機械工程系｜曾世昌老師

農業型自走車

主持人｜曾世昌

隨著科技逐漸進步，為了追求工作效率逐漸導入自動化進而蔓延至農產業上，主要以避免人力在高熱以及長時間的消耗體力作業。農業自走車需用在農地不平以及長時間於炎熱環境下工作，以改善人力作業的風險。此案主要以同學之間互相合作，分配任務如機構設計、程式設計、電機控制、機械加工等多項任務，而同學須將機構與電機做自動化整合，如同結合為一項專案，以利本校學生日後就業時可增加相關實作經驗與社會腳步，也進而讓學生從中找到感興趣的事物。

發展歷程與步驟

一開始學習自走車之構造與系統，學習如何架構其系統，並依裝置載入驅動所屬之程式，演算其運行軌跡與馬達速率，進而達到無線遠端遙控。利用ROS系統進行設備資料建構與訊號擷取，使其自走車上的紅外線測距儀、伺服馬達驅動進行訊號偵測並回傳給自走車，其目的為分辨是否有無障礙物與建構實際地圖。而後透過資料與連線整合後，即可在筆記型電腦上操作無須連線至自走車，增加了自走車的方便性與實用性，並利用程式整合讓設備與控制器結合執行出即時避障功能，使其提高自走車的安全性。為了能夠在農地上進行採集之動作，團隊參考了LeArm之機械手臂二次開發套件，在不影響紅外線測距儀的情況下加裝至自走車上。利用Arduino IDE寫入Arduino紅外線感測器與手臂進行串連達到無人控制夾取物件之功能。當兩者結合時，因ROS與Arduino屬開源程式並無不相容之情況發生，進而使實驗更加順利與便捷。經過手臂與自走車建構與連線完成後，進行測試時完成A點夾物B點放置之功能。

成果與衍生價值

使用自走車與手臂相容後，能運用的方向極為廣泛，如搬運、醫療、倉儲、巡邏等等功能。使用六軸機械手臂並進行數據庫與程式庫建立後，進行燒錄至手臂進行程式讀取與運作，並使用紅外線與超音波偵測物體，獲取物體訊息後進行手臂運動夾取，而自走車則是運動至A點等待手臂完成工作後前往B點進行放置。這過程中雖然看似簡單，但運用了許多不同的程式、環境、數據庫、函式庫與訊號偵測等功能，使其完成任務。