摘要............................................................................I Abstract.......................................................................II 誌謝..........................................................................III 目錄...........................................................................IV 圖目錄........................................................................VII 表目錄..........................................................................X 第一章 緒論......................................................................1 1.1 研究背景與動機............................................................1 1.2 文獻探討..................................................................1 1.3 研究目的..................................................................3 第二章 掃落葉機器人系統簡介.....................................................4 2.1 機器人硬體設計............................................................4 2.1.1 機器人硬體架構..........................................................5 2.1.2 輸送帶機構設計..........................................................7 2.1.3 風管系統機構介紹........................................................9 2.1.4 清掃機構設計...........................................................11 2.1.5 選用車輪馬達...........................................................13 2.2 機器人電路設計與規劃......................................................17 2.2.1 鉛酸電池...............................................................19 2.2.2 繼電器................................................................20 2.2.3 馬達驅動器.............................................................20 2.2.4 降壓模組...............................................................21 2.2.5 液晶顯示器LCD..........................................................21 2.3 微控制器介紹.............................................................22 2.3.1 Arduino MEGA 2560.....................................................22 2.3.2 ESP-12E開發板.........................................................23 2.4 編碼器介紹...............................................................23 2.5 通訊系統介紹.............................................................24 2.5.1 I2C(Inter-Integrated Circuit Bus)介紹.................................25 2.5.2 網路通訊協定...........................................................26 2.6 軟體系統開發.............................................................26 2.6.1 Visual Studio C#人機介面開發...........................................26 第三章 研究方法..............................................................30 3.1 系統架構................................................................30 3.2 風管箱設計方法...........................................................31 3.3 風管設計方法.............................................................33 3.3.1 田口式直交表實驗法......................................................33 3.4 風管分析方法.............................................................33 3.4.1 變異數分析介紹.........................................................34 3.4.2 迴歸分析介紹...........................................................34 第四章 風管實驗與儀器介紹.....................................................35 4.1 風速計..................................................................35 4.2 風管加工方法.............................................................36 4.3 制訂田口式直交表實驗計畫..................................................37 4.3.1 控制因子...............................................................38 4.3.2 理想機能選擇...........................................................40 4.3.3 選擇直交表.............................................................41 4.4 迴歸分析模型建立.........................................................42 4.4.1 資料處理...............................................................42 4.4.2 迴歸分析模型檢定.......................................................43 4.4.3 優化模型比較...........................................................45 4.4.4 模型驗證...............................................................49 4.4.5 參數最佳化評估.........................................................50 第五章 實驗結果與討論(Discussion).............................................51 5.1 變異數分析結果...........................................................51 5.2 因子效應結果.............................................................53 5.3 田口式實驗法結果與迴歸分析結果比較..........................................54 5.4 測試收集落葉的結果........................................................55 5.5 噪音測試結果.............................................................59 第六章 結論(Conclusions)與未來展望............................................60 參考文獻........................................................................61 附錄...........................................................................63