多功能偵查球型機器人及Delta並聯式機器手的研發與應用

The Research and Development of Multi-Function Explore Ball Robot and Delta Robot

方奕文(Yi-Wun Fang)

指導教授 ： 王榮爵

國立虎尾科技大學/電機資訊學院/電子工程系碩士班/碩士(2015年)

摘要

本研究分為兩大不同的目標，一是設計一款移動靈活、迅速、行動無死角、且具有偵查能力的機器人，暨特別研發與製作一具特殊的防水球型機器人；本球型機器人的主要機構，是由3顆AI馬達所組成，有圓球型的外觀，而且具有防水的功能，能以滾動的方式移動。由於球型機器人的外型沒有稜角，所以在移動上較一般機器人快速、敏捷且靈活，可以迅速地做小角度迴旋，以及無死角的變換方向移動，甚至原地變向完全不須要迴旋空間。因此可以迅速且準確的移動任何地方，執行探索任務。在控制器方面使用CM-700控制器，具有即時運算及判斷的能力，讓球型機器人可以自行判斷並執行所需的動作，再加上結合現代智慧型手機Android系統與藍牙模組，對球型機器人可以進行藍芽無線傳輸控制，不僅控制方便而且可以即時回傳所蒐集的環境資訊。球型機器人前方加裝無線攝影機，能將機器人周圍畫面即時傳回電腦，讓操作人員了解機器人行經的環境路況，能及時回傳機器人所在地的環境狀況以及與障礙物的距離，使機器人做出避障的判斷，並使人員更了解現場的情況。所以本機器人可進行室內、野外或未知地區的探索，甚至是溼地或水中也能行動無虞，搶先進入人類無法進入的地區，幫助人類蒐集所需的資訊。二是設計一款自動化控制Delta並聯式機器人，相較於一般串聯式手臂移動靈活，本Delta機器人具備高穩定度與準確度。本Delta機器人的主要機構是由3顆AI馬達、Vacuum Pump搭配自製吸盤、鋁擠型所組成，再加裝網路攝影機構成影像辨識分類系統。本研究以分類元件、零件為設計方向，能讓Delta機器人自動從一堆混亂中的元件、零件來做分類，以減少操作人員將時間花在元件、零件分類上面，達到實驗室人員有更多的時間來做其他研究。

關鍵字

球型機器人 ； 平板電腦 ； 並聯式機器手 ； 串聯式機器手 ； 影像辨識

並列摘要

The study includes two different topics. First, we design a robot which can move quickly to investigate the unknown environment. Therefore, the Multi-Function Explore Ball Robot with the waterproof capability is researched and developed. The drive mechanism of this spherical appearance and waterproof capability ball robot is composed of the three AI motors which achieve two degrees of freedom, so that the ball robot can move quickly by rotating in a variety of terrain to execute investigative mission. The CM-700 controller is used as the control center. It can immediately analysis the environment information and decide the response action. The controller combined with Bluetooth module to execution the Bluetooth wireless transmission to control the ball robot, Wireless cameras, ultrasonic modules and temperature sensors which be placed in the front of the robot. All signals can real-time transmit back to the user's computer and the robot avoid the obstacles. Therefore, the wild or unknown areas can be explored by this ball robot. In the word, the ball robot can move smoothly in the swamps, rugged land, pits, stairs, ramps, water, in order to achieve the investigative mission. It can explore the area of human inaccessible to help people collect the required information. Second, we design an automatic Delta robot which can move quickly, has high stability and accuracy. The main mechanism of Delta robot is composed of the three AI motors and Vacuum-Pump with manual sucker. Further, wireless cameras, which be placed in Delta robot and constitute the image recognition and classification system. A case study of classify components or parts in order to reuse parts which be discarded after experiment. The Delta robot is used to automatic classify from a mess of parts for reducing time to improve work efficiency.

並列關鍵字

spherical robot ； Delta robot ； transform mechanism ； image recognition

參考文獻

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