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文◎機械四 王啟任
機械創意競賽 卯足全力秀實力

 
  三道障礙分別為隧道障礙、雙斜坡障礙與跳溝障礙。
 
  同學必須要利用自製的發射器在紫線後面擊倒三個保齡球標靶。
 
  將乒乓球射穿圖中紅色標物 即可得分。
 
  圖中小圓盤即是魔法球寶座 參賽者必須將乒乓球放入。
 
機械系一年一度的盛事,也就是機械創意實作競賽!參賽者主要是由台大機械系的大三學生所參加,學生使用機械設計課程的作業-自製遙控行動發射器,來參與此次的競賽。

這次的比賽大約有接近三十組參加,每一組都極盡巧思,設計出自己的機構、自己的外型、自己獨特的發射器、自己的魔法球放置器,以下是此次的比賽場地與關卡:

依照順序一共有三道障礙:
1.隧道障礙﹍﹍高40 cm×寬40 cm的矩形門溝
2.雙斜坡障礙﹍﹍兩個各長30 cm、高5 cm、與跑道同寬之對稱上下坡,間隔為10 cm
3.跳溝障礙﹍﹍兩個與跑道同寬之單向斜坡構成長20 cm,深10 cm的跳溝

三種發射目標標靶

1.標靶
標靶為玩具保齡球瓶,高約13 cm,腰徑約5 cm,頸徑約 2 cm。
行動發射器在指定第一發球區域內,發射乒乓球將標靶打倒者得分。
2.投射環
開口離地面高度約40 cm、直徑約30 cm 的桶子。
行動發射器在指定第二發球區域內,發射乒乓球進桶內者得分(不可彈跳出來)。
3.魔法球寶座
直徑約9 cm、深約2 cm之下凹座(一般醬油碟子大小),黏貼在圍牆轉角處之牆上(約10 cm高)
魔法球的放置位置;魔法球成功置入者可得分外,且該場次射球總得分雙倍計分。

紫色的線即是開始線,可以看到每隔幾步路就會設置關卡與屏障,這些障礙都必須在設計時納入考量。 隧道障礙只是基本,雙斜坡障礙就必須要考慮到馬達的轉速以及扭力夠不夠強等問題,所以在設計減速機構方面大家也用盡了苦思,如果沒有減速機構的設置則可能會導至轉速過快而扭力不夠強。因此可以看到每一組不同的機構設計。 而跳溝的關卡更是這次比賽的大魔王,每組都有獨特的構想讓人大開眼界,有人讓機器附載了一塊大保麗龍,要經過鴻溝的時候就把保麗龍塊放下,直接把路鋪出來,也有人用一般四輪的車型直接飛越,大部分的同學則使用較保險的方法,不採用傳統的四輪,而使用履帶的方式,就好像坦克根本不在乎地面的凹凸不平,直接輾過去一樣。

這個比賽是由機械系大三的學生用機械設計這門課程的作業來籌辦的,所以學生在機械設計的課程目標之一就是要設計出一台能夠通過這些考驗的行動發射器,除了要有實體的製作,更要利用solidwork等繪圖軟體向教授解釋其設計理念,而整台機器的每一個細節都必須是自己親手加工的,嚴禁改裝任何成品的行為。

比賽時炒熱氣氛的主持人。

一開始每一組都能拿到一個遙控器以及遙控接受器,接下來的電子變速器、馬達可以購買以外,都必須自己去採買並到工廠加工,工廠加工相當有趣,讓我們想起大一的工廠實習學過的加工技巧,這一次幾乎都用到了,也特別謝謝台大機械系工廠師傅的幫忙,為了我們每天都把工廠開到九點甚至十點。

除了傳動裝置以外最令人頭痛的便是發射裝置了,這次比賽有幾種常見的發射機構,其中之一是利用兩顆小馬達軸端在接上四驅車的海綿車胎,左邊以逆時針旋轉右邊以順時針旋轉,中間留下一個乒乓球恰好能過的小縫,帶乒乓球經過時便能夠被射出。也有組別使用彈性鋼,但是彈性鋼的價格較昂貴比較少人使用,原理是用伺服馬達將彈性鋼壓縮處存其彈性位能,最後釋放出來相當大的彈力。當然要完成這樣的發射器還有進球機構、魔法球機構等等需要參賽者去思考去設計,這也是我們第一次自己真正去感受到從無到有的設計過程有多麼艱辛。

 
  參賽者製作的海報。

這次的比賽獎品也相當豐富,性能競賽決賽設金牌獎一名(獎金兩萬元)、銀牌獎一名(獎金一萬元)、及優等獎三名(獎金伍千元),並頒發獎狀。另由評審團票選最佳展示說明獎、最佳創意獎、最佳造型獎及最佳書面報告獎各一名,並由現場觀眾票選最佳人氣獎一名,每一獎項獎金伍千元,並頒發獎狀。
現場不只有機械系來參與盛事的學生,還有許多大開眼界的高中生與家長前來參觀,每個來參與盛會的人無疑都對參賽的大三學生是最好的鼓勵,每一台機器都是我們大三學生費盡心血,投入大量的資金與時間才能完成的,畢竟這參賽的規定就是要全部自己製造,從機器人身上的每一個零件,到外型的美化,讓自己的血汗成品為眾人看到自然是最鼓舞人心的。
這次的活動除了在比賽時有炒熱氣氛的主持人,也有每一組自己製作準備的精美海報,附上詳細的解說,包括設計理念、機構的巧思、外型的特色,等等十分專業的解說,最吸引人的還有抽獎的活動,第一名的大獎還有市價7000元的beats耳機。

2013 年3月16日在台灣大學舊體舉辦的機械創意實作競賽。

這個活動真的是機械系最優良的傳統之一,希望能夠一直延續下去,也希望每一年有越來越多的人前來參加,能夠目睹台大機械系優秀學生結合他們三年所學的血汗結晶!最後謝謝機械系系友會,還有每一位辛苦的教授跟助教。