具自動搜尋、撿球、分類及投球之智慧型機器人研發與製作

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Title:	具自動搜尋、撿球、分類及投球之智慧型機器人研發與製作
Authors:	詹榮茂
Contributors:	電機系
Keywords:	智慧型機器人、顏色辨識、路徑規劃、視覺與動作協調、鏈輪鏈條、齒輪齒條、伸縮機構、升降機構、機電整合
Date:	2020-10
Issue Date:	2020-11-30 09:11:11 (UTC+8)
Abstract:	本計畫以參加第23屆TDK盃大專院校創思設計與製作競賽為主要目標，TDK文教基金會舉辦此比賽之目的為培養學生創思興趣，激發創造潛能，強化設計及製作能力，進而培育創思設計人才以提升國家競爭力。本屆競賽主題為「金匠機器人-籃道是你」，挑戰「志在必奪、棋逢對手、一飛沖天」三大智慧競技主題，共分成「自動組」、「遙控組」與「飛行組」三組。可因應台灣未來發展智慧機器人的需求，並促進台灣機器人產業之發展。自動組競賽參賽隊伍須設計出可正確撿球並分類，自身定位、辨識球籃、路徑規劃、視覺與動作協調功能之全自主式機器人，以自主行動之方式完成關卡。自動組場地為單一關卡，採取淘汰制，包含『辨識』、『撿球』、『避障』等主要動作，比賽場地為一座以 50 公分高之桁架(Truss)所包圍之封閉場地。場地內包含兩個離地 1.5 公尺的隊伍球籃(橘隊球籃、黃隊球籃)、一個離地 1.2 公尺的加分球籃、一個離地 1.8 公尺的 3 倍分球籃，以及 4 個球箱，每個球箱內有一種色球 15 顆、橘球 1 顆及黃球 1 顆，4 個球箱共有 68 顆球，兩個場地共有 136 顆球，當球箱開啟後球將自由散佈於比賽場地中。兩隊機器人需於比賽時間內，撿取大會指定之顏色之球，依擲入之球計分。本計畫擬研發製作競賽機器人之創意性機構，將多年來參加國內外競賽機器人之得獎成果，擷取其中精華，將其中具創意之設計及特殊之機構加以整理並予以智庫保存，以作為教學與傳承之用。如夾取機構、升降機構、各式曲柄搖桿機構、功能性機構等，皆是值得開發的機器結構內部運作之重要機構。針對競賽型機器人於比賽時經常會使用到之傳統機構如凸輪、氣壓缸、升降機構等，若能投入心思設計，巧妙地加入巧思與創意加以改裝調整，常可穫得令人滿意甚至驚人之效果。另由於競賽型機器人須因應不同題目，達到快速的通關得分，故嘗試多種底盤與輪子設計，使機器能更加靈活操縱，並且將創新機構予以微小化以達到輕量化與易於移動之訴求，同時減少在裝設創新機構於機體過程之複雜性。本計畫若能順利進行並完成雛型機構，此機構模組化之衍生商品將具備相當之市場潛力，其技術更可望商業化，進而申請專利，乃是本計畫之最終目標，而將創意機構運用於各式機器人，亦應是未來競賽型或服務型機器人必然之進化方式。
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