無人生化實驗室

新冠病毒從2020年開始肆虐全球，撼動了人們以往對世界的認知，為了讓疫情早日得到緩解，各國的精英醫療團隊無不廢寢忘食的研究新型疫苗，開發的過程一定會歷經大量繁瑣的實驗流程，這些工序如果都以人力操作不只費力，還有可能讓人員暴露在危險之中，這時若能有機械手臂代替人類完成這些操作就再好不過了。

為此我用Dobot手臂與改造過的夾爪，搭配自己設計的3D列印試管套件，進行一些有趣的任務，模擬用手臂實現自動化實驗的步驟。

自訂義末端工具

改造過後的夾爪雖然用的還是原本的套件，但嚴格來說各項參數都不一樣了，必須歸類為自訂義的末端工具，使用自訂義末端工具最重要的是設定Bias，先點選上方末端工具的Advanced。

此時會跳出一個自訂義末端工具的設定視窗，End Type欄位可以自己設定末端工具名稱，xBias、yBias、zBias是三個方向的偏量，我先設定一個空的末端工具，也就是沒裝東西三個偏差值都是0，按下Save儲存設定並將手臂歸零，會發現X的數值約為200。

此時若從底下座標200的地方用直尺對上來，會發現偏差值為0的地方是在前臂末端鉚釘正中間的位置，之前用過所有的官方末端工具都是有偏差值的，只是這些偏差值預先都設定好了。

改造過後的夾爪偏差值跟原本是絕對不一樣的，點開Advanced自訂義末端工具，點擊Add新增自訂義末端工具，我事先量好的數值X方向偏差為130mm、Y方向偏差為23mm，如上圖所示將EndType自訂義末端工具名稱設為Gripper2，並將各個方向的偏差值填入，按下Save儲存後進行Home歸零的動作。

這時呈現出來的座標就是夾爪開口處的位置，至此就完成自訂義末端工具的流程，這時可以試試看按下右側圖型介面Y+Y-的按鈕，看看會發生甚麼事。

實驗規劃

接下來模擬生化實驗的配置如左上圖所示，目標是要將下方試管的試劑倒進右側的第一個試管中，由於改裝後的夾爪長度向外延伸不少，因此實驗器材擺放的位置也向外延伸，放在原本的H工作區之外，詳細的兩個試管座標如右上圖所示。

整個任務內容相當簡單，就是將一個試管夾到另一個試管旁，旋轉夾爪倒出溶液就完成了，控制夾爪的積木在Motion裡的Gripper，積木下拉選單中Release夾爪會放開、Gripper是抓緊，Disable則為，讀者可先自行研究如何完成任務，再參考下列示範程式。

夾爪轉向修正

乍看之下移動試管的任務，好像沒有比用吸盤搬運貨物困難多少，但是有一個大前提是端茶倒水或移動試管的過程中，水不能倒出來！

在使用圖形介面或用[Move To]積木移動手臂時，夾爪怎麼會自己轉起來了，這樣手臂一邊動夾爪跟著轉，還沒移動到目的地水不就倒光了嗎？是甚麼造成這個現象呢？

R=Joint1+Joint4

我們先看回角度設定的公式，原本前端servo馬達轉軸朝下，並且為了在手臂移動過程中，使抓取物件的方向恆定，整個手臂以Joint1轉向時Joint4也要跟著修正，以保持R數值恆定。

而現在即便我們將夾爪改造轉向了，Joint4自動修正的特性還是保持著，才會出現手臂端茶時邊轉邊漏水的怪現象，這也不是手臂的問題，而是我們為了達成自己的使用需求對手臂做改造所產生的問題，為此我們能如何做修正呢？

在前面的範例程式中出現了這個積木組合，表示R=Joint1，換言之固定Joint4=0，但這個方法只適合小範圍移動時使用，且每移動一小段距離就要進行一次修正。

另一種是使用[SetJointAngle]直接指定Joint1~3的數值，使用這個積木時Joint4不會變動，適合手臂快速大範圍的旋轉。

最後就是將試管移動到定點，要進行倒水動作時R=Joint1+Angle，Joint1後面加的數字就是控制夾爪伺服馬達旋轉的角度，旋轉90度倒水，轉回45度停止倒水，以此完成整個實驗流程。

MLC題目

除了傾倒試管中的容易之外，有時也會需要將試管換位置，假設試管布局如下所示，試著將下方的三支試管移動到右邊的空試管架上。