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姓名 蔡子文(Tzu-wen Tsai)  查詢紙本館藏   畢業系所 資訊工程學系在職專班
論文名稱 直覺式遠程控制機械手臂系統
(Intuitive Remote Control Robot Arm System)
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摘要(中) 由於多軸機械手臂應用發展多元,傳統的控制方法也無法應付日益複雜的工作。操作介面越直接越自然,對於學習門檻就會越低,學習時間就會越短。我們可以在個人手臂上裝置感測器來偵測人體手臂的姿態,進而控制機械手臂運動,以改善傳統操作的複雜性。
在本論文的研究中,我們利用多種慣性感測器 (inertial sensors) 來感應操作者的手臂手腕姿勢,用以操控機械手臂的動作。我們所提出的系統硬體包括六軸機械手臂、MSC-8051控制單元、慣性感測元件、及攝影機。我們所使用的慣性感測元件有:(i) 陀螺儀 (gyro) 偵測手臂的上下、左右、及旋轉運動。(ii) 加速度感應器 (G-sensor) 偵測手臂的傾斜角度變化。(iii) 壓力感應器 (pressure sensor) 偵測操作的手指張合 (opening / closing),以驅動機械手臂夾具鬆開或緊閉。(iv) 磁簧開關 (reed switch) 偵測操作者手指張開或閉合,以中斷陀螺儀的I 2C訊號。最後攝影機是拍攝機械手臂動作畫面,提供給操作者遠程觀看,以做出適當的動作操作機械手臂。本系統可以完整的感測人體手臂動作,控制機械手臂達成複雜的動作,有如夾取三度空間中的物體。
摘要(英) There are more and more applications of Multiple-Axis Robotic Arm to various fields in these decades, and the traditional control methods for robotic arm are hard to deal with these more and more complicated works. If there is a way to operate robotic arms which is close to how a person works with his arms, the operators can easily learn how to operate them and work with it quickly. The idea comes that if a person wears sensors on his arms, these sensors can record the position, move speeds, and other useful data. With these data, the robotic arms can be controlled, work as how operator wave his arms, and are much easier to be used.
In this thesis, we use several sensors which are worn on a person’s arms and fingers to operate robotic arms, and these sensors detect what hands move. The system is composed by Six-Axis Robotic Arm, MSC-8051 and wearable electronic components. The wearable electronic components includes: (i) gyroscope, to detect how hands move, such as waving up, down, left, right, and rotation; (ii) acceleration sensor, to detect the angle of inclination, so that the servomotors incline the robotic arm; (iii) pressure sensor, to detect if the fingers are squeezed or relaxed, so that the clamping apparatus works as the same way to grab stuff; and (iv) reed switch, which lets operators to turn on or turn off I2C controls to gyroscope by press the switch. This system completely detects the action and gesture of human arms, and control robotic arms to do the same ways. This makes robotic arms can do complicated action such as taking things anywhere in 3 dimension space.
關鍵字(中) ★ 遠程機械手臂操控
★ 感測器
★ 穿載式
★ 嵌入式
★ 三度空間環境
關鍵字(英) ★ remote-control robot arm
★ inertial sensors
★ wearable device
★ embedded system
★ 3D environment
論文目次 摘要 II
Abstract III
致謝 IV
目錄 V
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. 系統架構 3
1.3. 論文架構 4
第二章 相關研究 5
2.1. 機械手臂應用 5
2.2. 感測器應用 7
2.3. PID控制器系統應用 12
第三章 感應器與控制器原理及使用 14
3.1. 加速度感應器 14
3.1.1. 加速度感應器原理 15
3.1.2. 加速度感應器控制介面 16
3.2. 壓力感應器 18
3.3. 陀螺儀感測器原理 21
3.3.1. 陀螺儀與感測器左手控制介面 25
3.3.2. 陀螺儀與感測器右手控制介面 27
3.4. PID控制器系統原理 31
第四章 硬體介面及伺服器馬達 33
4.1. MCS-8051單晶片 33
4.2. SSC-32伺服馬達控制器 35
4.3. 可回授位置伺服器馬達 36
4.4. 磁簧開關 38
4.5. 監視模組 40
第五章 機械手臂運動型態 43
第六章 實驗結果 47
6.1. 實驗環境 47
6.2. 感應器相關測試 47
6.3. 陀螺儀與機械手臂測量角度 50
6.4. 壓力感應器與夾具伺服馬達測量角度 53
第七章 結論 56
參考文獻 57
參考文獻 [1] Grasser, F., D,Arrgo, S. Colombi, and A. C. Ruffer, “JOE: a mobile, inverted pendulum,” IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol.49, no.1, pp.107-114, Feb. 2002.
