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Page 1

EXPERIMENTS 創 新 科 技 系 列

# 7411

8+ 204 6 年齡

數量

模型


› › › 目錄& 安全資訊 目錄 & 安全資訊 ................................................................................. 1 實驗包內的零件 ................................................................................ 2 組裝技巧及準備事項 ......................................................................... 3 機械手臂的使用 ................................................................................ 4

甚麼是機械手臂 ?.............................................................................. 5 360 度機械爪 .................................................................................... 6 連接及關節 ...................................................................................... 11 長筒型機械夾臂 .............................................................................. 12 力量及力距 ..................................................................................... 17 夾娃娃機 .......................................................................................... 18 氣壓 ................................................................................................... 25 模擬義肢手臂爪 ............................................................................... 26 機械骨骼 ........................................................................................... 30 機械骨骼手部 ................................................................................... 31 機械骨骼腳部 ................................................................................... 35 發行者資訊 ....................................................................................... 38

安全資訊 警告!本產品不適用三歲以下的幼童。 窒息的危險小零件可能被誤吞或吸入。 窒息的危險長的細管可能纏繞住脖子。

打開左邊 的洞口 液壓缸的把手 往上移動

AIR

請將實驗材料及組裝好的模型妥善收藏,不要讓幼小兒童 拿取得到。

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開關推向右側

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R

AI

R

AI

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IR

A

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保留包裝及說明手冊,裡面有重要的產品資訊。

AIR AIR AIR R

AI

AIR AIR AIR AIR

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親愛的家長及大人們 :

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在開始實驗前,請共同和您的孩子一起來詳讀和討論的模型 安全組裝須知。檢查並確保該模型的正確組裝,並協同孩子 來組裝模型。 我們希望您和您的孩子將會在實驗過程中獲得豐富地樂趣!

小提示!

發現一個紅色 以上的組裝說明,你會 的橫條標示: 的難易程度。 >>> 這表示組裝該模型

簡單

1

中等

困難


實驗包內的零件 1

2

3

15

4

16

17

25

35

45

6

5

47

9

19

27

37

46

8

18

26

36

7

20

28

38

10

29

39

21

30

22

31

40

23

32

41

13

14

24

33

34

42

43

44

48 49

50 51

55

12

11

56

52

53

54

57

您還需要: 剪刀, 直尺或是卷尺

清單 : 找零件 - 檢查 - 核對 號碼 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

描述 B-短結合鍵 C-長結合鍵 C-軸扣鍵 C-凸輪連結鍵 C-軸固定鍵 C-長紙卡固定鍵 C-活動圓管蓋 C-2凸單孔轉向結合器 C-液壓缸L(把手) C-4凸2孔十字框 C-3孔長條側有孔 C-3孔長條 C-5孔長條側有孔 C-5孔長條 C-3孔1/4弧長條 C-3孔超長條 C-5孔超長條 C-5孔超長條底無孔 C-3孔圓角長條 C-7孔圓角長條 C-7孔圓角扁長條 C-5孔L型長條 C-9孔長條 C-9孔長條側有孔 C-11孔長條 C-15孔超長條 C-145度齒輪曲軸-A C-145度齒輪曲軸-B C-6孔爪形長條

數量

品號

25 26 13 2 7 16 3 5 1 1 4 1 1 4 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 3 5 2 2 4

