競賽型機構設計能力提升計畫

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Title:	競賽型機構設計能力提升計畫
Authors:	林礽昌
Contributors:	機械工程系
Keywords:	機器人競賽、機構設計、麥克納姆輪
Date:	2019-10-31
Issue Date:	2020-01-09 10:57:59 (UTC+8)
Abstract:	本計畫專題為設計並製作參加「TDK 創思設計與製作競賽」機器人，其機構組成主要使用 3D 列印技術製作零件，達到在成本及時間有限的情況下，能有效率的測試各個機構設計的可行性，且機構尺寸精確更能快速的修正錯誤。本次比賽內容難度稍微增加，須先取得放置於隔著八公分高障礙物另一側的兩大籃之得分球，並且取得放置於小籃中的網球，最後爬上 20 公分高的發射台上方可射擊得分，初代機之設計利用馬達、鍊條與鍊輪帶動抓籃牙夾取得分球，並利用高低位差之動能將球運送至發射機構，在利用半齒輪與齒條，使發射機構能快速復歸，射球機則利用馬達驅動高摩擦係數橡膠輪，壓送得分球猶如棒壘球打擊場的餵球機般，迅速將球投入距射球檯 3.8 米遠的加倍得分籃，而跨越障礙坡則使用齒輪與齒條結合支撐基座，但曾在測試後發現因齒比不足的關係，導致載重負荷下容易滑齒，故改為使用齒比較高的齒輪與齒條，快速而穩定的翻越兩種不同高度的障礙坡，取小籃則利用高扭力馬達直驅翻籃手臂，將 20 顆網球至入儲球槽，但測試過程中曾發現摩擦力極高的網球，在窄小的空間中不易滾動，並加裝了撥球機輔助發射，原發射機為使用滾輪結合半圓滾筒，但測試後發覺誤差太大，而後改以彈簧儲能的原理，利用馬達結合連桿機構，將彈簧拉伸後產生較大的動能，能精準射擊並且迅速的擊發儲球槽中的網球，取得較高的分數。
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