仿生機器人-尺蠖

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B94611044胡易平

有去杜鵑花節幫忙的應該都對仿生機器人很有印象。仿生機器人的意思就是模仿生物的運動方式，利用簡單的機械構造，做出與此生物一樣的運動方式的機器人。

尺蠖這款，就是利用連桿推動行進，再配合中間有一可360度旋轉的齒輪來改變行進方向。利用兩個馬達向兩對腳傳送動力。能夠透過屈伸實現平滑的前進及後退。透過中間的腳可進行轉向。

下次杜鵑花節在操作的時候，可以搭配尺蠖的運動影片，就可發現，仿生機器人的運動方式就跟真的尺蠖一樣，也算是符合我們生物機電的精神。

所以其實連桿的組合方式並不是那麼一成不變的三連桿或四連桿，如何依據這些基礎來設計出想要的運動模式，才是真正困難的地方。而在實際情況上，元件裡也不會只有一種單一機構組成，常常是由許多種基礎機制構成，所以機動學只是在教導我們這些基礎，真正在應用上才是困難的地方。又如果能夠只用簡單的原理，設計出想要的東西，才是真的運用機動學的精神，像這款仿生機器人就是了。

市面上仍有許多種類似的仿生機器人，如果有興趣，除了在杜鵑花節可以現場操作示範外，還可以自行選購喔!

圖片來源-博客來親子購物網

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樂高機器人

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b94611044胡易平

說到樂高，相信大家都不陌生才是，但是隨著年齡增長，大家對樂高的印象可能都還只停留在積木組合上。但是樂高公司在1998年的時候就已經推出Mindstorms的樂高機器人系列了，這個系列從推出到現在一直非常暢銷。

在我小時候，自己利用樂高的各種積木塊拼出我喜歡的模型車，再加裝上簡單的小馬達和控制器，就是我個人的專屬遙控車了。但現在的樂高，不只是單純積木塊而已，還有各種滾輪、連桿，現在更多了各種感應和控制裝置；除了單純購買配套好的模型，也可以像以前使用積木一樣，有更多可以拼湊的組件，來拼湊出自己想要的各種機器人，也可以學習自己去控制。

而最近推出新一款的Mindstorms樂高機器人除了基本配件之外，還更多了伺服器以及藍芽控制，這已經算是整個機電整合偏電子控制的部分了

為什麼我想要來談樂高機器人呢?

去年暑假我在補習班當自然老師，教小學生自然科學，其中有一堂實驗課，我便是拿樂高積木帶著小朋友設計他們自己專屬的機器人。像是下面的圖

當時，我帶著小朋友在組裝的時候，經常會碰到一些問題，像是自組的連桿無法動作，或是馬達推動會卡住，到今天我才知道這些部分跟機動學的相關性，假如今年還有機會再去補習班工作的話，我想我就可以拿出學過的機構去做出更多變化的樂高機器人。

在這邊還要推薦一個blog是樂高機器人教學推廣中心http://blog.yam.com/robotics

我當時就是參考了這個blog，才會把樂高放進實驗課程裡。

樂高本身的創造性非常高，我一直覺得如果我們要設計元件的時候，可以先拿樂高來測試組裝demo，就好像小時候玩樂高一樣，我們就是在嘗試和錯誤中學習成長，就好像我們作業中的滑塊機制，其實用樂高就可以做出來了。

所以我覺得樂高真的是可以讓不同年齡層的人學習感受到不同的趣味，我小時候也有夢想是去樂高公司當玩具開發工程師，但是樂高總公司只設置在丹麥，在世界各國都只有銷售點而已。而我覺得我們所學的可在樂高上應用非常廣大，希望以後有機會，我們也可以開發出我們自己的樂高玩具。

補充樂高機器人的公司網址http://mindstorms.lego.com/ ，可以去看看最近推出的各種樂高機器人模型

圖片資料引用至LEGO網站

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自動上膛槍械──閉鎖方式

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b94611044胡易平

折疊連桿式（Toggle Lock）

這個閉鎖的方式以 Luger 手槍為代表，馬克沁機槍也是使用同樣的閉鎖原理。基本上是有兩根張開伸直的連桿頂住槍機形成閉鎖。後座力必須將連桿折合起來才能開鎖。

卡榫閉鎖（Lug Lock）

這種閉鎖方式通常用在半自動手槍上，由於它們槍機通常固定在滑套上，因此閉鎖的目的在於將槍管跟槍機（還有滑套）在擊發時形成閉鎖。另一方面，由於半自動手槍多半採用短後座作用式（short recoil），這個閉鎖機構又必須能夠在適當的時間讓槍管跟槍機（滑套）分離，在機械結構上必須很巧妙

白 朗寧在 20 世紀初設計他著名的柯爾特 M1911 半自動手槍時發明的巧妙裝置。 槍管在待發位置時以上方的兩道突耳嵌入滑套上的兩個溝槽內，跟槍機形成閉鎖。 當子彈擊發後，槍管跟滑套因後座力向後移動，在移動一小段距離後，膛室下方的 凸輪式連桿將膛室拉下，上方的突耳自然離開溝槽，槍管稍後會停下，不再向後移動。 此時滑套還是維持原來的運動方向，手槍的自動機件就利用這個能量拋殼，然後復進簧 發揮作用，滑套開始向前，將下一發子彈上膛，槍管也向前推，自動向上又形成閉鎖。 除了 M1911 外，白朗寧的 Hi-Power、CZ-75等很多手槍都採用類似的方式，只是大部 份都把凸輪式的連桿改成一道斜溝

