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樂高機器人EV3設計與競賽指南2 玩轉FLL競賽中我的模組

為了解決軸距轉彎的問題，作者(美)吉恩·哈丁 這樣論述：

本書是一本樂高機器人競賽的指導手冊，針對樂高機器人賽事的各個方面，包括四個主要板塊：設計、導航、操作和組織。通過對這些板塊的詳細闡述，本書能夠指導讀者設計出高水準的樂高機器人作品，同時也能提高讀者的科技素養，並使讀者體會到樂高機器人帶來的樂趣。 James Jeffrey Trobaugh，FLL教練，FLL世錦賽的技術答辯裁判，FLL地區聯盟主任，有著豐富的賽事經驗。   本書譯者：中文樂高論壇核心團隊，對本書內容及圖書都做了深入解讀及修訂，使之內容更適合國內人士閱讀。 第1章　設計機器人需要考慮的問題 1 閱讀規則　1 清楚FLL機器人的零件使用

規則　1 研究任務說明　2 將任務按區域分組　2 分析任務　3 畫出場地圖　3 考慮約束和障礙　4 場地的約束　4 環境條件　5 EV3軟體　5 瞭解樂高頭腦風暴硬體　6 EV3區塊　6 觸動感測器　7 陀螺儀感測器　7 顏色感測器　7 超聲波感測器　8 大型伺服電機　8 中型伺服電機　8 開始機器人設計　8 讓整個團隊一起頭腦風暴　9 展示你的設計　9 繪製設計草圖　9 分配資源　10 總結　10 第2章 底盤設計　11 基本設計因素　11 尺寸　11 功率　11 速度　11 電池　12 尋找重心　12 齒輪傳動　14 直齒輪　1

4 皇冠齒輪　14 錐齒輪　14 雙錐面齒輪　15 蝸杆　15 離合齒輪　15 滑輪　16 旋鈕輪　16 傳動比　16 選擇車輪　17 周長　18 安裝　18 履帶　19 最常見的底盤　19 兩輪機器人　19 三輪機器人　20 四輪機器人　20 履帶機器人　20 發現和解決問題　21 總結　21 第3章　直線行駛　23 機器人結構的影響　23 軸距　23 重量　24 車輪的周長　24 車軸的支撐　24 程式設計　25 移動轉向模組　26 移動槽模組　26 我的模組MyMove　27 電池　31 AA電池　31 可充電電池板　32

輔助裝置　32 貼牆行走　32 基地中的出發尺規　34 交流與學習　35 電機匹配　35 消除齒輪間隙的影響　36 發現和解決問題　36 總結　37 第4章　準確轉彎　39 轉向設計　39 差速轉向系統　39 轉向驅動系統　40 與轉彎有關的計算　41 單輪轉動方式　41 雙輪轉動方式　42 程式設計　43 移動轉向模組　43 移動槽模組　43 創建我的模組MyPivot　44 創建我的模組MyTurn　45 陀螺儀感測器　46 校準陀螺儀感測器　46 用陀螺儀感測器轉彎　47 陀螺儀感測器的安裝　47 總結　48 第5章　巡線和檢測線條　4

9 EV3顏色感測器　49 環境光模式　49 反射光模式　50 顏色模式　50 安裝顏色感測器　50 校準顏色感測器　51 進行校準　51 使用EV3校準模組　51 使用本地檔　52 查看校準值　54 刪除校準資料　54 遮蔽顏色感測器　55 巡線　55 兩狀態巡線示例　56 界定兩個以上的狀態　56 實現比例演算法　58 使用兩個顏色感測器　59 檢測線條　60 找到線條　60 檢測線條中的顏色　62 總結　62 第6章　調整機器人姿態　63 調整姿態　63 用側牆調整姿態　63 被動式靠牆對正　63 互動式靠牆對正　65 與線條和區域邊

緣對齊　67 總結　69 第7章　檢測障礙物　71 觸動感測器　71 檢測按下狀態　71 檢測釋放狀態　74 檢測碰撞狀態　75 顏色感測器　76 超聲波感測器　77 總結　78 第8章　無動力手臂　79 無動力手臂類型　79 推送型手臂　80 保險杠式　80 犁式　80 運送盒　81 鉤子型手臂　82 簡單式　82 魚鉤式　83 勾環式　84 叉子式　85 傾倒型手臂　85 收集型手臂　86 單向盒　87 旋轉式　87 彈力型手臂　88 無動力手臂的連接方式　89 固定銷連接　89 無銷連接　89 磁鐵連接　90 總結　90 第9

