2013年8月29日 星期四

Body 非自願的 cost down

過去螢幕的機構基本設計是中間鐵件,面板及電路板等,都固定在鐵件上,腳座也固定在中間鐵件上,外觀再鎖上塑膠殼就有美麗的外觀。

現在的設計簡化了,很多變成了前後塑膠殼對鎖,夾住中間的主體模組,再用個腳座支撐上面的塑膠整體模組,省去了中間的骨架,不再用穿衣服的方式組合,省了成本,也讓腳座變的非主體一部分,而是可有可無的組件。

自己的機器人也用了這方法,前後殼夾住中間的組件,也省了骨架的重量,雖然支撐分散到外面的力量,但是鎖點的施力應該也變大了,往好的想,這樣也是方便維修,不用拆殼又拆骨架才能維修,用一陣子就知道有甚麼問題了吧...

連桿的簡化設計

最近組裝伺服馬達的時候,想利用兩個馬達的耳朵配合一片板子,四個孔,整體就變成一個連桿,兩個馬達的軸各為兩個活動關節,馬達本

體變成連桿,這樣可以簡化重量與施工,只要一片四孔版子就搞定,但是事情不是憨人想的這麼簡單。

第一點
連桿兩端的壓力可以使得連桿中間產生形變,或是扭曲,一片板子加四個孔,除了作用力臂短的好處,的確是很弱的支撐,剩下來的就是靠

材料的強度,馬達耳朵是塑膠,版子是鋁板,鋁板軟,但是強度夠,塑膠易斷,以後斷馬達架的可能性比較高。

第二點
這是最討厭的地方,設計上四個孔固定兩個馬達,可是馬達固定架一定有空隙,固定架本身並沒有牙,而是靠版子上的四孔當做牙,所以組

裝起來會是馬達架的空隙在晃動

這可以想到兩個解法,一個是填滿空隙,時間久了一樣會晃,也不適合拆裝,另一個是加強螺絲鎖緊的力量,用螺絲與螺母加強馬達耳朵語

版子的固定能力,說學術點,就是用摩擦力阻止晃動
兩個方法都不好,因為馬達耳朵接觸面就這麼小,加強利用摩擦力不像是根本解,這地方作用力大,一下子就鬆掉了,當然您也可說在加上

彈簧華司,防止螺絲鬆動,我倒是認為,換個根本解不是更好嗎?如果馬達耳朵搞到斷了,那就糗大了...

第三種解法
作一長片版子包住兩個馬達,反正都是一個連桿,包起來之後,讓應力傳到版子上,不要作用在中間的馬達耳朵,這樣至少塑膠不會斷,只

是長長的板子容易彎曲,想要維持直線大概要加厚板子吧。
這下成本提高,加工麻煩提高(全手工),卻可以安心的作法吧

或許,這就是沒有人會這樣簡化設計的原因吧

機器人的行板

速度在樂理上分很多種,可是我們談走路或跑步講的是行板,
也就是適合人的走路速度,在人類來說的不快不慢(對於大象或老鼠的行板當然就不一樣囉)

記得看過一篇文章,講的是各種動物的智商,人類有大腦思考,小腦控制運動,延腦控制生命徵象,所以有個專門的小腦控制四支,被破壞了就變成植物人,其他功能卻好好的,如果狗也有類似功能的小腦,說不定也有植物狗的存在吧。
這裡要講的是大象的智商,依照計算起來,他沒有小腦,而智商又不足的時候,可能大腦要全速運作才能讓走路這件事不會跌倒,對蟑螂老鼠來講很難理解吧(他們好像也不需要理解...)。

機器人也差不多,走路這件事也要用點人類賦予的智商,
自己將這動作分為兩類
1. action by table
2. action by math
查表法,是很多分位人員愛用的方式,快速又方便,只有一開始建立table的過程比較麻煩,之後就小調整,然後定案就不大會變了。
這方法有好處,方便,但是越方便的越缺少彈性,也受到很多限制,如果使用場合是需要變化的,用這招就等著接不完的例外情形吧。