73 4 4 -W 10 - C2S

30

70 61-W 10 - C1D

31

11 5 6 - W 1 0 - A1 D

32

70 2 6 - W 1 0 - J 3 S

33

3 6 2 0 - W 1 0 - A1 D

34

7061-W10-W2TR

35

74 0 9 -W 1 0 - F2 D

36

74 3 0 - W 1 0 - B 1 D

37

74 1 1 - W 1 0 - D 3 D

38

74 0 6 - W 1 0 - B 1 D

39

7 0 2 6 - W 1 0 -X 1 D

40

7026 -W 10 - Q2D

41

741 3 - W 1 0 - K 3 D

42

741 3 - W 1 0 - K 2 D

43

70 61-W 10 -V 1D

44

70 61-W 10 - R1D

45

7026 -W 10 - S 3 D

46

7026 -W 10 - S2D

47

74 0 4 - W 1 0 - C 1 D

48

74 0 4 -W 10 - C2D

49

7404 -W 10 - C3 D

50

74 0 6 -W 10 - B2D

51

74 07- W 1 0 - C 1 D

52

74 07-W 10 - C2D

53

74 1 3 - W 1 0 - P 1 D

54

74 1 3 - W 1 0 - H 1 D

55

74 1 1 - W 1 0 - C 1 D

56

74 1 1 - W 1 0 - C 2 D

57

74 1 1 - W 1 0 - G 1 D

號碼

描述 C-120度三向結合器 C-120度側蓋 C-5×5孔正方框 C-5X5孔渼正方框 C-5X10孔渼長方框 C-27mm馬達短軸 C-35mmⅡ軸 C-70mmⅡ軸 C-100mmⅡ軸 C-150mm I 軸 C-10T鍊輪 C-20T齒輪 C-40T齒輪 C-80T齒輪 C-渦桿 C-空氣壓縮瓶O形環 C-鎖管螺母S C-OD40mm吸盤 C-曲軸 C-20mm圓管 C-寶特瓶結合器 C-寶特瓶 C-1200mm細水管包 P-造型塑膠片 C -雙向止水閥 C-打氣筒座 C-液壓缸L(塑膠桿) B-扳手

數量 2 3 1 2 12 3 1 2 4 2 1 2 2 1 3 1 1 3 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1

品號 74 1 1 - W 1 0 - B 1 S 741 1 - W 1 0 - A1 S 7026 -W 10 -T2D 74 1 1 - W 1 0 - F 1 R 74 1 1 - W 1 0 - E 1 R 70 2 6 - W 1 0 - L1 D 7413 - W 1 0 - O 1 D 70 6 1 -W 1 0 - Q 1 D 7413 - W 1 0 - L 2 D 7026 -W 10 - P 1D 3569-W10-D2D 7026 -W10 - D2R 73 4 6 -W 10 - C 1S 7328-W10 - G2R 73 4 4 -W 10 - A1D R 1 2 -

0 5

1156 -W 10 - J1D R 1 2 - 2 5 7063-W10-B1S1 7400-W10- G2D 7389 -W10 -B2D 7 3 8 9 - W 1 1 - A1 B 1 1 5 5 - W 8 5 -1 2 0 K 4 1 # 7 4 1 1 1155-W85-I4DN 7389 -W85 -A1D 7411-W85 -A 70 6 1 - W 1 0 - B 1 Y

2


› › › 組裝技巧及準備事項 1

2

3

製作實驗的材料 你利用這些材料測試你 的機械手臂,試著將這 些材料放置在每個機械 手臂上。 4

5

8

6

9

1

2

3

6

剪下細水管的長度 你需要先剪下 120 公分長度的細水管,在 每個模型的組裝手冊中都有標示出特定的 尺寸。你也可以在管子上註明長度,讓你 易於辨識。

45 公分 × 2

3

7

4

5

7

操作打氣筒座的技巧 操作模型時,你需要先在寶特瓶中打氣,先將開關閥轉到中 間位置,把空氣打進寶特瓶裡,要打氣 30 - 40 下,在操作 模型時,把開關轉到一側或另一側。有些模型先將打氣筒座 及寶特瓶拆下來,然後再把它們重新組裝回去,會讓模型更 容易操作些。打氣 30 下可以讓模型操作 10 至 15 次,打氣

30 公分 × 1

筒座內的碳棒至少可承受 4 公斤 (8.8 磅 ) 的彎力 (bending force)。


› › › 機 械手臂的使 用 使用氣壓系統的規則說明 在一步一步地按照說明書指示組裝模型之後 ( 從第 6 頁開始 ),請依循這些規則來操作模型中的 氣壓系統,每個模型都有些微的差異。這些在每個模型中個別的差異說明會放在說明書中模型 組裝步驟的最後面,可以參考 25 頁有一個如何使用氣壓系統的範例。

