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研究生: 賴科樺
Ke-hua Lai
論文名稱: 互動遊戲人形化機器手之研發
Development of Anthropomorphic Robot Hands for Human-Robot Interactive Gaming
指導教授: 林其禹
Chyi-Yeu Lin
口試委員: 邱士軒
Shih-Hsuan Chiu
郭重顯
Chung-Hsien Kuo
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 67
中文關鍵詞: 人形化機械手擬真機械手互動機構
外文關鍵詞: Anthropomorphic robot hand, realistic robot hand, interaction, mechanism
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  • 本文的主要研究目標為設計一隻擬真的人形化機械手,用於與玩家進行諸如划拳、迎賓招待等互動遊戲。本研究共設計了兩次不同類型的擬真機械手,在機構設計前,先以一般人常用的手勢定義為目標手勢,進而設計第一次機械手機構。該設計是一隻擁有五個自由度的機械手。設計完成後,將該次結果分析與比較,做為第二次設計的改進點與方向。第二次設計是一隻擁有七自由度的機械手。為了驗證第二次設計的進步性,二次機械手設計進行相互比較,並探討兩次不同設計的差異性與優缺點。結果證明本研究的第二次設計結果具有較高的仿真度,但可惜的是由於時間限制,這兩次設計內都尚未加上擬真手皮。


    The main purpose of this thesis is to design an anthropomorphic robot hand, mainly for interacting with the human players, such as in finger gaming, receptionist robot, etc. In this study, two different types of designs of anthropomorphic robot hands are studied. Before the start of the mechanism design, human common gestures in general situations are defined as targets gesture. The first robot hand has five degrees of freedom. After the design is complete, a number of analyses are performed so as to define the directions of improvement for the second hand design. The second robot hand has seven degrees of freedom. In order to confirm the improvement, two hand designs are compared and the advantages and disadvantages are shown. The result of this study demonstrates that the second design has a high degree of verisimilitude. But pitifully, due to time constraint, both hand designs have not yet been covered by artificial skin.

    中 文 摘 要 i 英 文 摘 要 ii 誌 謝 iii 目 錄 iv 圖 目 錄 vi 表 目 錄 viii 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 1 1.3 研究背景與文獻回顧 2 1.4 論文結構 13 第二章 人類手掌手勢探討 14 2.1 人類手掌結構探討 14 2.2 人類常用手勢探討 17 第三章 第一代人形化機械手機構設計與製作 20 3.1 機電系統規劃 20 3.2 機構設計 20 3.2.1 手掌機構初型設計(未採用) 20 3.2.2 手指彎曲及伸直機構設計 21 3.2.3 拇指手指彎曲及伸直機構設計 24 3.2.4 手指動力驅動方式 24 3.2.5 手掌與下手臂整體設計 26 第四章 第一代設計實驗結果與評估 28 4.1 第一代實體機構組裝 28 4.2 第一代機械手掌動作測試 30 4.3 第一代機械手掌設計結果評估 31 第五章 第二代人形化機械手機構設計與製作 33 5.1 模型建立 33 5.2 第二代機械手機構 34 5.2.1 機構設計 34 5.2.2 手掌幾何外型設計 36 5.2.3 手指驅動方式設計 37 5.2.4 手腕及手臂關節自由度設計 41 第六章 第二代設計實驗結果與評估 43 6.1 第二代實體機構組裝 43 6.2 第二代實體機構手掌動作驗證 45 6.3 兩代機械手設計結果比較 47 6.4 第二代設計結果評估 49 第七章 結論與未來展望 52 7.1 結論 52 7.2 未來展望 52 參考文獻 54 附錄 56

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