机器人创思设计与制作

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1、機器人創思設計與製作作者：陳文政作者：吳忠諺作者：吳佳嶸作者：陳宗藝指導老師：黃昆松老師班級：四技電四A摘要機器人，我們所設計之機器人必須完成主機器人的結構一共可以細分成五大部辦單位所要求之動作，並於其它學校之參分，由底盤、後腳、掃球器、輸送帶、發賽隊伍相互競爭，以求得到好名次。這次射器組合而成。主辦單位所設計出來的題目定名為「哈利1.底盤：波特」，大學組之子題為「天平金盃」，比由四個輪胎與支架所構成，輪胎部分賽內容是要求我們設計製作出來的機器人是以四輪獨立驅動但前後輪連動的方式使必須在四分鐘內以靈活迅速行動能力阻擋機器人能前後左右自由行走且能爬過障礙對手或突破對手的封鎖及干擾，並

2、透過自物。行設計的機構，將放置儲球區地面上之三2.後腳：百一十顆網球中屬於己方的一百五十顆球是一根氣壓缸。它主要功能是機器人準確並大量的送入場地內三個活動天平上在通過障礙過程中，重心全在後面時會卡的己方籃網之中。比賽以贏得天平數較多在障礙物上，加裝後腳來以支撐機器人的的隊伍獲勝，圖１為比賽場地示意圖。機身使重心能移到前輪，以順利通過儲球區外圍障礙物。3.掃球器：由一馬達帶動一排扁木條，主要的功能是機器人在儲球區裡，能快速的將所有不分顏色的球掃進機身之內，這算是我們這一台機器人的特色。圖１、比賽場地立體示意圖4.輸送帶：使用一馬達帶動一輸送帶，它主要的二．專題工作原理功能是將機身的儲

3、球槽內的球輸送到球軌１．機構設計上，再由球軌進入到發射器端。有關於這一次比賽在經過多次討論的5.發射器：過程中，我們想了很多機器人的機構設計主要功能是利用氣壓的方式，在瞬間方法，但是由於有一些方法超過我們的設以強大的推力將球給發射出去，它藉由不計能力及材料購買不容易，所以採用的方同發射力道選擇將球拋棄或射至籃網。式幾乎都是以簡單的機構且可以採買到的關鍵字：機器人、創思設計與製作競賽材料方式來組裝機器人。圖2中是機器人一．前言各機構的設計平面擺放位置，然後將逐一我們這次的專題製作是為了參加第八說明機器人各部份的結構設計。屆全國創思設計與製作競賽而設計製作出(2).掃球器它主要功能在儲

4、球區內撿球，在這一部分的機構是一片斜板加上由馬達驅動的旋轉器組合而成，其照片如圖4所示。馬達採用的是伺服馬達，最原先構想是機器人進入儲球區後，當它前進時利用本身的速度將斜板申伸入球下方進而將球納入機身內，但經過實驗後發現當斜板斜度過高過長就沒辦法將球給納入機身。於是後來又改良在斜板前端上方加一個旋轉器，這圖2設計機構平面圖樣一來就可以將球順利掃進機身。在經過(1).底盤測試後，球90%都可以順利掃進機身，而有它主要功能是傳動和通過斜坡障礙，10%會出現卡住現象，但這問題只要暫停一如圖3所示，它是一個對稱型的結構，乃下旋轉器或者增加旋轉器的轉速就可以解由四支金屬所構成的支架，並搭配四

5、組附決。有齒輪組的馬達，四組馬達採用四輪單獨驅動的方式，其照片如圖3所示。我們把原先輪胎外的橡膠表皮拿掉，而改用更長的橡膠表皮(此橡膠皮是腳踏車輪胎的橡皮改裝而成)分別左右邊前輪連動成類似坦克車履帶方式轉動，以加強爬坡的動力。然後因為前輪與後輪不是平行的狀態下，將兩輪中心點給刺穿而加上細鐵棒，之後在搭配兩條平行桿將細鐵棒焊接在平行桿上面，以維持前後輪之平行，即可在平地上順利的行走。最後在剛爬上障礙物時因為重量全都在後面，所以重心偏後使圖4掃球器照片得左前輪及右前輪可以順利爬上斜坡，而(3).輸送帶造成機身成傾斜狀態下，在搭配後腳將機它主要功能是將已掃進機身內的球送身後半部撐起來，這

6、樣就可以讓機器人順至球軌。此機構由上下兩根鋁製的普里利進出儲球區。（Pulley）構成，由左右各一條皮帶傳動以帶動中間一片輸送帶，帶上裝有幾片V型木板，照片如圖5所示，當球滾至木板上即被輸送至上面球軌。普里轉動則由一伺服馬達來負責。這機構是機器人規模最重的ㄧ部份。圖3底盤照片在儲球槽跟普里的概念設計上輸送帶是以垂直90度的方式由下往上傳送，而儲球槽也必須和輸送帶有一段小距離，讓球能卡在那一小段縫隙之間，然後輸送帶從縫隙之中把球撈起來，在輸送帶垂直傳送過程之中，我們在板子外緣加了一塊檔版，讓球不會掉出機身又可以順利往上傳送，而球經由輸送帶到上端後會掉進球軌再到下一個機構上。圖6發射器

7、照片2．機電控制本機器人之機電控制依其功能共分成三大部分如圖7所示。分別為行走控制部份、氣壓控制電路部份以及氣壓迴路部份。圖5傳輸帶照片(4)．發射器本機構功能是將球發射出去。我們藉由不同發射力道將顏色正確的球投向籃網，或顏色不正確的球投向他處，所以他兼具分球功能。它由一隻氣壓缸以及一些氣壓元件組合而成，照片如圖6所示。原先主要元件有雙動壓缸跟電磁式換向閥，測試的時候幾乎每一顆都可以達到約190cm高拋物線的方式發射出去，後來為了要在加上能夠有分球的能力，於是又加裝分