1

將開關閥調到正中間的位置。

3

依據模型的需求,你會需要把開關閥往 前推或往後壓下,來操控機械手臂。

5

再示範另一種情況,你需要把開關閥往 前推或往後按下,來操控機械手臂的運 作。

2

打氣 30 下,將寶特瓶中填滿空氣。

4

例如 : 當你把開關閥按下時,爪子就會 合起來。

6

例如 : 當你把開關閥往前推開時,爪子 就會打開來。

4


知識補給站

甚麼是機 械手臂? 機械手臂是一種機械,它的外觀及功能多少都類似人類的手臂,但 是機械手臂有更大的力氣、精確度、及速度、或是能夠執行一些對 人類而言有危險性的工作,機械手臂是一種最常被使用在生產上的 機器人。 機械手臂融合了機械、電子、及電腦系統;在這件實驗包中著重在 機械手臂上機械的設計,也就是著重在機械工程專業的部分。機械 應用了物理原理及實驗的知識來建構出這些複雜的系統,實驗的知 識則是簡單的資訊,來自於你觀察實驗的結果以及你觀察在周遭環 境中所發生的現象。機械工程則注重在設計、建構及機械的操作。

確認需求 及 限制

甚麼是設計

們正在做的 工程師通常用 " 設計 " 一詞來描述他 是指從一個 事情,設計是一連續性的步驟,經常 是其中的過 想法概念的形成,以及到產出成品或 即實驗步驟 程。工程設計的過程是可重複的,亦 時候可以做 是可以反覆操作數次並且在每次實驗 結果出現。 些修改,直到完成正確或是可接受的

5

改善 設計

工程設計 的流程

測試及 評估原型

發展可能 的 解決方式

建構出 原型


360 度機械爪

模型

實驗包內的零件 1

2

3

5

x25 x26 x13 x7

6

7

8

9

10

x8

x3

x4

x1

x1

19

20

21

24

x2

x2

x2

x2

33

34

x2

x12

11

26

x2

x4

38

x2

x1

40

x1

14

x1

x1

25

37

13

x3 27

43

x1

51

52

18

x2

x2

x2

29

x4

x2

x1

47

49

x1

x1

x3

x4

56

A 重複步驟 1 及 2 四次。

57

5

x1

x1

x1

×4

x1

46

x1 x1

×4

2

45

53

x1

1

32

55

x1

360 度機械爪

x1

54 50

16

28

x2 42

15

1

3

3 4

B

7

6

8

C

9

3

10 3

6


3 6 0 度 機 械 爪 模型 1 11

A

3

A

13

12

A

A

3

14

15 17

D

16

E 19

18

20

F 21

22 23 24

E

7


360 度機械爪

模型

25

1

360 度機械爪

26

F

G

H I

27

28

29

30

m

m 70

m

m 70

3

32

31

I 34

33

3

J 8


3 6 0 度 機 械 爪 模型 1 35

36

37

38

39

100mm

40

K

43

41

42

9


360 度機械爪 44

模型 1

2

3

1

360 度機械爪 如何操作 ?

Model-1

1

300 mm 細水管

連接上

將開關閥調到中間的 位置。

2

45 打氣 30 下。

450 mm 細水管

3

連接上

當你把開關閥往後 壓,夾子就會關上。

4

46 450 mm 細水管

連接上

5

旋轉把手來移動爪子。

6

模 型 1

47

你能移動它嗎? 大 顯身手 放置一個圓筒狀的物體在 360 度機械爪前面, 利用機械手臂從這一邊到另一邊移動這個圓筒,

完成 當 你 把 開 關 閥 往 前 推 開, 爪子就會打開來。

7

用兩個不同的路徑,試試看多遠的距離是這個 360 度機械爪所到達不了的地方 ?

10


知識補給站

連接及關節 在工程上,通常需要為結構或系統創做出簡化的模 型,以便能夠更了解它們的物理特徵或是行為。製 做一個簡化的機械手臂,可以更了解它在機械上是 如何經由連接或是關節來運作。連接是機械手臂堅 硬的結構部分,在這個實驗包中,這些包括骨架以 及桿子的部分。關節是可以移動的部分,在這件實 驗包中,像是:軸扣鍵、軸固定鍵、齒輪、液壓缸 等皆是。關節讓連接可以用旋轉或是移轉 ( 指的是 從這一點到另一點 ) 的方式來活動。

稱為運動鍵 把連接及關節結合在一起被 ” (kinematic) (kinematic chain),” 運動 。在一個機 一詞指的是 : 物體如何移動 它與其它連 械手臂,它的運動鍵受限於 軸是由 接的連接點 --- 就像是你的手 了解一個機 你的肩膀所控制一樣。為了 你可以觀看 械手臂是如何整體的移動, 運作就可以 在運動鍵上每個組成是如何 瞭解了。