研究者老是喜歡把所有事情都建立數學模型,的確,任何事都可以講出一套數學模型,那是建立在很多已知的預設條件上,若是未知的,就給個代號,然後繼續自圓其說,把世界講的美好又準確,太好了,我不用當世界小姐,也可以世界和平了(其實我這輩子都沒機會好嗎)。
數學化的設計,若是需要調整也是一大問題,Matrix電影說的,造物主不斷努力讓虛擬世界平衡,一邊太多就有另一邊會減少,中醫講的平衡也是類似道理,實際要調整起來又不失控可不輕鬆阿(人人都可當造物主嗎?)。

回到機器人走路這件小事上面,我想的是結合table and math,在位置方面用table,預先定義好的停止角度,速度方面用math,人類行走不是等速度的運動,而是在每一步都有急加速,緩減速的重複旋轉關 節動作,對於上方的載體,感受到的物理意義就是平穩移動,大部分人小時候都練過,不是嗎?
結合兩種控制方式,可以在移動的時候需要平衡介入,則有權重影響table,加一點或減一點就行了,超過全種範圍就開始減速,這就像人一樣,只不 過普通人時常會先減速,再調整動作,經過訓練幾次,也是可以維持較高的速度,人類有關聯式記憶法,記憶新的忘了舊的,保持善變的活性才能讓生物隨環境生 存,機器人優點就是不會忘記,所以他沒有生存能力(是這樣說的嗎?)...

結合table and math方式,過去老大對這想法覺得是爛主意,沒創新,畢竟他們是全數學派的,每個動作都用拉先生的說法描繪,拉先生還不只一位,偏偏我一個都不熟,只能 猜測,他們的說法應該有很多假設前提,超過的就不算數囉,這世界本來就有很多奇奇怪怪的外在影響,每個實驗不準,都要怪給「條件外」這回事嗎? 飄哥飄姐也不是自願影響的阿(誰推我?)。

外骨骼的成功,內骨骼的失敗嗎?

外骨骼的成功,內骨骼的失敗...嗎?

話說日本人幾年前就已經做出外骨骼動力系統,號稱在醫療輔具方面,可以協助老人家或是小兒麻痺患者之類的,讓無力情形變的有力,又不會造成太多的外在負擔,例如電池的重量要人來背著,老人家背的動嗎? 或是出力要足夠一班日常情形使用,不能連個杯子都握不住就糗大啦。


乍看之下好像不錯,不過,
以現有的科技來說,假設人類的膝關節大小當作參考,
外骨骼就不能超過正常關節太多,是吧,
很大一包的就沒賣點了,可是要出力足夠又需要夠大的馬力,
偏偏馬力又和體積成正比,不然就是用稀土元素作的高能量密度馬達,
這可不是一班價錢玩的起的...

所以日本那套商業模式目前還是租用為主,可想而知大概是用了高密度的馬達,
成本高,會直接買下的可能性低,那就先租用試試看吧,
上癮了在看你會不會買,好像電玩一樣,據說電玩消費者花錢不手軟的...吧。

就現今科技,想達到穿上一身裝備,就能有打破水泥牆的破壞力,實在還遙不可及,
用上油壓推力,或許還有機會,那肯定是慢慢來,沒有實用價值,
電動力會是未來的出路嗎? 短期會朝向密度越來越高的馬達前進,
因為這是可知的有效方法,或許有其他方法,只是還沒發現,
就像現在很紅的iPS細胞的多用途,他其實一直都存在這世界,到了這幾年才發現這麼好用。

迷你動力一定也有解決之道,只是還沒發現,例如核能動力電池,
原子力一直都被人類視為恐怖的潘朵拉盒子,小孩玩大車,
如果不玩大車,怎麼會有開車的一天,以前人要怎麼造出車子來呢?
他們一定沒有考駕照制度,就是作出來了,撞壞了幾次,就知道怎麼作更好了,
每件新奇事物不都是這樣來的嗎?

