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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:翁振皓
研究生(外文):Chen-Hao Weng
論文名稱:三指機械手機構設計與控制
論文名稱(外文):Mechanism Design and Control of Three-Finger Robot Hand
指導教授:黃榮堂黃榮堂引用關係
口試委員:林顯易陳達仁
口試日期:2012-07-20
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:自動化科技研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:三指機械手電位計電容式壓力感測器ATmega2560
外文關鍵詞:Three Finger Robot HandPotentiometerCapacitive Pressure Sensors
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本研究主旨在設計一三指機械手,讓三指機械手可以相似於人手可抓取任何物體。三指機械手共有8個可動關節,用7組直流馬達驅動,以ATmega2560為控制器作為控制核心,整合馬達控制、電路訊號擷取;並加入電位計及電容式壓力感測器做回授控制,使機械手可以耦合任何物體外型及抓取。

This study aims to design of a three-finger robot hand, the three-finger robot hand can capture any object like human hand. The three-finger robot hand comprises: eight revolute joints driven with 7 DC motors, and ATmega2560 microcontroller as control core which combines motor control, signal reading from the joint potentiometers and the capacitive pressure sensors. By this way the robot hand can capture any object with various appearances.

摘 要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 文獻回顧 3
1.4 論文架構 7
第二章 三指機械手機構設計 8
2.1 三指機械手機構設計 8
2.1.1 手指結構設計 8
2.1.2 手掌結構設計 10
2.2 動力驅動傳輸系統設計 11
2.3 三指機械手整體結構 13
第三章 三指機械手運動學分析及機構模擬 14
3.1 三指機械手正向運動學分析 14
3.2 三指機械手機構模擬 22
3.2.1 手指機構模擬 22
3.2.2 手掌機構模擬 22
3.2.3 整體機構模擬 24
3.3 靜力分析機械手之結構 26
3.4 三指機械手電腦輔助工程分析 28
第四章 驅動控制和感測器架構 35
4.1 整體控制策略 35
4.2 馬達驅動電路 37
4.2.1 直流馬達的PWM調速控制 40
4.2.2 DC馬達轉向控制 41
4.3 藍芽(BLUETOOTH)模組 44
4.4 感測器架構 45
4.4.1 角度電位計 45
4.4.2 溫度感測器 46
4.4.3 電容式壓力感測器 48
4.4 回授控制 49
4.5 PID控制理論 50
第五章 結果與分析 53
5.1 三指機械手手勢實驗結果 53
5.2 實際抓取物體測試 56
第六章 結論與未來展望 58
6.1 結論 58
6.2 未來展望 58
參考文獻 60



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