(18.206.177.17) 您好!臺灣時間:2021/04/16 23:12
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:楊栢瑄
研究生(外文):Bo-Syuan Yang
論文名稱:基於AVR微控制器仿多足生物機器人運動行為之研究
論文名稱(外文):Based on AVR MCU Research of the Multiped Bionic-Robot Movement Behavior
指導教授:李孝貽李孝貽引用關係楊志雄楊志雄引用關係
指導教授(外文):Hsiao-Yi LiChih-Hsiung Yang
口試委員:李孝貽吳鴻源蕭盈璋
口試委員(外文):Hsiao-Yi LiHung-Yuan WuYing-Chang Hsiao
口試日期:2014-07-17
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:電機工程系博碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:仿生機器人三腳步態波形步態疊波步態蟹行步態
外文關鍵詞:Bionic-robottripod gaitwave gaitripple gaitcrab gait
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:492
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:94
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
人類對生物研究與機器人研發已行之多年,隨著近年來對於跨領域研究的重視,這兩個分別隸屬於科學和工程的研究,逐漸產生了交集,而有了「仿生機器人」這一個新興領域的誕生,其應用了自然界生物系統中所擁有的一些機制與設計,使機器人能展現該生物系統所具有的特定功能。因此本研究係針對六足機器人,賦予數種仿多足生物行進步態,可隨使用者透過遙控介面,選擇該地適合之運動行為,其步態包含三腳步態(tripod gait)、波形步態(wave gait)、疊波步態(ripple gait)及蟹行步態(crab gait),仿生機器人不但可隨環境改變行走步態,亦可透過使用者,選擇仿生物攀爬模式,以跨越行進間之障礙物。而此仿生機器人之系統設計,吾等使用了二組AVR單晶微電腦,其中一組為受控端之主控單元ATmega128A,由XBee通訊模組接收遙控端之命令碼,以作為主控單元輸出脈波寬度訊號之依據,隨時調整18組伺服馬達之旋轉角度,以維持六足姿態穩定。而另一組為遙控端之主控單元ATmega8A,配合繪圖型LCD顯示選單介面,用不同的按鍵,以選擇行進步態,並透過XBee通訊模組,傳輸相對應之命令碼。經由本研發仿生機器人之設計與操控,可了解多足生物之運動軌跡與行進模式,以提昇興趣者對機電整合多樣化之體認。
Humans have researched in both biology and robot for many years. Along with thinking highly of interdisciplinary research in recent years, these two researching fields which respectively belong to science and engineering have more and more intersection. Therefore, a new emerging researching field named "Bionic-Robot" comes into being.
For adding some specific function of natural creatures, "Bionic-Robot" applies many mechanisms and designs in biological systems of mother nature.
Consequently, this study is mainly aimed at hexapod robot given with several different bionic gaits. We can select appropriate gait for the robot by the interface of remote control. The gaits contains tripod gait, wave gait, ripple gait, and crab gait. Bionic robot not only can change gait with variant environment, but also can switch to bionic climbing mode by the user to stride across barriers.
To Design the bionic-robot system, we utilized two sets of AVR microprocessor control unit. One is of the slave terminals of main control ATmega128A. It received command code from several servos by XBee communication module. According to the command code received, the main control unit of ATmega128A fan-out PWM signals, and the signals are used to real-time adjust the rotation angle of 18 sets of servos in order to maintain posture stability of the hexapod robot. The other microprocessor control unit is of the master terminals of main control ATmega128A. Through the menu displayed by graphic LCD and different buttons, it can select gait and output correlated command code by XBee communication module.
Through the presentation of the design and the manipulation of biomimetic robot in our research and development, the interested mass cannot only realize more about both track and gait of multiped creatures, but raise more comprehension about mechatronics variety.