油氣電動力源

這次終於不寫關節的事情,講點動力方面的特性
常用的機器人動力源可分為氣壓、油壓、與電動,
不管哪種動力源,都需要有「產生器」,
所以產生器特性變的很重要

先從油壓開始,
油壓的特性具有不可壓縮,所以推力多少就可以有多大的推力傳遞,
可算是電動與氣壓所沒有的傳遞損失優點,
但是反應慢,一些需要速度的情形就弱掉了,
與氣壓相同,產生器無法小型化、高密度化。

氣壓動力
氣壓特性為可壓縮,速度快,在一些需要震動控制的情形特別好用,
產生器與油壓相同,無法小型化、高密度化,
更重要的一個壓縮機吃掉能源來壓縮氣體、儲存、再拿出來利用,
中間過程的損失也不少喔

電動動力
電動特性為磁力,所以動力密度高(熱量也高),旋轉特性優於移動特性,
比起前面兩項,產生器就是馬達本身,可以直接的利用能源,
只不過磁力很依賴材料特性,材料不夠好,能做的力量有限,
人類在材料的進步不如資訊業那樣的爆炸性成長,
資訊業就像數字,可以從一數到無限大,
材料就像元素表,在已知的範圍內做變化、混合、變質...等,
只要我們在地球上,就是要從已知的東西變出未知的東西,
並且賦予它功能性,沒有失敗的材料,只有不會用他的人,
扯遠了...

目前工業用機器動力多用氣動,工廠可以有一台壓縮機產生氣體,
供應整間工廠使用,只要牽好管線,定時維護線路就可以一直使用下去,
可是壓縮機本身是耗能產品,管線傳遞損失也不少,
更重要的機器只能在有限範圍內移動,就像零號機一樣,
離開了線路就只是一堆廢鐵,

小型機器人用的是電動機,往好的想,人類替他動一動還可以發電呢,
而且電動機的更新如火如荼的展開,
希望有生之年可以見到半導體電動機的問世,
那真是個更高密度的好東西阿。

機器人與猿人的演化

直立人是現代人的特徵,在我們的演化過程中,從四支腳變成兩支腳的時候,為求平衡,膝蓋大部分都是彎曲狀態。

這是在上身前後搖動時,直立越高,頭部重量乘上力臂越長,要維持平衡就更難,所以不適者淘汰,跌倒了就成別的動物的午餐。

直立人演化走向增加智慧,並加強平衡能力,與水下功夫漸行漸遠,畢竟水中不能有太好的平衡。

回到平衡上,彎曲的膝蓋可以減少力臂,讓搖擺的影響不至於時常跌倒,從機器人的角度來看,沒有太多智慧,只能從減少力臂下手,其實這可以仿人,增加平衡sensor從搖擺的初期就開始抑制。這又是一篇振動學的理論了

你有這軟Q的關節嗎?

對於關節部分,我們總是希望越輕越好,結構越堅固越好,
什麼是這方面的代表作?
起重機,汽車方面就是好的參考對象,
機構方面累積這麼久了,好的東西差不多也就累積下來,
壞的設計也早就淘汰的差不多了,
靠自計一個人的腦力激盪,也許可以產生創意,
但是想來想去怎們樣都覺得是爛設計,

在機器人髖關節的地方,以及踝關節的地方
至少都需要兩個自由度的設計,
參考一下車子傳動設計吧,
萬向軸是個經典設計,他是十字軸在中間,
X方向一個轉軸,Y方向一個轉軸,
雖然不大符合三角形的分散力量概念,
但是中間用粗粗的軸,可以有團結力量大的支撐方法,

剩下兩個方向的活動環,就會有承受力量方向性的問題,
假設對重力方向,兩個活動環都有最厚的支撐力傳遞方向,
超過90度的時候,變成重力拉著物體,剩下兩個環拉著軸,
環的受力可就大多了...
不過他就是個環, 材料用好一點的到是方便,
不用切銷甚麼的, 只要埋進去骨架裡就行
時間久了,頂多產生形變, 穩定性不變,
加上適應性的演算法及可,人類不就是這樣子演化的嗎?
這是可以考慮的一個方向喔

