書籍出版/莊惟智：修訂版本之間的差異

2015年9月8日 (二) 23:28的修訂版本

關於我

我叫莊惟智,我喜愛自然生態,也喜歡設計跟製作發明,然後盡可能加強功能和結構。

喜歡玩樂高

樂高作品可依據個人的喜好製作,只要花一些時間便可完成屬於自己個人風格的作品,是一種容易操作的玩具,當完成一個作品時可以獲得很高的成就感。在組裝樂高的過程中,會不斷的有新的靈感出現,可以提昇自己的專注力。從幼稚園接觸樂高開始,就一直喜歡這樣的組合玩具。但是樂高的價格比較高,通常我都是等過年有壓歲錢或是利用自己的生日要求父母買樂高玩具給我。也因為不容易得到,每次拿到自己期待很久的樂高時,心裡的滿足感可以持續很長的時間。更重要的是,一種款式的樂高可以有多次的滿足感與成就感,一開始我會先依照說明書完成作品,之後再依自己的喜好完成心目中不同的作品。最後的階段就是自由創作,當心中有靈感產生時,馬上從現有的零件中找出相關的零件組裝成自己想要的作品,例如鯨魚,敲敲板,可發射的半自動玩具槍,遥控車,獎盃,皇冠……等等。

喜歡機器人及遙控模型玩具

我喜歡看與操作有規律的機械動作,看著這些機械作動,我覺得很酷,也能樂在其中。並且,我也喜歡遙控的模型玩具,例如,遙控車,遙控飛機,遙控船,遙控機器人…等。當操作這些遙控模型玩具時,讓我有很深的新奇感受,這種感受可以使我保持快樂的心情。我記得小時候,父母帶我到台北西門町逛街,有一家日本料理店內有一台載著各種食物的模型電動小火車,不停地繞著固定軌道經過客人的面前。當時我心想,這真是一個很棒的設計,讓在那裡的客人不僅可享用美食,也可同時欣賞一輛縮小版的模具火車不斷地從眼前經過。除了色香味之外,還多了一層視覺享受。這就是機器融入生活並增加人們生活樂趣的一種方式。小時候的這個體驗,讓我對機械的東西有某種程度的啟發,機械並不是死板板的東西,如果好好的運用,它不僅可帶給我們生活上的便利,也可以增加生活的樂趣。

喜歡動手做實驗及科技產品

我很喜歡欣賞漂亮的景色,也喜歡觀賞美的物品,看這些美麗的事物可以保持心裡的平和與安定。當某一個時刻,我心裡有靈感時或看到美麗的事物時,會想把這個靈感或美麗事物的影像留住。對於影像,我會用攝影機把它拍下來,對於無意中聽到的動人音樂,我會用手機的音樂截取功能把這首音樂錄下來。但是對靈感而言,除了記錄以外,目前還找不到比較好的方法來保存它。但是偶爾我會嘗試用實驗的方式去證實及保留這些靈感,通常失敗的結果比較多。例如,在一次的洗澡中,我想製造很多泡泡,於是將整瓶的洗髮精倒在水龍頭下,結局就是大量泡泡無法沖掉,還被爸爸罰跪在廁所。這是一次失敗又不美好的經驗。還有一次,我突發奇想,想製造煙霧彈,於是將鋁罐汽水瓶裁切一半,並用鋁箔紙包覆衛生紙放進裁切的鋁罐汽水瓶內,然後再由網路買了一大包的火柴棒,準備用這些火柴的芯作燃料引信,我相信鋁箔紙內包覆的衛生紙燃燒時一定會產生大量的濃煙,這樣就可以製造煙霧彈的效果。結果從網路上買的火柴棒被媽媽發現,還好這次爸媽没有駡我,但要求我不能自己作此實驗,等以後找到適當的地點,在爸爸的陪同下一起作煙霧彈的實驗。科技產品與動手作實驗對我有很大的吸引力,但是會有一些限制而無法執行,在許可的條件下,我還是會繼續動手做實驗並接觸更多的科技產品。

