2013年6月16日 星期日

2013/07/03 主題一:簡易型夾娃娃機

2013/07/03 主題一:簡易型夾娃娃機

1-1爪子夾取
1-2爪子落下
1-3機器的高台
























還記得我們在上學期的時候曾經做過一個題目,叫做「爪子取物」。


今天我們要作的夾娃娃機就是爪子取物的進階版,在開始思考這個題目怎麼做之前,我們依照往例還是要上youtube去找一些夾娃娃機的影片當作創作靈感。

先看這個影片


仔細觀察夾娃娃機的設計,然後嘗試畫出他的結構圖。



但是事實上NXT套件最多也才三個馬達,二個按鈕,根本不可能做到夾娃娃機。
所以我們重點放在夾東西這件事上,而暫時先不考慮移動這個部分。








請仔細思考有沒有可以解決的方式。

我們來看下面這段影片,注意跟其他夾娃娃機有什麼不一樣。



這個夾娃娃機優化了爪子的動作,所以放下去的同時就夾緊。

同樣用結構圖來分析。






















◎另外一個方法,也就是今天要做的方法,那就是完全不考慮方向馬達的部分,我們只做夾子和放下的馬達,這樣子最多只要2個馬達+2個按鈕。

 首先我們要做出放置夾子的底座,這個底座要夠寬,因為要夾大一點的娃娃。
 使用口字形的結構棒,並用藍色連接器固定,藍色連接器因為有卡榫所以可以固定較穩。
 繼續推疊



第五層這邊要特別改一下位置,因為我已經事先對過的孔位,所以要用H型結構棒去固定,這樣子中間的孔位才夠放置齒輪。
 側邊照
 再來是爪子,使用24牙的齒輪加上2根黑色連接器固定爪子。
 固定完成
 中間裝上十字軸
 嘗試放置看看
 做出另一邊的爪子

 將爪子放置上去,注意兩邊必須一致
 完成
 動起來很順,齒輪也完全相同。
 再來是另一邊的爪子,這邊使用白色連接器,讓這個齒輪也是鬆的。

 兩邊都做好,便可以嘗試將爪子裝上去。
 右邊兩根爪子是相同且對應,左邊不是,因為我要用齒輪讓左邊一致,所以也不一定要用十字軸,當然很想用也沒關係。
 嘗試對孔位,如果用8牙來裝,會出現一個問題。
 8牙對上40牙會出現沒有孔位可以放置的情況,根據過去學習的經驗,這時候只有兩個可能。
第一,想辦法改變孔位位址,例如改成別支結構棒。
第二,想辦法換齒輪,下面就是
 修正成小的24牙齒輪,試看看
 由24牙再接40牙很順。
 這邊小朋友一定會問:

為什麼要多一個右上角的齒輪,請大家試看看,如果只放中間一個40牙,兩隻爪子就不會對開,而變成相同方向動,為了克服這個問題,所以我們要在其中一邊多一個齒輪,這樣子爪子就會以相反方向張開。
 完成圖如下
 當然,另一邊也要弄一樣的。
 注意,爪子一定要對稱,這樣張開才會好夾
 像這樣,爪子就不對稱,無法抓物
 拆掉再微調。


 調整後,已經可以完全對稱,很順、很漂亮
 下一次來做蜘蛛車也可以以這個東西當作概念,但是爪子要相反,例如左上和右下張開,左下和右上必須緊縮,這樣就可以造成移動。
 在來嘗試在這個底座上固定上馬達,先嘗試對孔位。

 對孔位是一件很麻煩的事,要考慮馬達的孔位也要考慮底座,當然最重要的是馬達本身要如何驅動齒輪,去帶動爪子,以下圖來說,我原本想在40牙大齒輪這邊做傳動,事實上,我也裝好了,但是後來全部改過,稍後會說明。
 裝上40牙黑齒輪,底座這邊是8牙最小單位齒輪。

 這時候開始固定馬達。
 其實馬達並沒有很正的放在底座上。

 我用黑40牙齒輪接8牙齒輪
 因為不是很穩,所以後來繼續強化馬達另一端的部分。
 當然,連接器也是不斷修改,原本可以連接兩排的黑色連接器,換成可以連接三排的藍色連接器。



 測試看看,可以正常抓。
 馬達部分不是很密,但是有確實卡上去的,會傳動。
 嘗試後,發現當爪子抓不起來,底座會鬆掉,所以要強化底座本身。
 使用多個L型結構棒加上黑色連接器。
 這邊使用五孔直條結構棒

 馬達上方也增加結構棒去固定,順便這邊可以綁繩子,作為夾子的繩子。

























◎接下來,我們來寫程式:
這個程式只用一個馬達,當按下一個按鈕,爪子夾起來,放掉,爪子鬆開
 上面的程式可以簡單測試爪子開關,但是如果要兩個按鈕做放線,然後爪子閉起來,然後收線,爪子張開,共四個動作。







來看影片:




接下來,我們嘗試固定線在爪子上。

 共四條,讓整個爪子可以平衡。
 先做出2條
 四條都出現,注意要找出重心,也就是平衡點,這個要慢慢調整
 另一個馬達部分,用一個空的車輪就可以收線了。
 綁上一條繩子
 實際測試抓取去物品
因為馬達真的很重,所以我找了一個水壺壓著才不會掉下去。
很平、很正、很順。





來看一下影片






完成!

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