轉動式槍機（Rotating Bolt）

這是目前最常用的閉鎖方式，槍機（bolt）位在槍機座（carrier）之中可以前後滑動，槍機向前時由於閉鎖滑槽的關係，槍機會以前進軸線為中心轉動，槍機頭上的突耳正好就會滑入膛室後方的突耳空隙中，形成閉鎖。在子彈擊發後，後座或氣體的能量經由活塞或直噴方式，強迫槍機座後退，此時槍機仍然在閉鎖狀態。當槍機座後退一段距離後，閉鎖滑槽迫使槍機旋轉開鎖；開鎖後槍機也隨之一起後退，完成拋殼、上膛的動作。

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因為很喜歡看美國影集CSI犯罪現場，裡面的案件有大部分都是使用槍支發生的命案，在犯罪調查科的探員將疑似犯案槍枝帶回實驗室調查的時候，都會拆卸槍枝調查裡面有沒有殘遺物，或是沾染血跡，最重要的就是彈道分析，而這些在電視上看到的動作，其實絕大部分都跟我們的機動學有相關聯，整個槍支的結合就是建立在機動學的基礎上，一個簡單的凸輪連桿就可以構成槍枝重要的動作。每次擊發後彈出的彈殼也是犯罪調查一個很重要的依據，可以從彈殼彈跳的距離位置推算出擊發點，也可以從彈殼上讀出槍枝型號。雖然槍枝在美國是可以合法使用，美國政府也同時設定了管制槍支的種種配套辦法，卻無法抑制降低犯罪率和槍枝濫用；而我們學工程的，將來要做的應該是對社會有助益的設計和發明，而不是創造出有害社會的產品才是。

PS.老師不好意思 上一篇太快按出 麻煩刪除以免占用版面

來源出處http://home.comcast.net/~light123/class/actions.htm

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Gear on Bicycle

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B94611044 胡易平
由於這節談到齒輪，所以我想來談談有關腳踏車上齒輪的應用。

這其實是我們每天會接觸到的事情，因為大家在學校裡最常見的代步工具就是腳踏車。

而我從小在南部長大，對我們南部小孩來說，腳踏車可說是在成年前最依賴的交通工具了，所以養成了自己維修腳踏車的能力；上了大學後，常常在校園裡面發現幾個男生腳踏車"烙鏈"蹲在路邊滿頭大汗弄了半天弄不好，或是女生牽著烙鏈的腳踏車找男生求助；深深讓我感覺到，應該要熟悉自己每天必須使用的工具才行。

一個腳踏車最簡單的原理就是由前後兩個齒輪以一條鏈條連接，腳踩驅動前齒輪，帶動後齒輪而前進。

最常在廣告上看到會提到21段或24段的變速腳踏車，這個變速數字是怎麼來的呢？

我們可以先看圖，前齒輪我們又叫大齒盤，後齒輪又叫齒盤或齒輪(這個部分是付在後輪上的，所以腳踏車的前後輪不能隨便亂裝)，前後齒輪由鏈條結合，再靠左右兩邊的變速器選擇調整鏈條的位置。



一般來說我們的前齒輪會有三個(大中小)，後齒輪則會有6~8個不等(看你需要哪種)；當鏈條掛在其中一個前齒輪時，後齒輪的部分則可以自行調整，所以對一個前齒輪來說，他可以配對6~8個後齒輪，所以三個前齒輪各配對後齒輪來算，總共有18、21、24段變速。

那要怎麼更換變速呢？右手的變速檔是更換後齒輪的位置，左手的變速檔是更換前齒輪的位置。

可是呢，根據我修腳踏車和騎腳踏車多年的經驗來說，其實並不是所有的速度檔都可以用的，通常當前齒輪和後齒輪是對角線的時候，鏈條其實是很難掛上去的，如果要勉強這樣騎的話，不但會增加鏈條和齒輪的磨損率，還容易烙鏈。

平常保養的話，就是定時要上潤滑油，潤滑油上的時候，除了鏈條之外，各齒輪上和變速器都也要抹；然後可以長長換檔變速騎車，不要一直騎同一檔速度。

烙鏈的時候其實只要對準齒輪的切和位置，再轉動踏板讓前齒輪旋轉，那麼鏈條就會自己掛上去了

其實腳踏車的各種維修其實不難，但我不知道台北哪裡有在賣腳踏車材料，我的經驗是自己買材料維修，大概是去腳踏車店維修的4~6成價格而已。

另外，再推薦一個線上維修腳踏車的網站，他非常有趣，你可以點腳踏車上各部位，他會有介紹和教你怎麼修
我覺得很不錯!!!!

http://www.parktool.com/repair/bikemap.asp

腳踏車上就包含了很多機動學的原理，搞不好可以在了解自己的腳踏車的同時，發現學習的趣味!!

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