越障自走車越障自走車

2005.04.20 2005.04.20 期中報告期中報告

組長：鄭至軒 組長：鄭至軒 4916100449161004組員：羅正毅 組員：羅正毅 4916100849161008

王瑞筠 王瑞筠 4916110549161105 沈帷哲 沈帷哲 4916110649161106

指導老師：蔡志成、王國禎 指導老師：蔡志成、王國禎

目錄目錄 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……………………………………………………………預期成果……………………………………………………………

進度表………………………………………………………………進度表………………………………………………………………

結論…………………………………………………………………結論…………………………………………………………………

參考資料來源………………………………………………………參考資料來源………………………………………………………

前言前言 在小的時候，大家應該都接觸過或玩過遙控汽在小的時候，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，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，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種不可能的任務，希望自己的搖控汽車可以達到。到。

現有技術討論現有技術討論行進方式區分：行進方式區分：1.1. 抬升爬行抬升爬行 a.a. 垂直抬升垂直抬升 (( 影片影片 0101) )

b.b. 非垂直抬升非垂直抬升 (( 影片影片 0202))..

2.2. 履帶爬行履帶爬行 a.a. 單節式單節式 b.b. 三節式三節式 (( 影片影片 0303、、 0404)) c.c. 連單節式連單節式 (( 影片影片 0505))

3.3. 多輪爬行多輪爬行 a.a. b.b. 行星輪行星輪 (( 影片影片 0707) )

單邊單輪 (影片06)

c.c. 單邊三輪履帶單邊三輪履帶

設計原理與分析設計原理與分析 我們把這次的越障自走車，設定成可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：結構，將它分為以下五個部分來加以分析：

1. 1. 車身底盤車身底盤 2. 2. 輪胎輪胎 3. 3. 傳動傳動 4. 4. 動力動力 5. 5. 遙控遙控

1. 1. 車身底盤車身底盤 此結構要足以承受車此結構要足以承受車

內零組件之重量，且內零組件之重量，且要考量越障時車身傾要考量越障時車身傾斜時的重心位置分配。斜時的重心位置分配。考量車身重量不宜太考量車身重量不宜太重，所以底盤材質部重，所以底盤材質部分以輕合金為主。而分以輕合金為主。而車身零組件配置如右車身零組件配置如右圖。圖。

2. 2. 各式輪胎比較各式輪胎比較

優點優點 缺點缺點

★ ★ 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

3. 3. 傳動皮帶傳動皮帶

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。

4. 4. 動力動力

考慮輪胎轉向，故需配置兩組馬達，分別驅動左考慮輪胎轉向，故需配置兩組馬達，分別驅動左右兩側了輪胎，採用右兩側了輪胎，採用 DCDC馬達馬達 (( 如圖如圖 2-2)2-2) 來驅動。來驅動。因為直流馬達的優點有速度調整容易，啟動轉矩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，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。這就是我們必須克服的地方。

5. 5. 遙控遙控

不同於一般的遙控汽不同於一般的遙控汽車，是利用前輪來控車，是利用前輪來控制行進方向，由於本制行進方向，由於本次設計之自走車須配次設計之自走車須配備四輪傳動，故在四備四輪傳動，故在四輪同時啟動的情況下，輪同時啟動的情況下，前輪兼顧轉向之設計前輪兼顧轉向之設計不易，我們便想到利不易，我們便想到利用左右輪的速度差來用左右輪的速度差來進行轉向的動作。 進行轉向的動作。

預期成果預期成果

進度表進度表

結論結論 關於這次的專題製作，我們花了不少時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。 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，希望能夠達成候，將各種缺點加以改進，希望能夠達成預期的目標。預期的目標。

參考資料來源參考資料來源 (1)“ Development of a step-climbing omni-dire(1)“ Development of a step-climbing omni-dire

ctional mobile robot ”, the university of Tokyoctional mobile robot ”, the university of Tokyo (2)“ Omni-drive robot motion on curved paths :(2)“ Omni-drive robot motion on curved paths :

the fast path between two points is not a straig the fast path between two points is not a straight-line “, the university of Melbourne, Australiht-line “, the university of Melbourne, Australiaa

(3) (3) 哈爾濱工業大學 哈爾濱工業大學 --- --- 月球車原理樣車月球車原理樣車 (4) (4) 中華民國九十年生物醫學工程科技研討會論文集中華民國九十年生物醫學工程科技研討會論文集 (5) (5) 教育部學習加油站 教育部學習加油站 http://content1.edu.tw/http://content1.edu.tw/