p2) 或
(Color_Sensor_p3 + Color_Sensor_p2) / 2
最接近的對象Min(Ultrasonic_Sensor_pB;
Ultrasonic_Sensor_pC; Ultrasonic_Sensor_pD)

>計算資料集名稱

這是您的資料集ID,您可以重新給予其一個更有意義的名稱。

>計算資料集單位

給您的新資料集測量單位,例如移動的距離可能為公分。

>計算

一旦在公式區域建立了一個公式,點擊計算生成一個新的資料集,並將它放在曲線圖區域,此資料即將有自己的Y軸,您可以使用資料集合表選項更改顏色和圖型樣式。

>函數列表

函數可以使用於執行計算你的資料集。

函數名稱函數術語定義
+加一個常數或資料集到原來的資料集
減一個常數或資料集到原來的資料集
*資料集乘以一個常數或資料集
\資料集除以一個常數或資料集
絕對值Abs傳回指定數字的絕對值
平均Avg傳回所有指定資料集的平均值
最低值Floor傳回最大整數小於或等於指定數字
最高值Ceil傳回最小整數大於或等於指定數值
最小值Min傳回指定的一組數字中最小者
最大值Max傳回指定的一組數字中最大者
最接近值Round傳回最接近指定數字者
平方根Sqrt傳回指定數字的平方根植
正弦Sin傳回指定數字的正弦
餘弦Cos傳回指定數字的餘弦
正切Tan傳回指定數字的正切
反正切2Atan2傳回該的角度是兩個指定數字的正切商數
自然對數Ln傳回指定數字的自然對數
常對數Log傳回以10為基數的指定數字
導數Slope測量如何指定功能變化為輸入變化

平均、最小值、最大值函數可以接受多個資料集,如下所示:

Avg(資料集1;資料集2;資料集3)

●提示和訣竅
函數的計算是重複使用Y軸數值(s)於每個X軸點,這建立了一組新的Y軸數值(計算資料集),看下面的範例。

 

範例

如果你有兩個資料集,測量馬達旋轉於馬達端口B和端口C 30秒內每10秒所產生的資料,資料即可能包含以下資料:

 0秒10秒20秒30秒
馬達旋轉,端口B0134
馬達旋轉,端口C0157

 

對兩個資料集使用平均、加、乘的函數,會產生以下計算資料集:

 0秒10秒20秒30秒
平均馬達旋轉01.545.5
麻達旋轉,端口B+端口C03811
馬達旋轉,端口B*1.501.54.56

 

>資料集

此列表顯示可以使用資料集計算的資料集,點擊列表上的資料集自動將其插入到公式區域。 

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