1. 越障自走車 2005.04.20 期中報告 組長：鄭至軒 49161004 組員：羅正毅 49161008 王瑞筠 49161105 王瑞筠 49161105 沈帷哲 49161106 沈帷哲 49161106 指導老師：蔡志成、王國禎 指導老師：蔡志成、王國禎

2. 目錄 前言 ………………………………………………………………… 前言 ………………………………………………………………… 現有技術討論 ……………………………………………………… 現有技術討論 ……………………………………………………… 設計原理與分析 …………………………………………………… 設計原理與分析 …………………………………………………… 預期成果 …………………………………………………………… 進度表 ……………………………………………………………… 結論 ………………………………………………………………… 參考資料來源 ………………………………………………………

3. 前言 在小的時候，大家應該都接觸過或玩過遙控汽 車；尤其是小男孩，幾乎每個人都會有屬於自 己的一台搖控車。搖控汽車讓我們輕鬆自由的 駕馭馳騁，只要手指輕輕地一動，就可以簡單 的辦到！童年時愛不釋手的玩具，滿足了我們 無限的想像，想像自己是技術高超的賽車手， 高速地在路上奔馳。但是隨著年齡逐漸增長， 智慧也慢慢的增加，就開始覺得〝速度〞已經 法滿足我們了！我們開始想要挑戰，開始想各 種不可能的任務，希望自己的搖控汽車可以達 到。 在小的時候，大家應該都接觸過或玩過遙控汽 車；尤其是小男孩，幾乎每個人都會有屬於自 己的一台搖控車。搖控汽車讓我們輕鬆自由的 駕馭馳騁，只要手指輕輕地一動，就可以簡單 的辦到！童年時愛不釋手的玩具，滿足了我們 無限的想像，想像自己是技術高超的賽車手， 高速地在路上奔馳。但是隨著年齡逐漸增長， 智慧也慢慢的增加，就開始覺得〝速度〞已經 法滿足我們了！我們開始想要挑戰，開始想各 種不可能的任務，希望自己的搖控汽車可以達 到。

4. 現有技術討論 行進方式區分： 1. 抬升爬行 a. 垂直抬升 ( 影片 01) a. 垂直抬升 ( 影片 01) 01 b. 非垂直抬升 ( 影片 02) b. 非垂直抬升 ( 影片 02) 02.

5. 2. 履帶爬行 2. 履帶爬行 a. 單節式 a. 單節式 b. 三節式 b. 三節式 ( 影片 03 、 04) ( 影片 03 、 04) 03 04 03 04 c. 連單節式 ( 影片 05) c. 連單節式 ( 影片 05) 05

6. 3. 多輪爬行 3. 多輪爬行 a. a. b. 行星輪 ( 影片 07) b. 行星輪 ( 影片 07) 07 單邊單輪 ( 影片 06) 06

7. c. 單邊三輪履帶 c. 單邊三輪履帶

8. 設計原理與分析 我們把這次的越障自走車，設定成可 以越過樓梯以及沙坑等障礙為主。要設計 一台越障自走車，首先我們可以依照它的 結構，將它分為以下五個部分來加以分析： 我們把這次的越障自走車，設定成可 以越過樓梯以及沙坑等障礙為主。要設計 一台越障自走車，首先我們可以依照它的 結構，將它分為以下五個部分來加以分析： 1. 車身底盤 1. 車身底盤 2. 輪胎 2. 輪胎 3. 傳動 3. 傳動 4. 動力 4. 動力 5. 遙控 5. 遙控

9. 1. 車身底盤 此結構要足以承受車 內零組件之重量，且 要考量越障時車身傾 斜時的重心位置分配。 考量車身重量不宜太 重，所以底盤材質部 分以輕合金為主。而 車身零組件配置如右 圖。 此結構要足以承受車 內零組件之重量，且 要考量越障時車身傾 斜時的重心位置分配。 考量車身重量不宜太 重，所以底盤材質部 分以輕合金為主。而 車身零組件配置如右 圖。