市面上常見的是通用型的鋁板摺成90度,
要兩個自由度的關節就拿兩片背對背鎖起來,
也算是個十字軸, 只不過這力的傳遞方向變成經過螺絲,
並非材料本身的傳遞,久了,螺絲會鬆,孔會擴張吧,
怎麼辦? 換一片嗎? 這樣不穩定的情況,捉摸不定阿

所以我想的十字軸或許可以處理這種情形吧
就待我實驗結果在放上來說說~

人生就是這個 BUT

標題引用一下九把刀大大的這句話

最近開發機器人下半身都做好了機構部分,正在進行遙控器的部分,
要完成一個東西,必要的是專心, 所以做遙控器的時候,
看著機器人的上半身都還空著,還是零件的狀態,也要不動凡心的...放著,

遙控器要用 H8來做,沒什麼理由,就是手邊很多顆,而且以前用過,
效果還不錯, 16bit的算少見, 好好用也是不錯的...
只不過,這顆太古老了, 除了要用 dos 環境的 kernel compiler,
更重要的是,我還找不到這個 compiler, 所以沒法載入 kernel,
又見到上半身空空的機器人, 越看下班身越不順眼...

現在要講的是下半身的事,
當初為了要降低高度, 讓馬達前後擺放,可以節省高度的延伸,
現在看來,腿長才是好腿阿, 短腿不只看起來沒膝蓋,
也沒美腿...這對宅宅來說很重要阿...

一定要有修長美腿, 才有美好的後續人生,
為了機器人著想, 這個雖然是要去打架的,
但有美腿就贏一半, 輸贏已經不是這麼重要了...

殺到底片才是重點~

回到前提, 遙控器有了新解法,
還不知道有沒有用, 但也是一線署光
希望有用,我才能回到機器人的設計中,
重新考量美腿的意義...現在專心遙控器的完成,才是短期目標~

一片歌手

過去同事曾跟我說, 我在的公司就像演藝圈一樣,
把它比喻成演藝圈我就懂了, 半導體公司就像個藝人,
很多藝人是一片歌手, 或是因為某個應用而讓產品紅了,
從此紅透半邊天,大街小巷都知道你的存在, 例如觸控,
控制Ic紅了, 是哪家做的不一定知道, 但你一定知道觸控的用法,
就像紅歌星的名曲, 是誰唱的也不一定記得...

然後呢? 又是東西文化的差異,
阿豆仔的老牌藝人,越陳越香,越老越有價值,
我們的老牌藝人大部分都變成過氣明星,
始終用那一招半式闖天下, 一個很紅的產品讓公司暫時賺到了很大的收入,
還要避免大頭症,把錢繼續研發更好的產品,或是用在開發智財權上面,
難啦~

很多歌手後來出的專輯不是被說成沒自己的味道(嘗試新路線)
要不就是走下坡(紅起來的產品整組人被挖走,老闆又省錢找研發役接手)
或是公司要擴張,增加了很多衍生部門,公共關係部,產品企劃部,
品保也可以分成出貨抽檢,研發測試...各種階段的測試都可以獨立部門出來,
多了很多工作機會,但也代表了更多人要養家活口,公司賺的不光養好當初那些人,
福利沒有比較好,只有多一些以前沒有的部門,也不知道會不會有幫助,
當然功臣會有些不高興吧...

靠一個紅產品打天下也是一陣潮流,時間會沖淡一切,
沒再創新或是老梗續炒, 還會被說成 梗用完了,
擴充的部門變成負擔,繼續讓這些不見得有幫助的人物,
繼續去尋找下一個再站起來的公司. 靠的不就是美麗的財報數字,
吸引到這些人加入嗎?