,被稱之為 通常在機械手臂的末端 ector),它與機械 ”末端感應器” ( end eff 環 來設計。它被設計來與 手臂其他的部分是分開 特 人類的手部,為執行些 境中的物體互動,像是 等等。 夾取、旋轉、拿取材料 定的任務,像是焊接、

在空間中的運動

不像人類的手臂,機械手臂可以在空間中用不同 的方式更靈活的移動。機械手臂的運動可以被稱 之為 ”自由度” ( degrees of freedom),一個物 體在空間裡的位置及方向可以有 x、y 及 z 三個 運動向度,及三個以這些軸為中心環繞而旋轉的 向度;對一個單獨的物體在空間裡最多會有六個 自由度。

一個機械手臂的每個關節各 有特定的自由度,不會超過

六個以上。例如,不是所有 旋轉式機械手臂的關節都能 旋轉 360 度。

11

在機械手臂末端所及的位置

工作領域 (workspace),機

及空間被定義為

械手臂是無法超越他的工 作領域去做撿取的動作!而 工作領域的範圍則取決於 自由度的大小,關節的限制 ,連結的長度,及物體的 角度,決定機械手臂可以撿 取到物品於否。


長 筒型機 械夾臂 ROBOTIC GRABBER

模型

2 長筒型機械夾臂

實驗包內的零件 1

2

x23 x26

3

6

9

10

x9

x8

x1

x1

20

21

23

x2

x2

x2

34

x12

45

46

x1

x1

11

14

x4

x1

25

26

x3

x2

49

50

51

x4

x1

15

16

18

x2

x2

x2

27

x2

1

29

28

x4

x2

52

53

x1

x1

2

3

x1

3

54 56

57

3

55

x1 x1

x1

x1

3

4

5

7 6

8

9

12


長 筒 型 機 械 夾 臂 模型 2 10

10

11

×4

11

12 3

13

3

3

15

14

3 3

13


長筒型機械夾臂

16

ROBOTIC GRABBER

模型

2 長筒型機械夾臂 17

×2

18

19

21

22

20

14


長 筒 型 機 械 夾 臂 模型 2 24

23

26 25

27

28 把細水管穿過手臂的中間。

連接上

300 mm 細水管 1

15

2

3


長筒型機械夾臂

模型

2 長筒型機械夾臂

29 把細水管穿過手臂的中間。

連接上

30

450 mm 細水管

把細水管穿過手臂的中間。

連接上

450 mm 細水管

完成 Model-2

模 型 2

拿起一 個瓶子

如何操作 ? 1

2

3

大顯身手 伸長你的手臂,利用長筒型機械夾臂, 試著去拿起一個裝水的水瓶。再試著 用長筒型機械夾臂拿起一個裝水的水 瓶並儘量的靠近你的身體。哪一種方 式比較容易呢 ?

將開關閥調到中間的 位置。 4

Done!

打氣 30 下。

5

當你把開關閥往前推 開,夾子就會打開。 6

當你把開關閥往後 壓,夾子就會關上。

16


知識補給站

力量及力距 瞭解力量及力距是如何影響一個機械 手臂,是在設計它時的一個關鍵點, 因為在這些計算上的一個小錯誤都可 能導致機械手臂失靈。

加速度 為了要瞭解力量,你必

須先了解加速度。

加速度是物體改變時需

量方式,例如 : 一輛汽

要多少速度的測

車是速度加快, 減慢速度或是改變方向 。

力距

動,但也要看力量是施 力量讓一個物體可以移 。 也能夠使一個物體旋轉 力在物體的哪裡,力量 會 量 力 末端,你施加的 例如,你施力在板手的 個物體上面的力量多寡 讓扳手轉動。施加在一 的力距來決定。而力距 才能讓它旋轉,是由它 轉軸之間的距離,以及 則決定於施力的點與旋 ,可以把它列成下列的 這個力量有多大。因此 公式 : 力距 = 力量 × 距離 是在軸上面施力點的距 你可以藉由增加力量或 在實驗 2 裡伸長手臂使 離來增強力距。你可以 驗這個原理。 用長筒型機械夾臂來體