[2] Manocha, K. A., N. Pernalete, and R. V. Dubey, “Variable position mapping based assistance in teleoperation for nuclear cleanup,” in Proc. IEEE Int. conf. on Robotics and Automation, Seoul, Korea, May.21-26, 2001, pp.374-379.
[3] Mansoor, A. Z., M. R. Khalil, and O. A. Jasim, “Position control of DC servo motors using soft-core Processor on FPGA to move robot arm,” Journal of theoretical and Applied Information Technology, vol.32, no.1, pp.99-106, Oct. 2001.
[4] Song, G., S. Guo, and Q. Wang, “A tele-operation system based on haptic feedback,” in Proc. IEEE Int. conf. on Information Acquisition, Shandong, China, pp.1127-1131, Aug. 2006.
[5] Steadlands, in http://www.steadlands.com/data/interlink/fsr402.pdf.
[6] Veras, E., K. Karan, A. Redwan, and R. Dubey, “Laser-assisted real-time and scaled telerobotic control of manipulator for defense and security applications,” in Proc. SPIE conf. on Unmanned System Technology XI, Orlando, Florida, vol.7332, Apr.13, 2009, S-1 - 11.
[7] Vertut, J. and P.Coiffet, eds., Robot Technology, Teleoperation and Robotics:Evolution and Robotics:Application and Techhnology, vol.3B, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, Jun. 1986.
[8] Schilling, R. J. eds., Fundamentals of Robotics: Analysis and Control, Prentice Hall, Inc., New Jersey, Jan. 1990.
[9] Zhand, S. C., and Y. Zhang, “Self-defined gesture recognition on keyless handheld devices using MEMS 3D accelerometer ,” in Proc. of Int. Conf. on Natural Computation, Jinan, China, Oct. 2008, pp.237-241.
[10] 賴盈霖,GPS技術再升級,重力感測器實現航位推算,電子技術報告,新通訊電子,台北,2007。
[11] 廖志偉,可程式控制器在平面磨床之應用研究,碩士論文,私立中原大學,機械工程學系,桃園,2001。
[12] 彭俊霖,無人運動載具精密六軸慣性姿態感測系統的設計與實作慣,碩士論文,國立雲林科技大學,電機工程學系,雲林,2007。
[13] 黃可瑋,運用陀螺儀直觀控制機器手臂之研究,碩士論文,國立臺灣師範大學,機電科技學系,台北,2005。
[14] 劉建賢,使用加速計和陀螺儀之跌倒偵測系統,碩士論文,大同大學,資訊工程研究所,台北,2011。
[15] 維基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/KUKA.
[16] 維基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/I2C.
[17] 維基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/RS-232.
[18] 維基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/MEMS.
[19] 維基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/Gyroscope.
[20] 維基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/ Piezoelectricity.
[21] 維基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/ PID控制器.
[22] 袁芳碩,紅外線感測為基礎之餵食機器人研製,碩士論文,國立中央大學,資訊工程學系,桃園,2010。
[23] 鄭振東,實用磁性材料,全華科技圖書股份有限公司,台北,1999。
[24] 鐘享年,關節行機械手臂機械設計,智慧機器人技術專輯,機械工業雜誌,新竹,2003。
[25] 施建仲,使用線性加速感測晶片的計步器,碩士論文,國立中央大學,資訊工程學系,桃園,2000。
[26] 謝志鴻,應用DSP於伺服馬達控制,碩士論文,私立義守大學,電機工程學系,高雄,2002。
[27] 王殿凱,自主平衡機器人之PID控制實現,碩士論文,私立義守大學,電子工程學系,高雄,2010。
[28] 蔡政哲,電動輪椅之閉迴路差速控制器設計與研發,碩士論文,國立成功大學,醫學工程學系,台南,2006。
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[31] 喬執中,力量控制於機械手臂運動之應用,碩士論文,國立中央大學,機械工程學系,桃園,2001。
指導教授 曾定章(Din-Chang Tseng) 審核日期 2015-7-28
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