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荷蘭藝術家泰奧•揚森利用海灘上的廢品創造出舉世聞名的風力仿生裝置：海灘怪獸，風力雙腳機器人，即是以“海灘怪獸”為原型開發的新一代升級版，只需一陣風，機器人就能像小鴨一樣迎著風持續抬腳邁步行走，堪稱另一個勵志萌物！ 這種依靠聯動曲軸和重心轉移來完成的驚人行走，背後有著深奧的科學原理。透過這個動手製作的機會研究一下人類雙腳步行的機制，相信可以對於自己走路姿勢的看法有更深一層的了解
荷蘭藝術家泰奧•揚森利用海灘上的廢品創造出舉世聞名的風力仿生裝置：海灘怪獸，風力雙腳機器人，即是以“海灘怪獸”為原型開發的新一代升級版，只需一陣風，機器人就能像小鴨一樣迎著風持續抬腳邁步行走，堪稱另一個勵志萌物！ 這種依靠聯動曲軸和重心轉移來完成的驚人行走，背後有著深奧的科學原理。透過這個動手製作的機會研究一下人類雙腳步行的機制，相信可以對於自己走路姿勢的看法有更深一層的了解
實際測試
實際測試
要請小朋友動手做，老師當然要先弄一個來示範！它與風力仿生獸的動力原理是一樣的，只是葉片在前方與行動的方向一樣…就是所謂的逆風前行
要請小朋友動手做，老師當然要先弄一個來示範！它與風力仿生獸的動力原理是一樣的，只是葉片在前方與行動的方向一樣…就是所謂的逆風前行
如同一般組裝模型的習慣，拆盒之後別急著動手，先檢查零件，其中有鐵棒的部份先別拿出（避免危險），在組裝的最後步驟，在老師的指導下再來做齒輪及固定鐵棒的工程！
如同一般組裝模型的習慣，拆盒之後別急著動手，先檢查零件，其中有鐵棒的部份先別拿出（避免危險），在組裝的最後步驟，在老師的指導下再來做齒輪及固定鐵棒的工程！
外盒
說明書、金屬件包、塑料包
開始組裝
開始組裝
核對塑料模型零件
核對塑料模型零件
這個機構所附的說明書是畫得蠻清楚的，只是印得有點小，一開始要仔細一點，認清楚什麼是什麼？可以有效的減少錯誤的機率，同時這也是良好的做事法則，「謀定而後動」，避免在還沒弄清楚前就急著做！
這個機構所附的說明書是畫得蠻清楚的，只是印得有點小，一開始要仔細一點，認清楚什麼是什麼？可以有效的減少錯誤的機率，同時這也是良好的做事法則，「謀定而後動」，避免在還沒弄清楚前就急著做！
斜口鉗的操作
斜口鉗的操作
只要是手做用到的工具，大家要知道的第一件是就是「安全」！將模型的塑膠零件取下最常的就是「斜口鉗」，小心尖端的部份，別弄傷了手，方法很簡單，如左圖，將刀刃面貼齊要剪下的面，輕輕一前就可以了
只要是手做用到的工具，大家要知道的第一件是就是「安全」！將模型的塑膠零件取下最常的就是「斜口鉗」，小心尖端的部份，別弄傷了手，方法很簡單，如左圖，將刀刃面貼齊要剪下的面，輕輕一前就可以了
左腳的製作
左腳的製作
左腳完成的樣子
左腳完成的樣子
右腳的製作
右腳的製作
右腳完成
右腳完成
很明顯的右腳與左腳是不太一樣的方向
很明顯的右腳與左腳是不太一樣的方向
開始組裝機體
開始組裝機體
組合中央的傳動軸
組合中央的傳動軸
是由一根齒輪棒及一個齒輪帽構成，這簡單的構造卻達成二件事，一是改變旋轉方向；二是減速
是由一根齒輪棒及一個齒輪帽構成，這簡單的構造卻達成二件事，一是改變旋轉方向；二是減速
組合機器人兩腳
組合機器人兩腳
傳動軸指向的就是前方，以機器人的方向為方向，左腳右腳別弄錯了！
傳動軸指向的就是前方，以機器人的方向為方向，左腳右腳別弄錯了！
再來是組裝兩側的固定架，其中有一個架子是多一個孔的，要裝在右腳那側，鐵棒先不用放，它只是固定的作用，到了最後再使用就好了