力量

一種推力或是拉 力量能簡單的被視為是 量乘以它的加速 力,力量等於物體的質 式如下 : 度。這可簡化成一個公 力量 = 質量 × 加速度 或是關節都有重 在機械手臂的每個連結 量。一個機械手 量,這是向下地球的力 本身的重量, 臂不僅是能夠要支撐它 重量,一個機 也要包含它能夠載重的 稱為承載能力 器人能夠乘載的力量就 (Carrying capacity)

手臂鬆垂 當機械手臂太長

的現象,導致它

或是太重就會有

手臂鬆垂 。這讓人

在伸長會有彎曲

不能接受,你會 希望你的機械手 臂是堅固 及儘可能輕巧的 ,其實只要在組 裝比較重 的部分時盡可能 地接近機械手臂 的底部, 這個問題是可以 被解決的。

17


夾娃娃機 ROBOTIC CLAW

模型

實驗包內的零件 1

2

3

4

5

x23 x26 x11 x2 x4

6

x16

18

19

20

21

x2

x2

x2

x2

28

x2

29

30

x3

x2

8

x3

x5

53

52

11

x1

x1

12

x4

24

x2

x2 33

x1

x2

14

x1

x1

23

32

13

x4

25

16

17

x2

x2

26

44

54

x3

45

46

47

35

x1

x1

x3

x2 56

x2 38

x4

x12 48

27

x5

x3 34

x3

x2 x2

10

22

x3

42

39

1

7

31

3 夾娃娃機

49

50

x3

x1

51

2

x1

57

55

x1

x1

3

x1 x1

x1

x1

A

4

5

6

7

8

B

9

18


夾 娃 娃 機 模型 3

C

12

10

D

11

13

E

F 洞口B

G

14

15

H

16

G

H I

19

17


夾娃娃機 18

模型 19

21

3 夾娃娃機

20

22

J

23

24

J ×3

25

27

26 3

把弧度大的那面朝外。 3

100mm

29 將渦桿往上 面靠近。

28

如何解除液壓缸把手 :

27m

m B 1. 將把手推進液壓缸內。

將爪子的 尖端朝向 中線對齊。

2. 利用扳手將液壓缸把手的 頸口轉開。

B 3. 利用板手輕輕的將液壓缸 的把手撬開。

4. 將液壓缸的把手從液壓缸 取下。

20


夾 娃 娃 機 模型 3 30

31

32

27m

m

m

27m

將爪子的尖端 朝 向 中 線 對 齊。

將爪子的尖端 朝 向 中 線 對 齊。

小提示! 旋轉軸以便 調整爪子的 上下。

33

K

A B

34

C

D 35

mm

0 15 21


夾娃娃機

模型

3 夾娃娃機

底部圖

36

37

mm

100

E

15

0m

m

38

39

側面圖

I

3

F

3

m 100m

41 3

40 3 3

22


夾 娃 娃 機 模型 3

3

42

43

m

100m

3

44 45

J

47

46

K

23


夾娃娃機

模型

48

3 夾娃娃機

49 連接上

1

2

3

50

300 mm 細水管

51 450 mm 細水管

連接上

450 mm 細水管

連接上

完成

Model-3

模 型 3

氣壓的力量

如何操作 ? 1

2

3

4

大 顯身手 不需要像平常在寶特瓶裡打氣 30 下,這 裡只需要 15 下即可,然後試著去夾起其 中的一個圓筒。分別以打氣 30 下及 40

將開關閥調到 中間的位置。 5

打氣 30 下。 6

上面的把手控制 上面的連接。 7

8

下重複做這 個實驗,比 較看看每次 這個夾娃娃 機的速度及

下面的把手控制 下面的連接。 9

當你將開關閥往上 推,夾子就會打開。 10

力量有沒有 差別。 當你將開關閥往下 壓,夾子就會合起來。

24


知識補給站

氣壓 在一個機械中,負責移動或是控制一個機械 裝置 的稱為促動器 (actuators)。在這機械手 臂的產品中利用機械的部分 ( 齒輪及軸 ) 來移 動機械手臂及利用液壓缸來打開或是夾住夾 子。細水管、液壓缸、打氣筒、及寶特瓶組 合在一起,就稱之為氣壓系統。

