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國立臺南海事

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跨群科專題簡報

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專題簡報

專題研究小組

研究主題

研究成果

參賽成果

第一部分

專題研究小組

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110年度-專題簡報-線上會議

確定成員以及研究主題。

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110年度-專題簡報-線上會議

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110年度-專題簡報-實體會議

夜間會議，請學長及學弟共同參加。

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110年度-專題簡報-實體會議

為何叫移動平台?

本次研究主題著重於三輪底盤的移動方式，會選擇使用三輪移動是為了盡可能縮小體積和重量。此外本移動平台還附加夾取和辨識工件的能力，且本機器所有的物理結構全部由我們自行設計而成，為了考慮強度和重量，我們選用大量的鋁合金作為材料來製作出這台機器。而影像辨識的部分採用Teachable Machine配合上Raspberry pi來完成。

110年度-專題簡報-研究主題

研究動機?

由於工業4.0的到來，各大工廠的倉儲管理都採用了自動化的分類技術，將物品移動到指定位置，但是目前市面上的機器較多是做成四輪移動的樣式，體積較大，三個輪子的底盤可以將體積縮小，因此我們決定製作一個使用三個輪子移動的平台。

110年度-專題簡報-研究主題

研究方法-影像辨識

我們打算使用Raspberry pi 4，進行影像辨識，使用機器上的鏡頭辨識放置區域上的圖案，讓機器判斷將不同顏色的物件放置到該物件的指定位置，達成自動分類的效果。

110年度-專題簡報-研究主題

研究方法-三輪移動

三輪機器底盤的體積比起四輪的底盤較小，在設計上我們先使用了solidworks進行建模，如圖(1)，設計出機器樣貌，以便後續的製作，三輪的設計，在移動上能夠通過較窄小的空間，且因為根據兩點成一線三點成一面的原理，我們可以得知，在移動過程中機器始終會保持在同一個平面上，不用擔心輪子懸空導致偏移。

110年度-專題簡報-研究主題

研究方法-PID移動

在進行機器移動測試的實驗中，我們並沒有讓馬達進行回授控制，這次數據目標值我們設定為5000，但我們看到編碼器超過了5000，如圖(2)，遠遠超出了目標值，所以接下來我們加入回授控制，這裡使用的是PID來緩解這個問題，在PID設定上，若P值過小，加速的時間會過長、若D值過小，D值就無法抑制P值的增長，會讓I值無法矯正回來、若I值過小，就無法讓馬達位置追上目標值，而一直穩態，未達成目標，因此在調整數據上需要花上大量的時間，進行調整，使波型逼近目標值。

110年度-專題簡報-研究主題

機器機構介紹

底盤

為了能夠使用三個輪子就讓機器跑起來所以將輪子放成三角的模樣，在底盤上方挖出放置電池的空間，如右圖

110年度-專題簡報-機構介紹

移動平台--機器機構介紹

夾爪

使用兩個伺服馬達進行驅動，如右圖，實現夾爪開合的功能。

110年度-專題簡報-機構介紹

滑軌

用來帶動夾爪上下移動的結構，如右圖，在夾爪抓取物品後能夠被帶動至倒球孔。

110年度-專題簡報-機構介紹

移動平台--機器機構介紹

右圖-儲球艙

左圖-倒球結構

使用一個伺服馬達將整個夾爪上翻，如左圖，達成成功倒球，倒入後，球會進入儲球艙，如右圖。

110年度-專題簡報-機構介紹

移動平台--機器機構介紹

左圖- 倒球結構(關)

右圖- 倒球結構(開)

在最後會被倒球結構擋住，防止球流出，如左圖，抵達目的地後，則會開啟，如右圖。

移動平台--機器機構介紹

110年度-專題簡報-機構介紹

微處理器介紹

圖(一) myRIO

圖(二) Arduino UNO

圖(三) Raspberry pi 4

機器底盤移動主要使用myRIO如圖(一)進行控制，使用Arduino UNO如圖(二)控制機器所有繼電器及伺服馬達，使用Raspberry pi 4如圖(三)進行影像辨識。

110年度-專題簡報-微處理器介紹

影像辨識

圖(一) 影像辨識(黑球)

使用Raspberry pi 4，結合Teachable Machine，能夠自動辨識出不同顏色的球，如圖(一)、圖(二)。

圖(二) 影像辨識(綠球)

110年度-專題簡報-影像辨識

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110年度-專題簡報-影像辨識

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110年度-專題簡報-三輪移動

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110年度-專題簡報-PID移動

在我們為馬達加入回授控制，如左圖，回授控制流程如下一頁，並進行長時間的調整，進行測試，經過PID調整後輸出波形也就不再持續地往上跑 ，我們可以發現波型圖，呈現穩態狀態，這樣子就能夠有效防止機器暴衝，及位移偏差過大的問題，機器的移動也會較為絲滑平順。

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110年度-專題簡報-PID移動

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110年度-專題簡報-移動平台完成品

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110年度-高科大專題競賽-場地佈置

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110年度-高科大專題競賽

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110年度-高科大專題競賽

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110年度-高科大專題競賽-各組評分

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110年度-高科大專題競賽-各組評分

進入會場，每組同學有幾分鐘可以自述設計，以求高分。在各組講解完畢，隨即進行頒獎。

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110年度-高科大專題競賽-各組評分

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110年度-高科大專題競賽-頒獎

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110年度-高科大專題競賽-科大-技專-成功合作

台南海事電子科學生與高雄科大，進行跨專題合作，在得獎後，兩校師生來個大合照。

The End

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