本論文主要研究目的是設計一部可用於小型風管內之履帶式清潔機器人，機構可分成底盤及車身兩部分，並利用毛刷來達到風管清潔的目的。
研究項目包含整體結構設計、清潔系統設計以及影像擷取系統，整體結構設計包含底盤車身設計、結構材料選擇以及輕量化設計；清潔系統是以馬達驅動雙毛刷來達到清潔的目的；影像擷取系統則是設計攝影鏡頭(WebCam)之夾持裝置及固定於車身之機構。
經由實驗測試結果得知，目前風管清潔機器人確實具備遠端控制之能力、原地旋轉、穿越障礙物以及影像傳輸等功能，達成風管清潔的目的。

The object of this thesis is to design a track robot that can be used to clean the small air duct. The mechanism of this robot can be divided into two parts. They are chassis and body. The cleaning device is two brushes. 
The research work includes the design of overall structure, cleaning system, and the mechanism of image acquisition. The design of overall structure contains optimal design, choice of structure material and chassis body design. Two motor-driven brushes are used in this cleaning system. The mechanism of image acquisition is a design of clamping device with camera (WebCame). The mechanism of image acquisition is fixed on the body.
The experimental results show that the air duct cleaning robot has the ability of remote control, rotation in place, going through the obstacles, image transmission.

目錄
誌謝		I
中文摘要	II 
英文摘要	III 
目錄		IV
圖目錄		VII
表目錄		X
第一章	緒論	1
1.1	前言	1
1.2	研究動機與目的	2
1.3	文獻回顧	4
1.3.1	國內研究成果	4
1.3.2	國外文獻與相關產品	6
第二章	風管清潔機器人機構系統	9
2.1	機構設計理念	9
2.2	底盤之車體結構	12
2.2.1	底盤底部	13
2.2.2	底盤側邊	13
2.2.3	強化結構	13
2.2.4	履帶齒輪	14
2.2.6	張力惰輪	19
2.2.7	防震材料	20
2.3	車身之車體結構	22
2.3.1	車身底板	23
2.3.2	車身側板	23
2.3.3	前後板	24
2.3.4	防塵蓋	24
2.4	清潔系統	25
2.5	影像擷取系統	26
2.6	風管清潔機器人組裝流程	28
2.6.1	底盤組裝	28
2.6.2	車身組裝	36
2.6.3	風管清潔機器人整體架構	42
第三章	驅動系統與電源電路系統	43
3.1	硬體介紹	43
3.2	控制器系統設計方式	47
3.2.1	伺服馬達控制	47
3.2.2	PWM輸出	47
3.2.3	感測器	48
3.2.4	震動補償機制	48
第四章	研究成果	50
4.1	風管清潔機器人底盤	50
4.2	風管清潔機器人車身	51
4.3	風管清潔機器人	52
第五章	結論與討論	58
5.1	結論	58
5.2	討論	58
參考文獻	60

 
圖目錄
圖1. 1風管機器人正視圖[11]	4
圖1. 2風管機器人側視圖[11]	5
圖1. 3文獻[12]之機器人實體圖	5
圖1. 4文獻[17]之風管清潔機器人	7
圖1.5瑞典WintClean Air公司所開發的五種功能	7
圖1. 6丹麥Danduct 公司所生產的風管清潔機器人	8
圖 2. 1車身設計流程圖	10
圖 2. 2機器人底盤示意圖	11
圖 2. 3機器人車身設計示意圖	11
圖 2. 4選用之履帶	16
圖 2. 5履帶防滑貼片	16
圖 2. 6選用之齒輪	17
圖 2. 7主動輪連結塊	18
圖 2. 8惰輪連結塊	18
圖 2. 9張力惰輪	19
圖 2. 10 EPE防震材料外觀	22
圖 2. 11選用之毛刷	26
圖 2. 12攝影鏡頭組件示意圖	27
圖 2. 13夾持裝置示意圖	27
圖 2. 14底盤基底組裝	28
圖 2. 15連結底部強化片	29
圖 2. 16底盤底板下方防震墊片	30
圖 2. 17放置防震墊片	31
圖 2. 18馬達固定方式	31
圖 2. 19安裝培林	32
圖 2. 20放置履帶齒輪連結塊	33
圖 2. 21 E型扣環	33
圖 2. 22連結張力惰輪	34
圖 2. 23齒輪安裝	35
圖 2. 24底盤組裝完成示意圖	36
圖 2. 25車身前後板與底板連結固定	37
圖 2. 26放置馬達連結車身側板	38
圖 2. 27安裝NI sbRIO-9602電路板	39
圖 2. 28影像擷取系統	40
圖 2. 29安裝影像擷取系統	41
圖 2. 30車身完成示意圖	41
圖 2. 31車體完成示意圖	42
圖 2. 32安裝毛刷完成示意圖	42
圖 3. 1 NI sbRIO-9602實體圖	44
圖 3. 2 VNH3SP30實體圖	45
圖 3. 3 LM7809A穩壓電路圖	46
圖 3. 4 MLX90609實體圖	46
圖 3. 5 LIS3LV02DQ實體圖	47
圖 3. 6未啟動振動補償機制畫面	49
圖 3. 7啟動振動補償機制畫面	49
圖 4. 1風管清潔機器人底盤	51
圖 4. 2風管清潔機器人車身	52
圖 4. 3風管清潔機器人整體結構	53
圖 4. 4模擬風管	55
圖 4. 5 模擬風管實驗之位置示意圖	55
圖 4. 6模擬風管行進過程分解圖	56
 
表目錄
表4. 1機器人尺寸比較表	57

[1]	萬迪隸，冷凍與空調工程，第七章，空調系統的風管，東華，
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[2]	鄭維金，通風管管頂型式對室內通風效益影響之研究，國立成功
大學建築學系碩士論文，民國92年。
[3]	邱垂興，空調風管最佳化設計與壽年成本分析，國立台北科技
    大學冷凍與低溫科技研究所碩士論文，民國90年。
[4]	許凱翔，風管系統之最佳化模擬及實例驗證研究，雲林科技大學
機械工程系碩士論文，民國90年。
[5]	勞工安全衛生法，第三章，行政院勞工委員會，民國93年。
[6]	賴秋勳，風管設計施工便覽，中華水電空調雜誌社出版，民國81年。
[7]	NADCA網站: http://www.nadca.com/international/
[8]	100 種病菌藏身於中央空調」網站：
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[9]	陳海曙，室內空氣品質不佳之案例研究，中華民骨建築學會
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[10]	林佐美，都會區空氣品質與呼吸性疾病就診人數之研究，東海大學環境科學系碩士論文，民國93年。
[11]	歐良派，風管清潔用機器人之設計與研製，國立雲林科技大學電
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士班碩士論文，2005。
[14]	鄭克寧，管道機器人的研制，浙江大學碩士班碩士論文，2006。
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[17]	WintClean Air網站 :http://www.wintcleanair.com/
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[19]	瑩芳實業有限公司網站：www.yfepe.com.tw    
[20]	Singapore Robotic：http://www.sgbotic.com/