再來是組裝兩側的固定架，其中有一個架子是多一個孔的，要裝在右腳那側，鐵棒先不用放，它只是固定的作用，到了最後再使用就好了
接上傳動曲軸及掛上帶動的連桿（有長短二種），在看這部份的說明時必須仔細，可觀察
接上傳動曲軸及掛上帶動的連桿（有長短二種），在看這部份的說明時必須仔細，可觀察
這兒你要發揮一下空間概念了，這些連桿如果接錯了，整個機構就會卡住動彈不得，接好了之後如下方圖示把齒輪組給接上，就可以用手轉動前方的葉片軸心進行測試了，如果沒有錯誤，應該很容易就可以轉動，而且可以觀察到會帶動兩支腳進行前後的運動，記住一點：如果用手轉不動，或有些卡住的感覺，就是有地方接錯了，不要硬轉，以免機構折斷了！
這兒你要發揮一下空間概念了，這些連桿如果接錯了，整個機構就會卡住動彈不得，接好了之後如下方圖示把齒輪組給接上，就可以用手轉動前方的葉片軸心進行測試了，如果沒有錯誤，應該很容易就可以轉動，而且可以觀察到會帶動兩支腳進行前後的運動，記住一點：如果用手轉不動，或有些卡住的感覺，就是有地方接錯了，不要硬轉，以免機構折斷了！
準備完成機器人：剩下的部份，看一下說明書應該沒有困難的部份了，風扇葉片的部份就使用膠水去黏比較牢固
準備完成機器人：剩下的部份，看一下說明書應該沒有困難的部份了，風扇葉片的部份就使用膠水去黏比較牢固
補充說明區：如果你看上頭的說明還是一頭霧水，就看看以下的影片吧！
補充說明區：如果你看上頭的說明還是一頭霧水，就看看以下的影片吧！
發現有錯怎麼辦
發現有錯怎麼辦
這段影片是說明右腳做好後發現少放一塊零件，就是拆開再弄
這段影片是說明右腳做好後發現少放一塊零件，就是拆開再弄
中央齒輪架
中央齒輪架
這是一個很簡單的結構卻有力的方向轉換的功能
這是一個很簡單的結構卻有力的方向轉換的功能
剩下的部份就是風扇葉片的部份及鋼珠管，很簡單就自己做吧！
剩下的部份就是風扇葉片的部份及鋼珠管，很簡單就自己做吧！
特別有趣的結構
特別有趣的結構
在製作的過程中，你一定發現有一個部份是透明管子裡頭有幾顆鋼珠，這是做什麼用的呢？大家可以思考一下！
在製作的過程中，你一定發現有一個部份是透明管子裡頭有幾顆鋼珠，這是做什麼用的呢？大家可以思考一下！
可以想一下自己路時兩腳交互前進的細節，關鍵在於重心轉移，我們人類是非常精密的生物，機器人的動作就是儘可能模仿我們自己～
可以想一下自己路時兩腳交互前進的細節，關鍵在於重心轉移，我們人類是非常精密的生物，機器人的動作就是儘可能模仿我們自己～
缺了零件怎麼辦？這常發生在小朋友的組裝過程（對於各個小零件的檢查排列及收藏剛好是我們要學習的課題之一），模型類的套件裡零件大都是特規（不是一般常見規格），不知不覺就不見了，做到最後才發現少了一個齒輪，機器人無法動，可就「杯具」了！把地板翻過來也找不到！
缺了零件怎麼辦？這常發生在小朋友的組裝過程（對於各個小零件的檢查排列及收藏剛好是我們要學習的課題之一），模型類的套件裡零件大都是特規（不是一般常見規格），不知不覺就不見了，做到最後才發現少了一個齒輪，機器人無法動，可就「杯具」了！把地板翻過來也找不到！
想到的解決辦法就是：自己印一個，我們在小朋友的課程中教InkScape畫向量圖，找另一組中同一個零件測量一下（以這個例子來說掉了一個雙層的減速齒輪：外層34齒外徑約17.5mm內層12齒外徑約10.5mm），試著用InkScape的齒輪工具畫出svg檔，送上TinkerCAD去設定高度及組合，弄出stl檔來印，實驗一下合不合，再調整…這次算是成功了！
