感謝原文作者 PJ2000開放授權，使我們得以摘譯本篇文章，而本文所有圖片，皆翻攝自Instructables網站，再次感謝作者開放授權！若讀者想要進一步閱讀原文，請點擊：原文連結，謝謝。
大家好！這篇文章是一步步的指南，教導您如何使用電腦輔助設計工具，設計一台四足機器人。
四足機器人的設計靈感來自於波士頓動力公司（Boston Dynamics）的Spot機器人，它看起來有點像隻狗。設計這台機器人是為了增材製造，且易於使用任何商業FDM/FFF 3D列印機列印。雖然，我計畫親自製作機器人，但這篇教學文將只涵蓋設計階段，而我將很快於另一篇文章中，發布製造四足機器人的一步步過程。
透過這篇文章，我將向您介紹這台機器人的通用設計過程，所以您不必複製我正在建構的內容。藉由運用這篇教學文，您可隨心所欲發揮創意，以創造任何多足機器人。
盼望您享受閱讀這篇文章，並且於留言發佈您的設計。
軟體和設備：
- SolidWorks（設計）
- Visualize（渲染）
- 桌上型電腦/筆記型電腦
- 電腦滑鼠（非必要，但建議具備，將使這項專案更容易完成。）
步驟一：素描概念
圖一
設計流程的第一步，就是拿出您的素描簿，開始描繪機器人的不同概念。素描本身不必完美，只需要擁有大致形狀，並且形成具備粗略估計尺寸的元件。如同上方的圖一所示，我從非常初級的2D素描概念展開，描繪機器人的基本輪廓，以及肢體尺寸。有了初步構想後，我最終完成了這個靈感源自於狗的機器人的設計，並於小腿具備一個平行驅動機構。之後，我開始描繪更多細節，例如電子設備的放置，腿步的運動學，以及腿部驅動機構等等。我還展示了一些用來詳細構思組件的草圖。
關於細節的描繪，我建議將草圖繪製成3D，以使設計的視覺化效果更好。以下是一些針對產品設計素描的資源：
- TheSketchMonkey’s “3 Important Sketching Exercises for Any Designer (Beginner) – YouTube“
- Sketch a Day’s “Sketch-A-Day – How to sketch complex organic shapes – YouTube“
- Reid Schlegel’s “Sketching Basics 2: Perspective is King – YouTube“
除了詳細的3D草圖，我也鼓勵您繪製元件的粗略草圖，以便有更好的構思。
第二步：匯入/下載電子元件
設計機器人時考慮電子元件，是任何機器人設計過程的重要部分，但如果每一項電子元件皆一一設計，那過程將很乏味。所以，我從GrabCAD獲取大部分的電子元件。Solidworks允許用戶以.STEP、.SLDPRT、.STL等檔案類型，直接匯入預先設計好的電子元件，例如伺服馬達、電池、控制器等進行組裝；而未支援的檔案類型，可使用任何免費的線上轉檔器，將檔案轉換成.STEP或.SLDPRT。
以下是我從GrabCAD匯入的電子元件清單：
- 伺服馬達：Lewansoul LX-16A bus servo | 3D CAD Model Library | GrabCAD
- DC-DC 降壓轉換器：DROK Adjustable DC Buck Converter Model 180078/180080 with built in mount | 3D CAD Model Library | GrabCAD
- 伺服總線連接器：LewanSoul LX-16A Servo Bus Linker | 3D CAD Model Library | GrabCAD
- 電池：TalentCell Rechargeable 12V 3000mAh Lithium Ion Battery Pack | 3D CAD Model Library | GrabCAD
我無法在網路上找到Libre computer (Le Potato)的CAD，所以我自己設計了一個：AML-S905X-CC (Le Potato) | 3D CAD Model Library | GrabCAD
第三步：設計大腿
既然設計素材都預備好了，就讓我們開始設計四足機器人。
圖二
如圖二所示，為設計大腿，我由基本素描展開。草圖被拉伸成30毫米的厚度。之後，拉伸主馬達軸的介面，並且創造出8個M2機器螺絲的螺絲孔，以安裝馬達連接器，該馬達連接器是在馬達軸和大腿間的連接介面。大腿的基本形狀完成後，針對輔助馬達，我切割出45 x 18毫米插槽；而為了安裝小腿，我切割出50 x 18毫米的插槽。接著，其餘更精細的細節被添加至我們的CAD模型，例如，針對線路管理而設計的槽，輔助馬達支架，以及相關收尾工作。
第四步：設計小腿
為設計小腿，我遵循了類似的流程。首先，我創造出一張基本草圖，其靈感源自於第一步所提到的粗略概念圖。之後，我拉伸草圖，並添加一些更為細緻的細節，例如用於平行聯動機構的槽，以及模組化的腳趾切出。
第五步：組裝腿部
圖三
於此步驟中，我們將組裝剛設計好的大腿與小腿，而2號馬達將被固定於大腿上（圖三）。針對這項目標，我們需要在工作區內開啟這三個元件，並依據設計將它們配合起來。一旦組裝好大腿、小腿及馬達，合規連桿和Servo horn將被建模並添加至組件中。至此，腿部的設計已完成！讓我們進行底座的設計。
第六步：組裝底座
在這個步驟中，我們將把機器人底座的所有元件組裝起來，包括電子元件及電源。
第七步：組裝腿部、底座、外殼，完成四足機器人的設計。
一旦所有元件就定位，我們便將它們組裝起來，四足機器人的設計便大功告成！而我使用Visualize這套軟體，產生高品質的渲染，並且完成這台四足機器人。感謝您的耐心閱讀。
（本文轉載自vMaker，編譯者為江宗諭，原文連結；責任編輯：謝嘉洵）
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