摘要…………………………………………………………………………i
Abstract…………………………………………………………………….ii
致謝………………………………………………………………………..iii
目錄……………………………………………………………………..…iv
圖目錄…………………………………………………………………….vii
表目錄……………………………………………………………………xiii
第一章 緒論……………………………………………………………….1
1-1 研究目的與動機……………...…………………………………..1
1-2 相關回顧………………………………...……………………..…1
1-3 論文架構…………………………………...……………………..3
第二章 系統架構與實體機構設計……………………………………….4
2-1 系統架構……………………………………...…………………..4
2-1-1 遙控端系統架構………………………...…………………4
2-1-2 受控端系統架構…………………………...………………5
2-2 機構與零組件之設計……………………………...……………..6
2-2-1 六足機器人機身設計………………………...……………8
2-2-2 六足機器人足部關節機構設計………………...………..11
2-2-2-1 基節(Coxa)之機構設計…………………..……….11
2-2-2-2 轉節(Trochanter)之機構設計……………..………13
2-2-2-3 腿節(Femur)之機構設計…………………..……...16
2-2-2-4 脛節(Tibia)之機構設計……………………..…….19
2-2-3 六足機器人組合概觀………………………………...…..22
2-3 遙控器外觀之規劃…………………………………………...…26
2-3-1 遙控器外觀零件之介紹……………………………….....26
2-3-2 遙控器外觀組合件之介紹…………………………….....29
第三章 硬體元件與電路設計…………………………………………...32
3-1 電路板規劃與配置……………………...………………………32
3-1-1 遙控端電路板配置………………...……………………..32
3-1-2 受控端電路板配置…………………...…………………..36
3-2 RC伺服馬達…………………………………...………………...41
3-3 鋰離子電池……………………………………...………………43
3-3-1 18650鋰離子電池…………………………...……………43
3-3-2 磷酸鋰鐵電池………………………………...…………..44
3-4 磁環…………………………………………………...…………45
3-5 XBee通訊模組………………………………………...………...46
3-6 繪圖型LCD……………………………………………..………48
第四章 軟體介紹………………………………………………………...49
4-1 SolidWorks………………………………………………...……..49
4-2 Protel 99 SE………………………………………………...…….50
4-3 WinAVR……………………………………………………...….52
4-4 AVR Studio……………………………………………………....53
4-5 遙控器程式架構………………………………………...………55
4-6 機器人程式架構…………………………………………...……59
第五章 實驗結果………………………………………………………...61
5-1 三角步態分析………………………………………………...…61
5-2 蟹行步態分析…………………………………………...………66
5-3 波形步態分析……………………………………………...……68
5-4 疊波步態分析……………………………………………...……73
5-5 攀爬步態分析………………………………………………...…77
5-6 步態週期分析…………………………………………………...81
第六章 結論與未來展望………………………………………………...83
參考文獻………………………………………………………………….84

[1].陳盈翰,「多自由度雙足機器人之設計與控制實現」,國立中央大學電機工程研究所碩士論文,2006年。
[2].林德耀,「仿生物反射動作應用於六足機器人在凹凸不平地面行走」,逢甲大學自動控制工程研究所碩士論文,2008年。
[3].K.S. Espenschied, R.D. Quinn, H.J. Chiel and R.D. Beer, “Leg coordination mechanisms in the stick insect applied to hexapod robot locomotion,” Adaptive Behavior, pp. 455-468, 1993.
[4].翁翠萍,「台科大發表仿真人機器人頭部 會看樂譜唱歌」,大紀元,http://www.epochtimes.com/b5/7/3/30/n1663137.htm,2007年3月30日。
[5].2005年日本世界博覽會中文官方網站,http://www.expo2005.or.jp/tcn/robot/robot_project_02.html。
[6].錢錚,「日本研發出仿真"美女"機器人」,新華網,http://news.xinhuanet.com/world/2009-03/17/content_11026871.htm,2009年3月17日。
[7].維基百科,微控制器,
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BE%AE%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8
[8].ATMEL,Microcontrollers,megaAVR MCUs
,from http://www.atmel.com/devices/atmega128a.aspx
[9].維基百科,液晶顯示器,http://zh.wikipedia.org/wiki/LCD
[10].嚴中佑,何足為奇-昆蟲的足(續篇),簡訊310期,http://web2.nmns.edu.tw/PubLib/NewsLetter/fulltext.php?id=3860&url=102/310/8.pdf
[11].施慶隆、李文猶 編著,“機電整合控制:多軸運動設計與應用(第二版)”,全華圖書出版社。
[12].維基百科,鋰離子電池,http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%94%82%E7%A6%BB%E5%AD%90%E7%94%B5%E6%B1%A0
[13].林振華、林振富 編著,“充電式鋰離子電池:材料與應用”,全華圖書出版社。
[14].電子博客,“淺談18650紀錄鋰離子電池由來”,http://www.eepwblog.com/post/744.html
[15].維基百科,磷酸鋰鐵,http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%B7%E9%85%B8%E9%8B%B0%E9%90%B5
[16].維基百科,磁珠,http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E7%8F%A0
[17].XBee®/XBee-PRO® RF Modules Product Manual, Digi International Inc.
[18].林義翔、劉士達 譯著,“建置無線感測網路”,歐萊禮出版社。
[19].田民波 編著,“TFT 液晶顯示原理與技術”,五南出版社。
[20].張義和、李榮元 編著,“一例就GO專題製作:中文LCD顯示器”,新文京出版社。
[21].維基百科,SolidWorks,http://zh.wikipedia.org/wiki/SolidWorks
[22].許中原 編著,“SolidWorks 2008基礎範例應用”,全華圖書出版社。
[23].維基百科,Altium designer,http://zh.wikipedia.org/wiki/Altium_designer
[24].羅森小站,實驗室AVR開發工具介紹-軟體篇,https://sites.google.com/a/mvmc.me.ncu.edu.tw/rossen/avr-tutorial/dev-tools-software

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