想到的解決辦法就是：自己印一個，我們在小朋友的課程中教InkScape畫向量圖，找另一組中同一個零件測量一下（以這個例子來說掉了一個雙層的減速齒輪：外層34齒外徑約17.5mm內層12齒外徑約10.5mm），試著用InkScape的齒輪工具畫出svg檔，送上TinkerCAD去設定高度及組合，弄出stl檔來印，實驗一下合不合，再調整…這次算是成功了！
學習測量、向量圖軟體、3D繪圖、操作3D印表機、反覆實驗…成為應學習的課題～
學習測量、向量圖軟體、3D繪圖、操作3D印表機、反覆實驗…成為應學習的課題～
改裝的想法：為了展現我們思考力及行動力，當然不能以把預設機構照說明書組好就滿足了，所以就想一些覺得能改變的方法（改變不一定更好喔！我只是強調有異心…）
改裝的想法：為了展現我們思考力及行動力，當然不能以把預設機構照說明書組好就滿足了，所以就想一些覺得能改變的方法（改變不一定更好喔！我只是強調有異心…）
加重腳板的想法
加重腳板的想法
在機器人運作時，總是覺得不是很穩的樣子（應該是便宜貨的關係），是不是可以拿兩個一元硬幣來加重腳板呢？
在機器人運作時，總是覺得不是很穩的樣子（應該是便宜貨的關係），是不是可以拿兩個一元硬幣來加重腳板呢？
把風扇改到側面的想法
把風扇改到側面的想法
原本這個設計我覺得有點奇怪的地方是風的方向跟機器人行走的方向剛好是相反的，說好聽的是「逆風前行」，為了風扇轉快點，現加大風量機器人可能隨時會翻倒，突然想起之前做的風力仿生獸，風扇不是在側面嗎？
原本這個設計我覺得有點奇怪的地方是風的方向跟機器人行走的方向剛好是相反的，說好聽的是「逆風前行」，為了風扇轉快點，現加大風量機器人可能隨時會翻倒，突然想起之前做的風力仿生獸，風扇不是在側面嗎？
改裝的測試
改裝的測試
加重了腳板，又把風扇的位置換方向試試，發現這樣做也是怪怪的，腳板重一些確實機器人會穩一點，可是感覺也非必要，因為調整後排的鋼珠位置也是可以達到效果～
加重了腳板，又把風扇的位置換方向試試，發現這樣做也是怪怪的，腳板重一些確實機器人會穩一點，可是感覺也非必要，因為調整後排的鋼珠位置也是可以達到效果～
把風扇改到側面則有二個問題，一是會少了一次的齒輪速，二是風扇原本設計吃風的角度影響轉動的方向，機器人變成向後走，除非又要改到另一側，太麻煩了！反正只是做做實驗…還是維持原來的樣子就好了～
把風扇改到側面則有二個問題，一是會少了一次的齒輪速，二是風扇原本設計吃風的角度影響轉動的方向，機器人變成向後走，除非又要改到另一側，太麻煩了！反正只是做做實驗…還是維持原來的樣子就好了～
重頭戲：電機改裝，除了簡單的位置性改裝，還可以改變提供動力的方式
重頭戲：電機改裝，除了簡單的位置性改裝，還可以改變提供動力的方式
風力機器人電機版
風力機器人電機版
雖於名為「風力」機器人，其用意主要是運用「綠能」（現在正夯），不過我們在實作這個時，反而還要找電風扇來吹動它！心想：小朋友如果做這個應該搭配做一支隨身小風扇的課程…
雖於名為「風力」機器人，其用意主要是運用「綠能」（現在正夯），不過我們在實作這個時，反而還要找電風扇來吹動它！心想：小朋友如果做這個應該搭配做一支隨身小風扇的課程…
無關能源政策，只是想法及實現啦！
無關能源政策，只是想法及實現啦！
分析一下這機構原本的動力運作方式，發現是從中央的一個簡單的減速齒輪來帶動，也就是風扇帶動小齒輪轉軸，藉由這個超陽春的齒輪組達成減速及改變力的方向的功能（這一點是很值得學習的！），所謂電機改裝，想的就是弄上一顆馬達改用電力來帶動，由於這個機構很小，所以腦筋一閃想到TT馬達裡的那顆130馬達（總是想便宜的選擇，才有希望推給小朋友做…）
