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2024年03月28日Thursday

競賽成果/第50屆臺北市科學展:特優

賀 : 重機科 榮獲 第50屆 臺北市科學展:特優

 

【獻獎:市長柯文哲、教育局長曾燦金】

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【指導老師與學生】

指導老師:陳年佑 老師

學生:林良昊、陳大展、邱思齊

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【研究內容概述】

目前工程業界,重型機具施工成本很高。以挖掘機來說,一部中型機具的單日租金上萬元。若再加上操作人員工資等費用,成本高昂,因此,在聘雇操作駕駛時,通常會希望採用技巧較純熟的技師,因為其施工的效率,根本性的決定營收多寡。

另外,一部挖掘機的運動範圍,乃是由「大臂、二節、挖斗」三部份所構成 (如下圖左)。再加上機體的「迴旋」動作,共有四個自由度。這四個動作,分別由駕駛室的二支操縱桿所控制,操作時,另需參考各廠商的操縱桿配置 (下圖右為常用的操縱桿配置圖)。因此,要靈活操作挖掘臂,通常需要時間經驗的累積。

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而本研究的目的,就是擷取師傅的技術經驗,將其融合到智慧型輔助系統,提高施工精度、降低技師入門門檻。為了達到此目的,我們採用三階段的研究驗證法:

● 第一階段為專家咨詢,此階段有2個重點:

1.首要重點是「建立評估準則」,因為一個研究或實驗通常需要進行評估,我們可以藉由專家經驗資料蒐集得到此評估標準;

2.其次是瞭解「操作技巧」,確認挖掘動作如何才能兼具效率與精確度,以作為後面二個階段 (改良開發、實驗) 的方向。

● 第二階段為數學模型建立,此階段將挖掘運動數學化,並同時開發挖掘機的實驗模型、將控制邏輯建入實驗模型中。此階段的目的是利用實驗模型的操作結果,進行挖掘模式的修正與改良以下是實驗模組3D繪圖;

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控制器主電路:

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● 第三階段為實體大型實驗,此階段將先前二階段的研究結果整合至實體機具進行實驗,整合理論與實務,並對實驗結果進行分析。

 

【教育局 主辦 慶功宴】

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