說明

機器人手臂製作的概念

當從網路或電視看到機器人時,感覺機器人的動作很帥氣,除了想了解機器人的構造以外,還有一股衝動想製作機器人。限於自己有限的知識及對樂高有一些基本的了解,於是選擇用樂高製作可轉動及夾取物品的機器人手臂。而且使用樂高積木製作有一個很好的優點,產品可隨時重覆的修正,一直到產品得到比較好的結果。不會像木頭或金屬如果做錯要修改就很難。

機器人手臂製作說明

首先我選擇固定的底座,再組裝可360度自轉的旋轉滾輪架設在底座上,再組裝有關節可上下轉動的手臂裝設在旋轉滾輪架上。我使用Lego mindstorm EV3主機,並輸入程式用來夾取球及物品(約5公分直徑大小)。這個機器人手臂用到三個馬達,一個馬達負責旋轉滾輪架的轉動,另一個馬達負責手臂上下移動,最後一個馬達負責夾子夾住物品。製作過程中須經過很多次的修正及調整,最後才能達成比較滿意的夾取效果。

對製作機器人手臂的期望與目標

經過這次機器人手臂的製作,希望將來能使用二個以上的Lego mindstorm EV3主機,讓關節有更多轉向的功能。目前使用一個Lego mindstorm EV3主機只能使機器人手臂上下作動,無法令手臂前後作動,使用二個主機之後便可使機器人手臂由平面的夾取變成三度空間的運動。

希望將來的延伸功能及發展

對於這個機器人手臂,將來會架設gopro攝影機,這樣就可以機器人手臂的視野來看週遭的情況,對於要夾取或處理的物件也可以配合智慧型手機來做遠端遙控。並且還會在底座裝上輪子,成為可移動式的機器人手臂。

動機,緣起

動機

我一直想製作一個可傳動的樂高機器人,但並不容易,於是先製作一個簡單的樂高機器人手臂,這樣就可以滿足由自己設計、組裝、並讓這個機器人手臂能夠動作的想法。

緣起

去年九月份因參加WRO樂高機器人比賽,我們當時設計一個自動偵測障礙物的機器人(名稱叫做”驚嘆號”),我很高興當時這個比賽作品拿到了全國賽佳作。在當時比賽得到前三名其中一隊的設計為機器人手臂,它的手指可以握取物品,也可以像關節一樣的動作,我覺得真是太酷了。比完賽之後,我開始構思如何製作一個機器人手臂,剛好六年制學程每位同學每學期必須提出一項主題備課,我們可依據自己的喜好及強項提出一個主題,老師會給每一個人在晨課的時間上台對全班同學發表自己的學習心得。因為有這個機會,我決定我的主題備課題目為”機器人手臂”。

過程

機器人手臂構想 ; 我最初的構想是希望能組裝一台可以夾取物品的機械手臂。

主架構建立及修正

原先手臂只用一根棍子支撐,當手臂轉動時就會解體,而且没有底座也不能自由旋轉。經過多次的修正與改善,後來將底座固定,讓手臂能自由旋轉,做夾取的動作時,因手臂結構紮實,且跟底座有互相連結,轉動時就不會解體。

動力的運用

這個機械手臂使用Lego mindstrom EV3主機做為主動力來源,電池為EV3專用電池,所使用的三個馬達靠EV3主機供電。馬達主要用於底座的旋轉(最大180度旋轉)及手臂夾取物品的動作。並運用齒輪帶動的方式,以增加手臂夾取物品的力道及加強結構本身的完整性。

目標達成

目前設計出的機械手臂夾子没辦法自轉,只能固定一個角度來夾取物件,當物件位置移動或大小不同時就無法夾取。將來會嘗試其它的結構方式,使手臂夾子可以做360度轉動。除了手臂夾子的問題之外,機械手臂的外觀還有很大的改進空間,未來會修改外觀,讓機械手臂看起來更加光滑及有美感。

對將來自我的期許

希望將來能研究及發展出更多機器人的裝置,並期望這些裝置能互相做連結以便機器人能完成更複雜的工作與將來的大學可以讀產品設計系,使自己有能力研發設計更多有趣新奇的發明。