AIR AIR

將開關移至中間的 位置 ( 關閉 )

空氣是一種氣體,包含許多的小分子不斷地朝著 各種方向移動。當這些小分子撞擊到一個物體時, 它們又會再彈回去。氣壓就是測量這些氣體的分 子在這個範圍裡的撞擊有多堅硬及頻率大小。在 物理上,氣壓是一種在一個區塊的力量,它的單 位名稱為每平方英吋磅力 (psi),帕斯卡 (Pascal, 壓力的單位 ),或巴 (Bar)。

打氣

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R

AI

AI

R

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IR

A AIR

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把氣體從空氣裡打進 當你使用打氣筒打氣時,你 瓶裡已經有更多空氣分 寶特瓶裡。因為現在的寶特 裡的壓力增加。 子充塞在裡面,導致寶特瓶 放 會讓氣體的氣壓從寶特瓶釋 2 當開關打開時,就 進入寶特瓶裡。寶特瓶 出來;加壓的氣體經由細管 缸的把手朝上。 裡的壓力增加,就會讓液壓 釋 位置時,氣體會從寶特瓶中 3 當開關推到第三個 。 放出來,液壓缸的把手往下 1

AIR

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打開左邊 的洞口

2

高氣壓

甚麼是氣壓

在寶特瓶中 儲存氣體

1

低氣壓

液壓缸的把手 往上移動

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R

AI

開關推向右側

AI

R

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IR

A

AIR

AIR AIR AIR AIR AIR AIR AIR AIR

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打開右邊的 洞口

3

AI

液壓缸的把 手往下移動

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R AIR

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R

AI

開關推向左側

AI

R

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IR

A

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25

因為那通常比氣壓系統更便宜,在行動 上也更快速及更精準。然而,氣壓的促 動器更有力及在應用上有它的優點,電

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AIR

大部分的機械手臂是使用電動的馬達,

AIR

子的火星塞有可能會起火。


模擬義肢手臂爪

模型

實驗包內的零件 1

2

3

x20 x15 x1

4

5

x2 x2

25

26

x3

x2

34

1

6

9

14

17

21

24

x4

x1

x4

x1

x2

x2

27

28

x2

36

38

x1

x3

29

x4

x2 42

x1

x9

4 模擬義肢手臂爪

45

46

x1

x1

32

33

x1

x2

49

50

x4

x1

2

51

x1

54 52

53

57

56 55

x1 x1

x1

x1

x1

x1

4 3

6

7 5

8

9

26


模 擬 義 肢 手 臂 爪 模型 4 10

11

12

13 14

15

16

17 18 19

mm

100

10

0m

20

m

22 21

27

×4 3

A

B

mm

洞口B

B

C

35

洞口B


模擬義肢手臂爪 23

模型

4 模擬義肢手臂爪

24

10

0m

m

25

將五孔長條調整成像黃色框內的角度。

26

當液壓缸完全被 拉 開 時, 兩 個 夾 子就該合起來。

27

1

2

3

連接液壓缸到 5 孔長條。

連接上

300 mm 細水管

28


模 擬 義 肢 手 臂 爪 模型 4 28

連接上

450 mm 細水管

29

連接上

450 mm 細水管

完成 Model-6

模 型 4

派上用場

如何操作 ? 1

2

3

大 顯身手 如果你穿一件尺寸較大的毛衣或是長袖 的外衣,你可以將機器手臂放進你的袖 子裡面,所以,你會只有一隻手臂在袖 子的外面。在袖子的裡面操作開關,試

將開關閥調到中間 的位置。

4

打氣 30 下。

5

著去夾取各種的物品,你能夾住那些東 西又有哪些東西夾不起來呢? 當你把開關閥往後 壓,夾子就會關上。

29

上面的把手控制 上面的連接。

6


知識補給站

機械骨骼 你已經學習到的機械手臂也能夠應用到機械骨骼上, 機械骨骼是可穿戴行動式的機械,使用來增加肢體的 力量及耐力。 機械骨骼能夠使用在醫學領域上用來增進人們的生活 品質或是讓工作可以更便利及更安全。它們也可應用 在工業上或商業上 --- 任何需要力氣完成的工作都可 以更省力。但是,目前確實可派得上用場的機械骨骼 仍存在著許多的挑戰有待克服。