10. 2. 各式輪胎比較 優點缺點 ★ 抓地力強 ★ 抓地力強 ★ 越障能力優越 ★ 越障能力優越 ★ 行進平穩 ★ 行進平穩 ☆ 機構設計複雜 ☆ 機構設計複雜 ☆ 花費較高 ☆ 花費較高 ☆ 重量較重 ☆ 重量較重 ★ 拉風 ~~ ★ 拉風 ~~ ★ 創意十足 ★ 創意十足 ★ 可高速行進 ★ 可高速行進 ☆ 可行性未知 ☆ 可行性未知 ☆ 製作困難 ☆ 製作困難 ☆ 材質不易取得 ☆ 材質不易取得 ★ 機構設計簡單 ★ 機構設計簡單 ★ 有先例可參考 ★ 有先例可參考 ★ 重量輕 ★ 重量輕 ☆ 無法越過沙坑 ☆ 無法越過沙坑 ☆ 缺乏創意 ☆ 缺乏創意 ☆ 行進跳動過大 ☆ 行進跳動過大

11. 3. 傳動皮帶

12. 優點缺點 平皮帶便宜磨擦力小，容易滑動。 圓皮帶使用於輕負荷之傳動負荷量小。 Ｖ型皮帶接觸面大，摩擦力亦大， 故可傳送較大動力 。 不適於作高速傳動 。 定時皮帶不靠摩擦力傳動，故速比 正確。 皮帶寬度較大，較佔空間。

13. 4. 動力 考慮輪胎轉向，故需配置兩組馬達，分別驅動左 右兩側了輪胎，採用 DC 馬達 ( 如圖 2-2) 來驅動。因 為直流馬達的優點有速度調整容易，啟動轉矩較 大等，但是缺點是電刷與整流子保養維修不易， 這就是我們必須克服的地方。 考慮輪胎轉向，故需配置兩組馬達，分別驅動左 右兩側了輪胎，採用 DC 馬達 ( 如圖 2-2) 來驅動。因 為直流馬達的優點有速度調整容易，啟動轉矩較 大等，但是缺點是電刷與整流子保養維修不易， 這就是我們必須克服的地方。

14. 5. 遙控 不同於一般的遙控汽 車，是利用前輪來控 制行進方向，由於本 次設計之自走車須配 備四輪傳動，故在四 輪同時啟動的情況下， 前輪兼顧轉向之設計 不易，我們便想到利 用左右輪的速度差來 進行轉向的動作。 不同於一般的遙控汽 車，是利用前輪來控 制行進方向，由於本 次設計之自走車須配 備四輪傳動，故在四 輪同時啟動的情況下， 前輪兼顧轉向之設計 不易，我們便想到利 用左右輪的速度差來 進行轉向的動作。

15. 預期成果

16. 進度表

17. 結論 關於這次的專題製作，我們花了不少時 間在資料的搜集，也討論出相當多種不同 的輪胎形式，而最終的設計是我們獨特的 創新，也綜合了各式輪胎的優點。 關於這次的專題製作，我們花了不少時 間在資料的搜集，也討論出相當多種不同 的輪胎形式，而最終的設計是我們獨特的 創新，也綜合了各式輪胎的優點。 我們會更縝密的分析，並且在實作的時 候，將各種缺點加以改進，希望能夠達成 預期的目標。 我們會更縝密的分析，並且在實作的時 候，將各種缺點加以改進，希望能夠達成 預期的目標。

18. 參考資料來源 (1) “ Development of a step-climbing omni-directional mobile robot ”, the university of Tokyo (1) “ Development of a step-climbing omni-directional mobile robot ”, the university of Tokyo (2) “ Omni-drive robot motion on curved paths : the fast path between two points is not a straight-line “, the university of Melbourne, Australia (2) “ Omni-drive robot motion on curved paths : the fast path between two points is not a straight-line “, the university of Melbourne, Australia (3) 哈爾濱工業大學 --- 月球車原理樣車 (3) 哈爾濱工業大學 --- 月球車原理樣車 (4) 中華民國九十年生物醫學工程科技研討會論文 集 (4) 中華民國九十年生物醫學工程科技研討會論文 集 (5) 教育部學習加油站 http://content1.edu.tw/ (5) 教育部學習加油站 http://content1.edu.tw/