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AI Engineering

VoCare:從 AI 陪伴到智慧長者照護的實作之路系列 第 20 篇

Day 20|把 VoCare 做成真的機器人:硬體組成與組裝紀錄

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前一篇介紹了 VoCare 怎麼從 AI 軟體一路連接到實體機器人,今天就來看看目前機器人本體實際用了哪些硬體,以及組裝過程中遇到的一些問題。


目前的硬體組成

目前 VoCare 機器人的移動結構主要包含:

  • JGA DC 馬達
  • 馬達支架
  • 黃色聯軸器
  • 輪子與底盤結構
  • 控制板
  • 連接線材
  • 4 Pin 排針

其中手機之後會放在機器人上,負責相機、麥克風、畫面以及語音互動。

可以把整體概念簡單理解成:

Android 手機
↓
VoCare 軟體
↓
控制指令
↓
控制板
↓
DC 馬達
↓
機器人移動

馬達與聯軸器

目前使用的是 JGA DC 馬達,馬達會先固定在黑色的 L 型支架上,再透過黃色聯軸器連接後續的輪軸結構。

聯軸器上有固定螺絲,因此安裝時需要確認螺絲有確實鎖緊。

如果沒有固定好,馬達雖然有轉動,但力量可能無法正常傳到輪子上。

組裝過程遇到的小問題

實際開始組裝之後,也遇到一些原本看圖片不容易發現的問題。

其中一個是支架上的部分孔位 本身沒有螺紋。

一開始把螺絲放進去時,螺絲會直接穿過去,原本以為是不是零件裝錯,但後來確認這種位置需要另外使用 螺帽固定。

這也是實際做硬體和單純寫程式很不一樣的地方。

有時候問題不是程式錯了,而是真的少了一顆螺帽。

線材與排針

除了機械結構之外,也需要把馬達和控制板之間的線路接好。

目前部分線材已經完成連接,不過控制板上的 4 Pin 排針 還需要焊接。

排針通常會有長短兩側,實際安裝時也需要先確認方向,避免焊完才發現位置不對。

因此硬體組裝不只是「把零件鎖起來」,還會包含:

機械固定
線路連接
排針焊接
控制板接線
後續馬達測試
為什麼先把硬體分開測試?

目前我不打算一組裝完成,就立刻把整套 AI 系統全部接上去。

比較安全的方式是分階段測試:

馬達是否正常
↓
控制板是否能控制馬達
↓
基本前進 / 後退
↓
轉向控制
↓
再接 VoCare 軟體

這樣如果機器人無法移動,就比較容易知道問題出在硬體、線路、控制板,還是軟體指令。

AI 不應該直接控制馬達

即使最後 VoCare 可以透過 AI 理解使用者指令,我仍然希望中間保留一層控制邏輯。

例如使用者說:

往前走。

系統流程應該是:

使用者語音
↓
AI 理解:向前移動
↓
控制模組確認指令
↓
馬達執行

而不是讓 AI 直接決定馬達的電壓、轉速或運轉時間。

這樣除了比較容易維護,也能增加硬體操作的安全性。

Day 20 小結

做到這個階段之後,VoCare 已經慢慢從原本的 AI 系統,開始和實際的機器人硬體結合。

而實際組裝後也發現,硬體開發和軟體最大的差別就是:

很多問題真的要把零件拿在手上,才會知道會遇到什麼。

接下來除了完成硬體組裝,也需要開始測試控制板與馬達之間的連線,讓機器人真的可以動起來。


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