促進器 正如組成機械骨骼所需的材

機 械 骨 骼 腳 能 夠幫你舉起 更重的物品。

材料 組成機械骨骼的材料需要在 力量、重量,及成本之間做 一個衡量,這些材料必須要 夠堅固足以承擔重量不至於 會掉落或是很容易就碎裂, 也必須要輕巧能減少機械 骨骼在移動時的重量。無論 如何,使用質量輕及堅硬的 材料,像是 : 鈦金屬或是碳 纖維,可能成本較昂貴也需 要更複雜的結構以及製造方 式。

料一樣,促進器也必須質量 輕及強勁有力,並且能夠靈 敏的控制行動。你已經在機 械手臂中看到並不是那麼容 易在機械手臂夾爪閉合時就 能抓取住物品。克服這個問

機械骨骼幫 助這個女孩 移動她的腿 部。

題的方法之一就是使用氣壓 式的人工義肢,氣壓式的人 工義肢可以在氣囊中打入空 氣,讓義肢可以壓縮變短, 或是讓義肢可以放鬆變長, 模擬出像真正肌肉的動作。 一個 男 孩 正 在 使用 機 器 人 的 裝置 來 做 走 路 治療 。

電力 另外一個挑戰是目前足夠提供外骨骼支撐超過數小時的能源設施還很少。非可充電式的電池可以提供 更長的使用時間,但會有運輸,儲存,及替換的問題。另一方面,可充電式電池也需要有一套可充電 的系統。大多數現階段的外骨骼原型都附帶有一個單獨的電力系統,能夠在有限的範圍內提供電源, 像是家裡或是工廠。然而,如果這個外骨骼超出這個供電的範圍,就會無法正常的運作了。

30


機械骨骼手部

機 械 骨 骼 手 部 模型 5 實驗包內的零件 1

2

3

x18 x24 x1

4

5

6

7

8

9

10

x2

x1

x10

x3

x5

x1

x1

20

23

x1

x2

34

1

25

26

x3

x4

37

38

39

x1

x1

x1

11

x4

27

17

18

x3

x2

x2

28

x2

29

x2

x2

42

x2

x10

14

32

33

x1

x2

45

46

47

49

50

x1

x1

x3

x2

x1

2

54 51

52

56

53

57

55

x1

x1 x1

x1

x1

x1

x1

4

3

5

6

7

8

31


機械骨骼手部

模型

9

5 機械骨骼手部

10

11

10

0m

m

14 12 13 15

16

18 17

150mm

3

32


機 械 骨 骼 手 部 模型 5 19

連接上

450 mm 細水管

1

2

3

20

21

連接上

300 mm 細水管

450 mm 細水管

連接上

24

22

23

×2

B A

C B

33

洞口B

×2


機械骨骼手部

模型

26

25

5 機械骨骼手部

27

×2 28 29

30

70

mm

31

32 將軸穿過齒輪的 中間及長方框的 洞口。

完成 如何操作: 1.把開關閥調整到中間的位置。 2.打氣30下。 3.當你把開關轉到左邊或是右邊,手臂就會移動。

34


機械骨骼腳部

機 械 骨 骼 腳 部 模型 6 實驗包內的零件 1

2

x8 x20 24

x1

1

3

4

5

6

7

8

9

x5

x2

x2

x10

x1

x5

x1

25

26

x2

x4

37

38

x1

x2

41

x2

11

x2

27

x2

x4

28

x2 42

14

20

23

x1

x1

33

x1

34

x1

x7 51

45

46

47

50

x1

x1

x3

x1

2

x1

54 52

53

56

57

55

x1 x1

x1

4

x1

x1

x1

3 5

6

9

8 7

35


模型 10

10

11

6 機械骨骼腳部

12

0m

m

3

10

0m

m

70

mm

13

15

14

×2

洞口B

洞口B

16

17

×2

18

3

3

36


機 械 骨 骼 腳 部 模型 6

20

19

450 mm 細水管

21

1

2

3

連接上

22

23

300 mm 細水管 450 mm 細水管 連接上

24

連接上

如何操作: 1.把開關閥調整到中間的位置。

完成

2.打氣30下。

37

3.當你把開關轉到左邊或是右邊,手臂就會移動。


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