章　有動力手臂　91 手臂電機的安裝位置　91 安裝在前部　91 安裝在中部　92 安裝在後部　92 確定手臂的類型　92 抓物型手臂　92 爪子式　93 臺鉗式　93 籠式　94 提升型手臂　94 杠杆式　95 叉車式　95 推送型手臂　96 樂高執行機構　96 自製執行機構　96 動力連接　97 直接連接　97 齒輪連接　98 傳動軸連接　98 總結　99 第10章 氣動力　101 氣動系統示例　101 氣動零件　102 氣泵　102 氣罐　102 氣動開關　103 氣動執行器　103 T形接頭和軟管　104 氣壓錶　104 氣動

系統與EV3機器人集成　104 啟動　105 觸發　105 搭建氣動手臂　105 總結　106 第11章 主程序　107 我的模組　107 定義開始和結束事件　107 示例代碼　108 簡單的順序式主程序　108 假設案例說明　108 創建我的模組　109 創建序列　109 代碼示例　109 複雜的主程序　111 程式導航　111 滾動序列　112 創建高級主程序　115 程式顯示　115 保存狀態　117 總結　118 第12章 程式管理　119 EV3更新　119 管理原始程式碼　120

軸距轉彎進入發燒排行的影片

三輪側傾機車之防側傾機構概念設計

為了解決軸距轉彎的問題，作者郭錦鑫 這樣論述：

本研究藉由現有前二後一之三輪側傾機車設計一防側傾裝置，使騎士在轉彎回正時提供輔助力，減輕騎士操作負擔。透過參考車種規劃出機構設計空間，參考Scotch Yoke概念設計一防側傾裝置，並以油壓缸作為機構出力的致動器，應用摩托車動力學計算機車過彎及傾倒所需扭矩，計算出機構所需出力以選出適合的油壓缸，機車回正時機由側傾角與側傾角加速度作為判斷來控制機構出力時間，最後進行Simpack路線模擬驗證。Simpack分析模型與實際車輛重心位置比對差異1%以下確認結構性質一致，最後進行動態模擬路線驗證，其結果顯示於高速時可有效降低轉向扭矩，且能提高轉向時的靈敏性。

樂高機器人EV3設計與競賽指南（第2版）

為了解決軸距轉彎的問題，作者（美）詹姆斯·傑弗里·特羅巴 這樣論述：

本書是一本樂高機器人競賽的指導手冊，針對樂高機器人賽事的各個方面，包括四個主要板塊：設計、導航、操作和組織。通過對這些板塊的詳細闡述，本書能夠指導讀者設計出高水準的樂高機器人作品，同時也能提高讀者的科技素養，並使讀者體會到樂高機器人帶來的樂趣。 James Jeffrey Trobaugh，知名FLL教練，FLL世錦賽的技術答辯裁判，FLL地區聯盟主任，有著豐富的賽事經驗。 本書譯者：中文樂高論壇核心團隊，對本書內容及圖書都做了深入解讀及修訂，使之內容更適合國內人士閱讀。 第1章 設計機器人需要考慮的問題1 閱讀規則1 清楚FLL機器人的零件使用規則1

研究任務說明2 將任務按區域分組2 分析任務3 畫出場地圖3 考慮約束和障礙4 場地的約束4 環境條件5 EV3軟體5 瞭解樂高頭腦風暴硬體6 EV3區塊6 觸動感測器7 陀螺儀感測器7 顏色感測器7 超聲波感測器8 大型伺服電機8 中型伺服電機8 開始機器人設計8 讓整個團隊一起頭腦風暴9 展示你的設計9 繪製設計草圖9 分配資源10 總結10 第2章 底盤設計11 基本設計因素11 尺寸11 功率11 速度11 電池12 尋找重心12 齒輪傳動14 直齒輪14 皇冠齒輪14 錐齒輪14 雙錐面齒輪15 蝸杆15 離合齒輪15 滑輪16 旋鈕輪16 傳動比16 選擇車輪17 周長18 安裝1

8 履帶19 最常見的底盤19 兩輪機器人19 三輪機器人20 四輪機器人20 履帶機器人20 發現和解決問題21 總結21 第3章 直線行駛23 機器人結構的影響23 軸距23 重量24 車輪的周長24 車軸的支撐24 程式設計25 移動轉向模組26 移動槽模組26 我的模組My Move27 電池31 AA電池31 可充電電池板32 輔助裝置32 貼牆行走32 基地中的出發尺規34 交流與學習35 電機匹配35 消除齒輪間隙的影響36 發現和解決問題36 總結37 第4章 準確轉彎39 轉向設計39 差速轉向系統39 轉向驅動系統40 與轉彎有關的計算41 單輪轉動方式41 雙輪轉動方式4

