自己打造出簡單構造的二足步行機器人吧！以章節為基礎，由淺入深，上手容易。第1章製作出腳部的基本構造後，後續的章節不須再花時間重新製作，機器人就可以根據主題逐漸成長。章節後的「恍然大悟實驗專欄」更進一步地解決會感到困惑的基本理論。本書的目的並不是要教大家製作出能夠參加比賽的機器人，而是要讓大家理解二足步行的基礎理論，然後打造出簡單構造的二足步行機器人。因此，將動作優美的切比雪夫連桿和平行連桿組合成機器人的腳，搭配便宜的齒輪箱和馬達製作出二足步行機器人的基本構造。配合二足步行機器人初學者的時間、預算和心情，並且為了能夠方便進行二足步行實驗，因此以循序漸進的方式製作，一步一步地讓二足步行機器人成長茁壯。最後的重頭戲則是微控制器控制，甚至連感測器與馬達驅動器也都會自行動手製作。在各章中，還根據所需安排一個「恍然大悟實驗專欄」。雖然，大多只是利用厚紙板製做出紙娃娃這類程度的簡單實驗，不過，這些實驗可以讓大家對於學習二足步行機器人理論時，一定會出現的重心、支撐區、靜步行、動步行等基本理論感到恍然大悟。利用自製的二足步行機器人進行各種實驗，思考步行的原理，慢慢愛上二足步行機器人的世界吧！

自己打造出簡單構造的二足步行機器人吧！以章節為基礎，由淺入深，上手容易。第1章製作出腳部的基本構造後，後續的章節不須再花時間重新製作，機器人就可以根據主題逐漸成長。章節後的「恍然大悟實驗專欄」更進一步地解決會感到困惑的基本理論。本書的目的並不是要教大家製作出能夠參加比賽的機器人，而是要讓大家理解二足步行的基礎理論，然後打造出簡單構造的二足步行機器人。因此，將動作優美的切比雪夫連桿和平行連桿組合成機器人的腳，搭配便宜的齒輪箱和馬達製作出二足步行機器人的基本構造。配合二足步行機器人初學者的時間、預算和心情，並且為了能夠方便進行二足步行實驗，因此以循序漸進的方式製作，一步一步地讓二足步行機器人成長茁壯。最後的重頭戲則是微控制器控制，甚至連感測器與馬達驅動器也都會自行動手製作。在各章中，還根據所需安排一個「恍然大悟實驗專欄」。雖然，大多只是利用厚紙板製做出紙娃娃這類程度的簡單實驗，不過，這些實驗可以讓大家對於學習二足步行機器人理論時，一定會出現的重心、支撐區、靜步行、動步行等基本理論感到恍然大悟。利用自製的二足步行機器人進行各種實驗，思考步行的原理，慢慢愛上二足步行機器人的世界吧！ 坂本 範行高中老師。學生時代經常利用八位元電腦，編寫能高速運算線型函數與畫出函數圖形的程式，或是以PIC微控制器（Peripheral Interface Controller）製作出能簡單辨認聲音的試驗作品，並且將作品投稿雜誌，一直以來，都致力於單純的製作與創造。為基礎學力研究會成員，且定期發表各類領域的研究成果。譯者簡介曉峰東吳大學日文系畢業。歷經一連串出版社的嚴酷歷練後，轉戰專職翻譯，作品涵蓋小說、漫畫、各類型雜誌等。 序想要了解二足步行機器人的步行原理，最快的方法就是自己親手製作，嘗試讓二足步行機器人行走看看。不過，二足步行機器人可說是結合材料、結構、動力能源、感應、控制、步行原理等現代科技之大成的產物。對於初學者來說，想要從頭開始製作，可能會出現很多無法跨越的門檻，因此，才會考慮教大家製作連桿機構的機器人，因為許多步行功能都可交由連桿機構解決，所以即使是初學者也能輕易製作出二足步行機器人，可以多挪出一些心力來思考步行的原理。本書的目的並不是要教大家製作出能夠參加比賽的機器人，而是要讓大家理解二足步行的基礎理論，然後打造出簡單構造的二足步行機器人。因此，將動作優美的切比雪夫連桿和平行連桿組合成機器人的腳，搭配便宜的齒輪箱和馬達製作出二足步行機器人的基本構造。即使是首次製作機器人的入門者，只要能花點心思正確地加工處理，也可以讓一張塑膠板變身成二足步行機器人，感受機器人步行時所帶來的感動。另外，配合二足步行機器人初學者的時間、預算和心情，並且為了能夠方便進行二足步行實驗，因此以循序漸進的方式製作，一步一步地讓二足步行機器人成長茁壯。最後的重頭戲則是微控制器控制，甚至連感測器與馬達驅動器也都會自行動手製作。而這些原理也正是在現代的二足步行機器人中，已經成為標準的伺服機原理。因為腳的動作交由連桿機構處理，所以即使利用簡單的DIY伺服機也可輕鬆進行控制。如果想要知道利用程式讓二足步行機器人行進的原理，請務必挑戰看看。在各章中所安排的「恍然大悟實驗專欄」，雖然介紹的是簡單的實驗，但都是與二足步行機器人相關的知識。尤其是第2章的重心實驗和第6章的動作步行實驗，還請務必「實驗看看恍然大悟一下」吧！不過，製作時最重要的還是要避免受傷與發生意外事故，一旦遇到有無法預測的危險時，請務必停止製作，就是要如此小心謹慎才行。