114 全國高級中等學校工業類技藝競賽

機器人職種 ─ 優勝五

高三的工科技藝競賽，我們只有五個月可以準備機構設計、程式和工程報告，時間真的很趕，壓力也很大。

比賽前幾天，機器人突然走歪

離比賽只剩幾天，最後一次試跑的時候，原本跑得好好的機器人突然開始嚴重偏離路線。我們一開始整個傻住，冷靜下來之後一項一項慢慢查，最後終於找到原因：

底盤螺絲在一直測試的震動下鬆掉了，產生肉眼看不出來的小誤差，機器人走越遠，偏得越多。

熬夜把整台重組

確定是機構的問題之後，我們決定留在學校熬夜，把機器人整台重新組過：

全部拆開：把機台拆回一個一個零件。
重新鎖緊：每一顆螺絲、每一個零件都重新鎖好。
重新校正：感測器和馬達的參數全部重調一次。

天亮之前，機器人終於恢復原本的準度。正式比賽時每一項都發揮得滿穩的，最後拿到優勝五。

這五個月學到的東西

機器人職種的程式全部用 NI LabVIEW 寫，這五個月我們學了很多機電整合的東西：

機構設計：夾爪和平台的設計，還有怎麼處理陀螺儀被靜電干擾的問題。
感測器整合：在 LabVIEW 裡讀取、處理攝影機、光達（LiDAR）、陀螺儀和超音波的數值。
自動控制：寫閉迴路控制，控制馬達轉速和夾東西。

用 Formula Node 修正方向

為了讓機器人走歪的時候可以自己修回來，我們在 LabVIEW 裡用 Formula Node 寫了 PD 控制（比例 P 加微分 D）：

// LabVIEW Formula Node (公式節點內的控制邏輯)
// 輸入端子：targetAngle, currentGyroAngle, lastError, baseSpeed
// 輸出端子：leftMotorSpeed, rightMotorSpeed, nextError

float Kp = 1.5;
float Kd = 0.2;
float error = targetAngle - currentGyroAngle;
float derivative = error - lastError;
float output = (Kp * error) + (Kd * derivative);

leftMotorSpeed = baseSpeed + output;
rightMotorSpeed = baseSpeed - output;
nextError = error; // 傳出給下一輪資料流 Shift Register 使用

心得

這次底盤的事讓我學到：硬體只要有一點誤差，程式寫得再好也救不回來。做機電整合，機構的精準度真的不能隨便。

這五個月也讓我發現，壓力越大的時候，越要冷靜想清楚先做什麼、什麼可以先放掉。謝謝我的隊友，出狀況的時候我們沒有互相怪來怪去，而是一起把問題解決；也謝謝指導老師這五個月陪我們在工廠熬了好多個除錯的晚上。