分析一下這機構原本的動力運作方式，發現是從中央的一個簡單的減速齒輪來帶動，也就是風扇帶動小齒輪轉軸，藉由這個超陽春的齒輪組達成減速及改變力的方向的功能（這一點是很值得學習的！），所謂電機改裝，想的就是弄上一顆馬達改用電力來帶動，由於這個機構很小，所以腦筋一閃想到TT馬達裡的那顆130馬達（總是想便宜的選擇，才有希望推給小朋友做…）
轉動軸齒輪與傘形齒輪的組合
轉動軸齒輪與傘形齒輪的組合
可以學習到的是這二種齒輪組合後的效果，首先轉軸上的齒輪齒數比較少，傘形齒輪比較多，轉軸轉幾圈傘形輪才轉一圈的意思，目的是減速（也帶來省力效果）
可以學習到的是這二種齒輪組合後的效果，首先轉軸上的齒輪齒數比較少，傘形齒輪比較多，轉軸轉幾圈傘形輪才轉一圈的意思，目的是減速（也帶來省力效果）
130馬達
130馬達
這種小型的馬達應該是最常見的，玩具用、實驗用、DIY小機構很適合，簡單又便宜，而且我們常用的TT馬達拆下來就有了
這種小型的馬達應該是最常見的，玩具用、實驗用、DIY小機構很適合，簡單又便宜，而且我們常用的TT馬達拆下來就有了
想著這顆馬達要裝在什麼地方呢？如何與原本的機構協同工作呢？馬達的轉速可比原來的風吹快多了，是不是還要考慮再減速，轉太快會不會讓機器人動作太快？產生二種想法～
想著這顆馬達要裝在什麼地方呢？如何與原本的機構協同工作呢？馬達的轉速可比原來的風吹快多了，是不是還要考慮再減速，轉太快會不會讓機器人動作太快？產生二種想法～
單純把馬達加上去
單純把馬達加上去
一開始最簡單的想法就是直接把馬達加到風扇軸上面（畫個馬達的holder列出來用），以橡膠圈連結，測試了一下，果然太快了！機器人跳起舞來了，顯然沒法好好路…有一個想法是降低供電電壓，不過如果只用一顆1.5v的電池又帶不動，所以還是朝減速齒輪的方向思考～
一開始最簡單的想法就是直接把馬達加到風扇軸上面（畫個馬達的holder列出來用），以橡膠圈連結，測試了一下，果然太快了！機器人跳起舞來了，顯然沒法好好路…有一個想法是降低供電電壓，不過如果只用一顆1.5v的電池又帶不動，所以還是朝減速齒輪的方向思考～
減速方案一
減速方案一
找坊間的齒輪材料包來湊
找坊間的齒輪材料包來湊
減速方案二
減速方案二
3D列印大小輪子，以橡圈帶動
3D列印大小輪子，以橡圈帶動
穩定供電及降壓
穩定供電及降壓
在這個方案中使用了3.7V的鋰電來驅動小馬達，在電源接口的地方焊上一顆二極體及一顆慢閃的LED灯泡
在這個方案中使用了3.7V的鋰電來驅動小馬達，在電源接口的地方焊上一顆二極體及一顆慢閃的LED灯泡
橡皮履帶改裝機器人的運行
橡皮履帶改裝機器人的運行
這一台以橡膠圈電機帶動的改裝是我個人覺得比較恰當的作法，使用二個齒輪密合的方式雖也不錯，但是必須從零件包中一大堆齒輪裡找出距離合適的，而且運行久了齒輪間密合度可能會因磨損而鬆開，履帶型的作法比較沒這個問題，而且我這次設計的大小輪軸的減速效果也讓機器人的行走速度比較恰當（自己感覺就好～）
這一台以橡膠圈電機帶動的改裝是我個人覺得比較恰當的作法，使用二個齒輪密合的方式雖也不錯，但是必須從零件包中一大堆齒輪裡找出距離合適的，而且運行久了齒輪間密合度可能會因磨損而鬆開，履帶型的作法比較沒這個問題，而且我這次設計的大小輪軸的減速效果也讓機器人的行走速度比較恰當（自己感覺就好～）
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