即使遇到尺寸不合需要不斷重複相同的作業時，也請沉住氣有耐心地進行製作，避免受傷與事故發生，如此才能充分享受製作機器人的樂趣。畢竟是自己辛辛苦苦製作出來的機器人，所以一定會感到無比愛憐才對，或許還會替機器人取上名字吧。利用自製的二足步行機器人進行各種實驗，思考步行的原理，慢慢愛上二足步行機器人的世界吧！最後，撰寫本書時，承蒙Ohmsha公司出版部的各位先進，多方協助與指導，在此深表感激。2009年4月作者筆 第1章 滑步前進 —1個馬達—1.1 人類步行的分析1.2 腳部機構1.3 製作腳部基本構造1.4 滑步前進實驗第2章 進化至直線前進的二足步行 —1個馬達＋連桿—2.1 脫離滑步前進2.2 利用簡單的方法改變重心2.3 製作新增的連桿2.4 直線前進的二足步行實驗第3章 進化至直線前進、後退的二足步行 —2個馬達—3.1 前進、後退的遙控3.2 製作新增的曲柄齒輪箱3.3 直線前進、後退的二足步行實驗第4章 進化至直線前進、後退、轉彎的二足步行 —2個馬達—4.1 改變重心得以轉彎4.2 腳部加工4.3 轉彎實驗第5章 進化至利用微控制器自動控制的二足步行 5.1 微控制器的功用5.2 安裝微控制器5.3 設計馬達驅動器與轉動感測器5.4 製作轉動感測器、擴充電路板、馬達驅動器5.5 程式5.6 利用微控制器的自動控制來進行步行實驗第6章 如何更加接近人類的二足步行方式6.1 僅用連桿機構的極限6.2 增加能夠自由活動的關節6.3 利用陀螺儀感測器來控制姿勢6.4 靜步行與動步行 第１章滑步前進 —馬達1個—1.3 製作腳部基本構造1.3.1 掌握加工材料與加工方法決定好腳部構造後，就可以開始著手製作。首先要決定使用的材料。筆者一開始是選擇使用壓克力，不過，壓克力的硬度不夠，加工時不容易處理，經常在挖孔時造成碎裂而以失敗收場。因此，建議採用ABS這種材料，ABS雖然也屬於塑膠的一種，但是不但加工容易、價格實惠，也有一定的機械強度。摸起來的觸感雖然比壓克力軟，可能會覺得不太放心，但是完全沒有問題。處於平板形狀時雖然很容易彎曲，但只要變成立體造型產生一些強度後，就算當作機器人的腳來使用也十分耐用。最重要的是因為相當方便加工，所以才會決定採用ABS這種材料。另外，有些部分無論如何都需要更高的強度才行，因此使用鋁來製作。請不要因為是金屬就感到驚訝喔。使用的是厚度很薄的鋁金屬，所以在加工上並不會太過困難。接下來是加工方法。在高職或大學的機械科等地方都具有完善的加工機器與測量儀器，能夠精密且快速地製作本書所介紹的機器人。不過，本書的目的在於，即使身處在設備不完善的環境中，也能夠製作出二足步行機器人，因此，請至電子材料行、DIY量販店等地方購買適當的工具，一步一步地完成書中的機器人吧！1.3.2  掌握製作重點腳部的加工步驟如下：① 「設計」，決定腳的零件形狀與尺寸，繪製設計圖。② 「打底線」，按照設計圖在材料上的鑽孔位置與裁切處打底線。③ 「加工（鑽孔、裁切）」，根據底線位置，以中心沖壓出鑽孔的記號之後進行鑽孔。裁切的地方則以勾刀與鋸子裁切。④ 「零件製作」，將裁切好的材料以黏著劑黏接完畢後，製作出腳部所需的各項零件。⑤ 「組裝零件」，將各項零件組合之後，完成腳部的製作。製作的重點在於精確地加工，腳部是由許多零件組合而成，因此，要讓製作完成的腳能夠順暢地動作，就必須精確地製作出每個零件。所以，請根據上述的加工步驟謹慎地製作。先做出6個材料A和2個材料B，開始製作上述的零件。利用ABS板裁切出材料。ABS板的尺寸為長330×寬245，畫出裁切線。將同樣大小的材料如上述方式疊放在一起，這樣可以降低材料在尺寸上的誤差。盡量以細鉛筆或原子筆來畫裁切線，如果用奇異筆畫線，因為線條太粗很容易產生誤差。尺寸單位全都是mm，之後出現的圖也全都以mm為單位標記。在ABS板上畫好材料A與B的裁切線之後，接下來直接進行裁切。不在ABS板上將所有零件的裁切線一次全都畫好是有原因的。那是因為勾刀本身也有厚度，這次我們使用的勾刀厚度為0.6mm，畫好裁切線，並以勾刀裁切的話，ABS板上就會少掉刀片的厚度。當然也有即使產生這點誤差也無所謂的地方，不過，實線部分如果產生這些誤差，就會對製作出來的零件造成不好的影響。因此，畫好第一排的材料裁切線後，先進行裁切（需要鑽孔時，先鑽好孔後再裁切）。之後，按照本書的說明步驟，繼續畫出下一排的材料裁切線後直接裁切，依序以相同的方式來加工。接下來進入裁切作業。仔細將直尺對準ABS板上畫好的裁切線，剛才也有提到過，裁切時別忘了將勾刀的厚度考慮進去。