微控制器遠端操控機械手臂

隨著全球科技日新月異，機器人技術也有重大的進步，但在於險惡的與人類探索未知的環境(如外太空、深海、火山、重度輻射區)仍無法安全的靠近，即使近距離的操控跟按鍵按鈕的方式，都無法讓操作者安全跟精準操作機械手臂。因此，研發出藉由Arduino微控制器、Leap Motion手勢控制器，並利用網際網路通訊達到遠端雙向溝通控制的方式模擬真人手掌手臂，而此系統整合機器人技術和物聯網技術，不但能讓操作者在安全且方便的地方操作遠端機械手臂，並將操作者的指令精準地傳達給機械手臂，且完整地融入任務執行過程中。本論文目標是希望透過Leap Motion搭配MQTT遠端傳輸訊息，達成遠端操控機械手臂模擬真人的手指動作與手臂移動。然而，機械手臂的作動主要是透過MQTT 遠端傳輸訊息，使Arduino Ameba RTL8195 微控制器和 PCA9685 16路舵機驅動板，可接收到Leap Motion傳達的動作指令以驅動伺服馬達完成遠端操控機械手臂的作動。本論文將詳細介紹Leap Motion、Arduino、MQTT，以及說明如何將Leap Motion和Arduino軟體之間整合的過程(如Arduino 網路連線、程式碼編譯)，並如何搭配MQTT使機械手臂可遠端接受相關指令(如:架構簡易MQTT伺服器)，且Arduino 與 MQTT可監控訊息傳輸。此外，硬體方面說明有機械手臂和仿真機械手組裝過程、伺服馬達角度調整、電路圖與線路整理，最後統整機械手臂移動抓取物體的實驗結果，並從數據中分析缺點且提出改善方法。

關鍵字

機械手臂

並列摘要

This paper uses Leap Motion to send messages to Arduino Ameba RTL8195AM to activate the arm. Remote connection to Arduino via MQTT and wireless network, manipulator receive WIFI outdoors to receive Leap Motion instruction. The arduino and meap motion software used in this study have a wealth of resources, Includes MQTT server IoT setup, software script analysis and monitoring data. Mechanical palm and robotic arm assembly, use 3D printing to improve finger size and design suitable bending angles. Reduce the data transfer speed of leap motion and solve the problem that Arduino 8051 single-chip data processing speed is lower than MQTT data transmission speed. Finally the experiment robot grabs the item experiment and outdoor remote control experiment.

並列關鍵字

ArduinoAmeba ； LeapMotion ； MQTT ； Mechanical arm

參考文獻

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