產品紅了,公司轉錢了,老闆會用更大的錢,去請大師加入嗎?
不會,因為經理人說「我們要專家學者」,名聲大概是直覺想到的功能,
其他用途呢? 想不出來了,很多專家學者都與現實脫節,要用最好的環境做新產品,
或是某環節在外包商卡住,只會報怨卻不會幫忙,
更多的大師喜歡用嘴 debug, 說的一嘴debug 流程,
真要動手又不敢,是怕砸招牌嗎?還是發現說的和作的怎麼不一樣?
臨時想不到理由吧...想到了在趕快脫身,責任丟給廠商去解決.

更討厭的是每一步都要干涉的大師,懂一點點就拿來大肆發揮,
孰不知書上交的東西有個很重要的前提,那就是「理想環境」才成立,
實際執行的人一定比大師知道狀況,不是每件事情都可以拿書上的基本知識來用,
書上也不只教一招,可是大師只看到或記得一招而已,更別說書上是既有知識,
這世界要的不就是創新嗎? 還在用書上的經驗,那還真是限制了創意的發展阿。

等到解決了再說「我當初就這樣說的吧」,易經64掛本來就全部相通,
黑與白本來就是同一件事情, 所以要把黑說成白也是合理吧,哈

慶祝新建盤

慶祝第一支機器鍵盤入手,來個慶祝文吧
換掉的那把鍵盤要說一下他的故事,
那是個便宜貨,但是好用的人機介面不分貴賤,
測試過很多支,不是彈力不對,要不就是enter不合格,
於是乎照到了合適的對象就取回家,用到現在也算不出幾年,
只知道至少五年以上吧,到現在ˋ還是覺得市面上沒幾個比的上,

現在升級的機械式鍵盤,青軸,當然聲音是第一要素,
沒聲音我會不知道有沒有按到,也不想出更大的力氣按到底,
自己本身專業性就和鍵盤有關,雖然不是作家這類的,
但也會是未來唯一僅存的手工業, 所以要和鍵盤很熟,
找到適合的對象就和取老婆一樣,不會輕易的換掉
(好像離婚的也不少,才符合現代人的style)

反正我都活在過去了,明明作的是最新科技,
人工智慧,但是手機還是黑白的好,鍵盤還是機械的好
車子也是化油器順暢...所以啦,
慶祝升級現代化的機械式鍵盤,先來一篇
日後還有很多機會可以「認真的」寫文章了

ducky 1008L 的enter超重手,一般人按enter都要這麼暴力嗎?
才第一天就開始懷念之前一把, enter反而是最輕的鍵,
這樣速度才快阿...

T100 開發階段-機構篇2

從圖面變成紙張,就這樣而已嗎,當然不是,原本設計就要板金組成,所以先來切割吧。 怎麼切?只能用鋸子手工切啦,本來期望用一百多瓦的高轉手電鑽,結果加上鋸片還是粉弱,馬達又燙,不想這麼早玩壞... 到底什麼東西這麼利害呢?答案是2mm阿魯米,等我切完之後還有手工折床等著看。 工具準備好了,「油壓」(脂肪)準備好了嗎?

T100 開發階段-機構篇1

世上二足機器人這麼多
大家都朝人型的在做, 電玩的世界除了人以外
還有逆關節的機器人喔...

雖然有時候他們大多是配角,
但是沒有配角,哪能突顯主角的厲害
主角在怎麼都是華麗的樣子,
反而我喜歡配角的逆關節設計,
robocup 第一集的反派角色, ED209就成了我的目標
逆關節或許有天生物理上的缺陷,
但是我會找到方法的...
不然做個程式,讓電腦AI也幫忙來想一下好了

不管如何, 設計了一個逆關節的下半身,
萬一...就是那個萬一
真的不好用,在反過來還是可以當一個正常人的
我有給他一個機會, 上帝造人的時候一定也想到這點
人可以學狗跪,學鶴站...然後創造出了五形拳...扯遠了...

總之,這一切的一切就是不顧一切的開始了...