太陽能模型車網上工作坊

上載日期:2013年10月22日

A) 賽規撮要

在製作比賽用的太陽能模型車之前首先要詳細閱讀規格和比賽規則,才可設計及製作出表現最佳的模

型車,及避免因為不符合比賽規則而被取消資格。

以下是賽規的撮要:

1) 初賽在設有人工照明的賽道上進行比賽,賽道有效長度約 7.4米,闊約134毫米,設起跑閘和電子感

應終點閘,以電子計時器記錄時間。人工照明採用 100W 熱熾電燈泡,設於跑道正上方,各燈泡距離

約200毫米,燈泡與地面空間距離約 130毫米。

2) 決賽在陽光照明的賽道上進行比賽,賽道有效長度長約 13.5米,闊約 134毫米,設起跑閘和電子感

應終點閘,以電子計時器記錄時間,設冠、亞、季、一等和二等獎,另設最佳環保設計及外觀獎。

3) 模型車的最大尺寸為 130毫米(闊)、120毫米(高)、180毫米(長)。

4) 模型車必須使用大會供應的太陽能板和電動機驅動,齒輪組可以自選,車身主要部份必須自行設計

和製造,不同隊伍不能使用設計相同的車身,車輪及車軸可自行製作或選配成品。車身須預留 20毫

米 乘 30毫米 空間給大會貼上識別貼紙。

5) 因為電子感應器在賽道正中,車頭設計須予以配合。

B) 太陽能模型車結構基本認識

1) 模型車基本組件

2) 模型車設計參考例子


木製車架 - 可看到電動機、輪軸和車輪


木製車架 底部 - 可看到齒輪組、輪軸、軸承、車輪、車側導輪支架

   

完整的太陽能模型車 - 以瓦通膠板作車架

電動機及齒輪組的安裝法之一
   

亞加力膠車架 - 車頭兩側裝了導輪

珍珠膠板車架

3) 賽道參考圖片

賽道終點電子計時感應閘(觸碰或非觸碰式)

模型車抵達終點時電子感應閘
停止計時

4) 大會供應的太陽能板、電動機及齒輪參考圖片


大會指定太陽能板 - 約3V 0.7W 100 毫米 乘 60 毫米

大會指定的電動機


大會供應的齒輪套裝共7款,參賽者可選用其它齒輪。

C) 模型車設計及製作要點

1) 車架及車身設計及製作要點

車架可採用任何物料,要點是物料質量要輕及足夠堅固,容易加工及即場維修。車身兩側最好能加裝導

輪,防止車輪因碰到賽道兩側的圍欄而阻礙前進。

2) 太陽能板

必須採用大會供應的太陽能板,要穩固地安裝在車身上,最好能調較高度和角度以取得最多的光量(初賽

時是人工光源,決賽時是太陽光)。太陽能板的規格約 3V 0.7W,在正常的太陽光下,可輸出約3V 230mA

左右的電流。可安裝收集光源的裝置例如反射鏡,聚光鏡等,但要注意最終效果是否理想。

3) 電動機

必須採用大會供應的電動機。

4) 齒輪組、車軸、軸承及車輪

太陽能板供應的電力不多,因此電動機輸出的功率有限。齒輪數量要越少越好,以減少不必要的摩擦損

耗。前後車軸的安裝要平行,確保車子能保持直線前進。軸承要順滑,摩擦力越少越好。車輪大小要配

合齒輪比和電動機的輸出扭力和功率特性,以得到整體最好的效能,即起動力、加速能力和極速之間取

得最好的平衡,用最短的時間跑畢指定的路程。

5) 最佳設計

比賽除了比拼速度外,也設有最佳環保設計及外觀獎,以鼓勵一些採用環保材料製作和美觀的模型車設

計,同學們也可在這方面下點心機和心思。

6) 結論

要設計及製作一部優良的太陽能模型車去勝出速度比拼並不容易,各個部份的設計及製作要互相配合才

能發揮得到最大的效能。同學們除了有良好的知識和技術外,還要有勇於創新、嘗試和求證的精神。隊

員間也需要分工合作,互補長短才可獲得更大的成果。最後一點,比賽成敗並不是唯一的目標,在參賽

過程中所學到的知識、技術、解決困難的經驗和團隊合作精神會對參賽者的個人成長有很大的裨益。

D) 初賽人工照明太陽能模型車賽道橫截面圖 (附尺寸)


賽道闊 134 mm,太陽能模型車最大寬度限制 120 mm,
燈泡底部至賽道表面 130mm,太陽能模型車最大高度限制 120 mm