廢材四足機器人（一）修修補補成廢材 << 前情

四足機器人的電路連接不難，只是小心別接錯就是了，而且要注意的是，要靠控制板上的 5V 接腳輸出之電流，就想驅動 12 顆馬達是不夠的，基本上保守的作法是，用一個電源接到 USB 或電源輸入插座，以提供控制板電流，而另一個電源供應馬達電流。

不過，我只使用一個電源，這個電源既供應控制板電流，也供應馬達所需的電流（馬達不是接到控制板上的 5V 接腳），這樣可以很快地耗用掉兩顆 3.7V 14500 可充電鋰電池的電力，持續運轉差不多半個多小時就可以用光光吧！… XD

電路連接方式

想要只使用一個電源來同時供應控制板與馬達所需的電力，就結論而言，就是將 12 顆馬達的 VCC 連接在一起，12 顆馬達的 GND 也連接在一起；接著電池盒的正極與馬達 VCC 端以及控制板的 Vin 連接在一起；而負極與馬達的 GND 以及控制板的 GND 腳位連接在一起。

在連接方面，我使用了附有小型麵包板的原型擴充板，因此，以下線路圖也使用麵包板示範：

剩下的馬達訊號線，就依〈廢材四足機器人（一）修修補補成廢材〉中列出馬達編號的圖中，依編號做對應的腳位連接：

其實組好之後，我就先做了個讓機器人上上下下的小測試，看看運作是否正常，一方面看看木頭撐不撐得住，然後，針對一些脆弱的地方，繼續修補 … XD

程式設計的方面，之後再來談，現在要先探討一下足態設計！也就是如何維持機器人的靜態平衡，以及行進的方式！

抬腿的靜態平衡 V2

其實我一開始是想做成六足，後來想偷懶少切割些木頭，就做成四足了，不過，後來才想到不對，這樣反而無法偷懶，因為四足的靜態平衡比六足難，這 … 頭都洗下去了 … 只好認真地思考一下足態怎麼設計了 … 一開始轉彎是設計成這樣 …

觀看影片的話，乍看還蠻像一回事的，不過，仔細看，它其實腳並沒有抬起來，打開電腦喇叭的話，你就可以聽到腳拖行在地面上發出的聲音，以下這個也是 …

前進或後退時，腳沒有真正抬起來，根本就是在滑行，如果只能在地面上滑行，那就只能在摩擦力小的地面行動，而且其實也不需要讓每一隻各有三個自由度了，這個算是失敗的版本，姑且就稱為 V1 吧！

其實，我有試著讓腳抬起來，不過一直沒成功，一直都是在地面上拖行，就這麼又放上了好幾天 … 才想到可以增加腳底的接觸寬度，接下來要談的，就暫時稱為 V2 …

仔細看上頭的影片，腳底只有一隻竹筷，而〈廢材四足機器人（一）修修補補成廢材〉中，我談到要在腳底各黏貼了四小段竹筷，這是後來為了增加靜態平衡能力才加上去的 …

對於足型機器人，想維持靜態平衡最簡單的方式，就是三腳著地時三個落地點呈三角型，然後一腳抬起，其實想要以兩腳維持平衡也不是不行，不過容易倒，看過有人在腳底直接加個大圓盤，這省事多了，不過我不喜歡，感覺有點醜（是說現在修補成這樣也稱不上帥了） …

還沒將腳底擴充為四個竹筷前，其實我也試著以三腳著地的方式來抬腿，像是 …

看起來好像是成功了，不過，其實也很不穩，一不小心就容易腳滑傾向錯誤的一邊，後來才想到，將腳底擴充為四個竹筷，幸好機器人本身重心算低，只要將腳底擴充為四個竹筷，靜態平衡就比較容易做，不用加個大圓盤，看來也還算帥…XD

從前面抬腿的影片中也可以看到，要先將想抬起的腿對角線另一邊降低，讓重心轉移，這樣會讓抬腿更容易一些，不轉移重心的話，雖然也可以抬腿，不過稍有震動，重心一偏向抬起的腿那邊，就會倒下去。

轉彎與前進足態設計 V2

轉彎很容易設計，讓馬達 1-1、2-1、3-1、4-1 都逆時針轉，四足機器人就會順時針轉，但此時腳還留在原也，因此，此時逐一抬腿，讓四隻腳再度成為對角線，如底下影片示範：

前進時的足態比較複雜一些，實際上對前進有幫助的，只有腿在側面的運動，因此先讓右後腿抬起逆時針 45 度後著地，接著右邊兩腳同時往後推，如此四足的右半邊就會前進，然後，右前腿逆時針 45 度後著地，此時四隻腳又是成為對角線。

同理，想要機器人左半邊前進，就是先讓左後腿抬起順時針 45 度後著地，接著左邊兩腳同時往後推，如此四足的左半邊就會前進，然後，左前腿順時針 45 度後著地，此時四隻腳又是成為對角線，如此反復不斷，就會讓機器人前進，連續動作就如上面的影片中看到的。

嚴格來說，當一邊的兩腳往後時，另一邊兩腳也要做若干轉動，這樣另一邊兩腳才不會被略為拖行，我省略了這部份，在不是太粗糙的地面上，目前的動作應該足夠應付，如果要在更複雜的地面上行進，那麼這部份的考量應該就是必要的。

接下來就剩程式的部份了 … 其實有以上說明，看 Github 上的程式碼 應該就會清楚多了，不過，我還是準備了獨立的一篇來說明一下程式怎麼寫的，你可以試著先依以上說明寫寫看，再參考我下一篇要說明的版本！