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作者:鄭智銘(2008-04-09);推薦:徐業良(2008-04-10)
附註:本文為元智大學九十六學年度第二學期「ME441A自動化機械設計」課程之實作計畫說明。

ME441A自動化機械設計機器人競賽-七龍珠爭奪戰

本學期課程以設計小組的方式,讓同學實際參與並執行一項機器人設計計畫,並於元智大學五月底創意週的活動中展出,參與七龍珠爭奪戰的機器人競賽,藉此呈現各設計小組的創意與執行能力。各設計小組所完成之機器人,必須通過資格賽考驗後方能晉級參與5月底的機器人七龍珠競賽。

1.     競賽場地與環境介紹

(1)    競賽場地

機器人七龍珠競賽場地如圖1所示,場地大小為長300公分、寬400公分,並於場地左右方設置龍珠收集器A與龍珠收集器B,分屬於兩個競賽隊伍使用。場地外設有一無線基地台,提供機器人無線網路連線使用。

1. 機器人七龍珠競賽場地圖

(2)    龍珠等級與分類

場地內部散佈三種等級的七龍珠,操控者與機器人必須眼光銳利地辨別龍珠的等級,收集龍珠後放置於龍珠收集器內。真七龍珠的外觀如圖2所示,七顆龍珠上分別貼有1~7顆星星,分別擁有1~7分;白色的黑心龍珠如圖3所示,貼有藍色星星,拿到黑心七龍珠時每一顆會被扣一分;分數最高的特級龍珠如圖4所示,貼有金色星星,奪得此龍珠會加10分。

2. 真七龍珠

3. 黑心龍珠

4. 特級龍珠

(3)    龍珠收集器

場地左右方分別有兩個龍珠收集器,機器人收集到的龍珠必須投入龍珠收集器方能算得分。圖5為龍珠收集器外觀,龍珠收集器有大、小兩個龍珠收集口,大收集口距地面高度低、洞口較大、難度較低,小收集口距地面高度高、洞口較小、難度較高。進入小收集口後的龍珠會妥善保存,但進入大收集口的龍珠有可能會被對方的機器人掠奪。在大收集口的右側面有一個如圖6所示的吐珠開關,機器人可以推動敵方的吐珠開關讓對方小收集口內的龍珠全部吐出。

5. 龍珠收集器外觀

6. 龍珠收集器吐珠口與吐珠開關

(4)    機器人通訊架構

7所示為機器人通訊架構,操作者操作Wii手把所產生的動作指令,藉由藍芽方式被NB上的VB程式接收。VB程式分析Wii手把的動作指令後,以無線網路(WLAN)方式傳輸指令至機器人上的PIC_SERVER 2,再經由I2C通訊透過PIC_PROTO控制馬達及拾球機構,遠端操控機器人進行各項動作。

7. 機器人通訊架構

2.     資格賽

各設計小組所完成之機器人,必須通過59第二次機器人計畫報告中的資格賽考驗,方能參與創意週的機器人競賽。比賽內容為各小組以Wii手把操控機器人於場地中繞行特定的5個檢查點,圖8所示為機器人資格賽的繞行路徑,各設計小組的機器人依序繞行ABDC(B)E的順序繞行。

各測試路徑可以測試機器人行走不同路徑的能力:

Ÿ         路徑AB:從A點出發,行走至B點停止。此路徑測驗機器人直線行走的能力。

Ÿ         路徑BD:從B點出發,機器人橫向平移至D點後停止。此路徑測驗機器人橫向直線行走的能力。

Ÿ         路徑DC:從D點出發,轉45度後直行至C點,並逆時針(或順時針)轉向面對B點後停止。此路徑測驗機器人轉各種角度的能力。

Ÿ         路徑CBE:從C點出發,經過B點不停,馬上轉向45度面對E方向走至E點後停止。此路徑測驗操作者對機器人操控的靈巧度。

8. 機器人資格賽繞行路徑

3.     七龍珠爭奪戰競賽規則

七龍珠爭奪戰競賽時,為一對一的競賽方式,機器人除了可以拾取七龍珠投入龍珠收集器累積分數之外,也需要擔任防守的工作,防止對方將黑心龍珠投入我方的收集器內,或是啟動我方的吐珠開關。

(1)   兩組機器人同時間於場地上比賽,時間為10分鐘。

(2)   比賽開始時,機器人放置定點後,由操作者以Wii手把控制,不得有任何處碰機器人的違規動作。

(3)   比賽為一對一競賽,獲勝次數最多的設計小組為冠軍。

(4)   比賽時會分配各組專屬的龍珠收集器,最後總成績以該組龍珠收集器內的真假龍珠所加總的分數決定勝負。

(5)   除了拾取龍珠之外,也可以將黑心投入對方的龍珠收集器內,造成對方扣分。

(6)   機器人也可以開啟對方收集器的吐珠開關,讓大收集口內的龍珠全數吐出。