Cute版    二足機器人

自2019年初實作了第一隻Micro:bit 迷你二足機器人後,突然想要改變它的結構,就變成了較矮的Cute版

最初始的設計

有一點我必須要說的:當初設計這個小玩意完全出於「樂趣」及「學習」,心裡想著這樣的組合設計一定能打動小朋友的興趣,是沒有商業思維的,如何取得最低的零件價格才是考量的重點,小朋友學習動手做及程式邏輯不應該動不動就要幾千元…
※Micro:bit微晶片是固定價格,我找到了高雄凱斯的電池板及pin引出擴充板來完成這個想法,可行之後釋出了設計圖及作法供大家一起來。
※由於無法忍受3D列印的費時,所以使用壓克力雷切,用Inkscape來畫設計圖,然後用自家的Beambox來切割…

Cute版二足機器人的誕生:維持一樣的想法→分享:下載Cute_miniRobot雷切設計圖 

關於Remix出來的Cute版二足機器人

之前瘋做了一陣子後,其實已經很久沒再想Micro:bit二足的事了,前些日子在看&玩日本人的專題(Stack-chan機器人 )突然產生了改動原本二足機器人結構的想法,主要是變動舵機的位置,讓它顯得矮cute一些,也不會影響原本的運動模式…

有了想法就動手囉!雖說只是改動舵機的位置,但所有的圖幾乎都要改一下!由於常用的SG90和MG90舵機在體積及構造上是有些微的不同的,所以這個版本的設計分出了使用二種舵機的不同設計圖。

這個版本改善了之前版本小朋友在組裝機器人腿部舵機時,常常不小心掰斷壓克力件的缺點~

增加一點小朋友美勞的樂趣

以前在設計結構時,總喜歡利用螺絲和螺母來組合零件,最近我改變了這個想法,使用壓克力熱彎器來折彎也不錯,但這個比較危險,不適合小朋友,採用學生做勞作時最常見的手法:「用膠水黏」也是不錯的!

所以這次設計的做法中,腳部的帶動冂軸最讓人用黏的,只要使用文具店常見的瞬間膠一點點就OK

主控板沒變,仍是Micro:bit+加上凱斯的KSB040電池板及Pin轉板

寫入舵機校正程式

主板組好之後,可如左圖所示,開啟Makecode,寫入讓p0~p2都90度的設定,A鍵程式用來測試p0的動作,B鍵程式用來測試p1和p2的動作

之後在組裝機器人的過程中,我們要先確認舵機是不是正常運作的以及確保它目前在90度的位置

選二個舵機接P0

這二顆舵會接收一樣的訊號,這兒要注意插線的方向,橘色是訊號線,應該對正板子上的P0

觀察誤差角度

按下A鍵後程式運行,便可以看看二顆舵機的動作是否一致,花點時間測試四個舵機,找出二個相似最高的

開始組裝機器人本體

0.零件擺盤

所需要的零組材料就是切割出來的壓克力件及四個舵機,螺絲若干,螺絲起子及瞬間膠

m2x5 8顆
m2x5自攻 4顆
m2x6  2顆
m2x8 4顆
m2x10  4顆
螺母 4顆

1.儘量找到二顆角度誤差一樣的舵機

找二顆誤差值相近的舵機

這算是組裝機體之前必須先做的事,這二顆舵機將被用來控制機器人的腿部,都是接在pin0,所以它們會做一樣的事

利用校正程式來觀察

舵機最好不用隨意用手轉動,便宜貨常常因為這樣就壞了!利用前面寫入micro:bit的舵機校正程式,將二個舵機都接內轉板的p0,然後按A鍵看看二顆舵機是不是可以儘量平行

如果找到二顆可以當腿部的舵機就把靠近排線這端的螺絲柄給剪了,你會需要小斜口鉗

2.製作機器人腿部連動軸

前腿板及舵柄

利用m2x5自攻螺絲固定舵柄

就用瞬間膠來黏

做好二個腿板連動

3.製作腳板(這個部份就簡單了,)每邊使用4顆m2x5螺絲就ok了

每一邊的腳板由二片壓克力構成,如上圖左邊的是下板右邊的是上板,疊一起後鎖上螺絲就行了

先用前固定片從腳板由下往上穿出,用來固定腳部的舵機(m2x8+螺母),後固定片此時先不急著上

這樣子二個腳板的舵機就安裝好了,可以把二邊接上micro:bit的p1及p2做一下運動測試,由於使用不同的pin所以不用太在意二個舵機之間的角度誤差,之後可以在程式中分別微調

4.上半部平台製作及接上腿部連動

上半部的平台零件

一片3mm及2片2mm壓克力加上之前找出來預計要接p0的那二顆舵機(上圖為SG90版本,MG90版本則略有不同)

組合固定

將三片壓克力由下而上3mm→大片2mm→小片2mm疊起來,二顆舵機安裝上去,使用4顆m2x8的螺絲固定

準備腿部連動軸

 將舵柄如上圖般固定到腿部的連動軸中

結合上半部及腿部連動

將準備好的二個腿部連動軸與上半部平台結合,這時二個連動軸應該是大致上平行的,這關係到機器人是否站得正確

腿部連動軸測試 

腿部與上半部平台結合之後就可以將二個舵機都接上p0進行簡單的測試,應該要能平行地運作,之後機器人才能正確

5.把腳板接上

在接上腳板前,後固定擋板是先不上的,先由前方的舵柄與舵機接上,之後再將後方擋片由腳板底部往上,最後上一顆m2x5螺絲來固定,這樣機器人就組組好了~

Cute版二足機器人組裝完成

機器人組好後接下來就是連上Makecode進行程式的撰寫,主板使用micro:bit v1.5或2.0都是可以的,2.0的功能多一些,比如有觸碰感應的功能,自帶蜂鳴器,所以必須把ksb040的蜂鳴off掉

程式的寫法自由度是很高的,也就是說隨便人家愛怎樣就怎樣,這一點,當老師的總是要讓學生知道,只有原則,沒有絕對性的寫法,比如這部二足機器人的程式,原則上就是4顆舵機角度變化的控制,由於Micro:bit本身的限制,使用三個pin要控制4顆舵機,所以在這個設計中二個腿部的舵機是共用一個信號的…