EV3 Tutorial（11）Lego Digital Designer 使用技巧 << 前情

以前沒有學過機械，組裝 EV3 積木時，遇到需要機械作動的部份，進度就非常地慢，多半是一邊做、一邊瞭解動作、一邊修正，這次的繪圖機械手臂，就是這樣做了很久 … XD

之所以稱為土炮的繪圖機械手臂，是因為在做的過程中，有些朋友說很懷念，他們以前在學校時也寫過機械手臂的程式，我不知道學校會怎麼搞這東西，一切都是自己想出來的，應該是許多地方很陽春，那就叫它土炮繪圖機械手臂吧！

積木組裝

你可以在下載 DrawBot.lxf，或者是在 線上觀看組裝步驟。

關於這次的積木組裝，有幾個要注意的地方，由於積木為了讓使用者組裝方便，它會有一定的鬆緊度與彈性，而這樣的鬆緊度與彈性，對於需要精細控制的作動不利，因此，有些上頭的積木看似無用，實際上是為了減少鬆緊度與彈性，比方說 …

兩個箭頭處指向的積木，一方面是為了加強手臂的固定，一方面是了增加轉動時的力矩，如果拆了這兩根，那麼手臂的搖晃度會變大，而且會變成只靠大齒輪軸心在帶動手臂，繪圖時的誤差會變得更大 …

其實一開始想做這個手臂，已經有精細度控制有極限的心理準備了，我基本上是想驗證自己的想法對不對，並看看能做到多細的控制，理論上，可以在一些地方做更多固定手臂的組裝，減少鬆緊度與彈性。

手臂前端可以用一般的原子筆心剪短塞進去，靠齒輪的作用，讓筆昇降 …

接下來要看看怎麼寫程式了，這大致可以分為兩個部份，馬達的基礎作動，以及下筆處的座標定位 …

馬達的基礎作動積木

既然剛剛看到了筆昇降的組裝照片，那麼就來看看如何讓筆上昇碰觸頂點，或下降碰觸底部時自動停止，嗯？組裝圖中你沒有看到觸碰感應器啊！？這是怎麼做到的？

之前的文件中看過，EV3 馬達內建馬達感應器，除了量測馬達轉動角度與圈數之外，還可以量得馬達目前的功率，對於一個轉動中的馬達，如果你試著阻止它轉動，那麼會造成它的功率下降，因此，就可以寫出以下的 PenMotor 程式：

圖中可以看到等待方塊，當筆上昇碰觸頂點，或下降碰觸底部時，就會有受阻的情況，而使得功率減少，等待方塊的條件成功就會停止等待，而後停止馬達，這樣就好像裝了一個隱形的觸碰感應器呢！以下是實際作動的影片示範：

運用同樣的道理，我們可以控制 A、B 兩個馬達，讓它們各逆時針轉動至無法轉動後停止，我將這個動作稱為 Park，這是為了接下來進一步定位做準備，可以看到，停靠開始時，先將筆上昇：

因為繪圖時，手臂移動至指定的座標點，需要兩個馬達的配合，而我希望，兩個馬達轉動必須同時開始與結束，這樣可以讓繪出來圖比較平順一些（像是個圓弧），之後會看到，如果要繪直線，那麼會一小段一小段距離畫，只要距離夠小，看起來就會像直線，因此，對於 A、B 馬達，我設計根據兩個指定馬達轉動的角度，來分配獲得的功率，這就是 MotorA 與 MotorB 方塊的作用：

記得，依目前積木組裝方式，從上往上看繪圖機時，MotorB 中的馬達指定角度為負時，手臂才會是順時針轉動：

每次要轉動手臂時，必須同時指定角度，這使用 MoterAB 方塊來完成：

注意！以上都還是指定馬達轉動角度，而不是指定兩個手臂內角要轉動幾度，兩個內角的量測是指以下：

留意實際上手臂轉動是以大齒輪軸心為原點，而不是小齒輪，馬達帶動小齒輪，而小齒輪帶動大齒輪，大齒輪有 40 齒，小齒輪有 8 齒，也就是小齒輪轉 5 度，大齒輪轉 1 度，因此，當指定手臂內角時，必須據此轉換為馬達轉動角度，而這使用 ArmAB 實現：

這麼一來，之後就可以透過 ArmAB 直接指定兩手臂內角，而不用管馬達了，這才方便接下來我們專心算數學，根據座標求角度 … 這就等下一篇再來說明了 … XD

後續 >> EV3 Tutorial（13）土炮的繪圖機械手臂（下）