2 程式設計43 移動轉向模組43 移動槽模組43 創建我的模組MyPivot44 創建我的模組MyTurn45 陀螺儀感測器46 校準陀螺儀感測器46 用陀螺儀感測器轉彎47 陀螺儀感測器的安裝47 總結48 第5章 巡線和檢測線條49 EV3顏色感測器49 環境光模式49 反射光模式50 顏色模式50 安裝顏色感測器50 校準顏色感測器51 進行校準51 使用EV3校準模組51 使用本地檔52 查看校準值54 刪除校準資料54 遮蔽顏色感測器55 巡線55 兩狀態巡線示例56 界定兩個以上的狀態56 實現比例演算法58 使用兩個顏色感測器59 檢測線條60 找到線條60 檢測線條中的顏色6

2 總結62 第6章 調整機器人姿態63 調整姿態63 用側牆調整姿態63 被動式靠牆對正63 互動式靠牆對正65 與線條和區域邊緣對齊67 總結69 第7章 檢測障礙物71 觸動感測器71 檢測按下狀態71 檢測釋放狀態74 檢測碰撞狀態75 顏色感測器76 超聲波感測器77 總結78 第8章 無動力手臂79 無動力手臂類型79 推送型手臂80 保險杠式80 犁式80 運送盒81 鉤子型手臂82 簡單式82 魚鉤式83 勾環式84 叉子式85 傾倒型手臂85 收集型手臂86 單向盒87 旋轉式87 彈力型手臂88 無動力手臂的連接方式89 固定銷連接89 無銷連接89 磁鐵連接90 總結90

第9章 有動力手臂91 手臂電機的安裝位置91 安裝在前部91 安裝在中部92 安裝在後部92 確定手臂的類型92 抓物型手臂92 爪子式93 臺鉗式93 籠式94 提升型手臂94 杠杆式95 叉車式95 推送型手臂96 樂高執行機構96 自製執行機構96 動力連接97 直接連接97 齒輪連接98 傳動軸連接98 總結99 第10章 氣動力101 氣動系統示例101 氣動零件102 氣泵102 氣罐102 氣動開關103 氣動執行器103 T形接頭和軟管104 氣壓錶104 氣動系統與EV3機器人集成104 啟動105 觸發105 搭建氣動手臂105 總結106 第11章 主程序107 我的

模組107 定義開始和結束事件107 示例代碼108 簡單的順序式主程序108 假設案例說明108 創建我的模組109 創建序列109 代碼示例109 複雜的主程序111 程式導航111 滾動序列112 創建高級主程序115 程式顯示115 保存狀態117 總結118 第12章 程式管理119 EV3更新119 管理原始程式碼120 使用單台電腦120 多台電腦網路共用121 U盤121 檔命名121 總結122 第13章 技術檔案和技術答辯123 程式文檔123 程式注釋123 列印的程式副本124 機器人設計文檔125 記錄底盤設計125 手臂設計及說明126 技術答辯126 描述你的解決

過程126 介紹你的技術檔案127 與裁判交談127 總結127 附錄A 搭建DemoBot129

模組化農用載具與運動控制系統開發

為了解決軸距轉彎的問題，作者岑源文 這樣論述：

　　目前新型農業已逐漸從傳統的大面積作業發展為精準管理，必須仰賴農場資訊系統與田間機器人進行作物監測與處理，至今已有許多任務型田間機器人問世，但自走機器人售價昂貴，為降低農民成本，本論文開發一部適用於田間之載具，提供相機、噴霧器及各式耕具掛載。　　載具基於一種新型模組化設計概念，包含連接部、懸吊部、轉向部與驅動部四大模組，並可組合為兩輪、四輪、六輪與加高模式，兩輪模式用於單純作物影像紀錄、四輪模式用於作物監測與即時處理，在較大規模農地使用六輪模式，種植較高的作物時則有加高模式，此外，各模式可進行輪距與軸距的調整，且各輪具備獨立驅動、獨立轉向與獨立懸吊。由於模組化載具零件重複性高，通過製作一部

兩輪模式雛形，驗證可行性並提出改良方案，但整體仍過重，未來需配合應力分析進行輕量化。　　控制部分，本論文針對兩輪與四輪模式設計控制器並用MATLAB軟體模擬驗證。兩輪模式類似於倒單擺，無法自行保持直立，除行走與轉彎控制外，還需進行平衡控制，基於動力學推導數學模型，並分為倒單擺與橫擺運動兩個子系統，基於LQR＋MRAC架構設計控制器，結果顯示，狀態追蹤時因為控制器參數的自調作用而產生抖動現象，透過試誤法找到合適的更新速率，最終獲得大幅改善。四輪模式左右對稱，可簡化為腳踏車模型，基於運動學推導數學模型，並選用全狀態回授架構設計控制器，結果顯示，給定初始誤差能在5秒內回到正確路徑。關鍵字：模組化設計

、可調輪距、LQR控制、模型參考自適應控制。