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研究生: 鄭景文
Ching-wen Cheng
論文名稱: 娛樂型機器狗的設計與實現
The Design and Realization of Entertaining Robot Dog
指導教授: 吳忠霖
John-ling Wu
口試委員: 莊華益
Hua-yi Chuang
薛文証
Wen-jeng Hsueh
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: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 123
中文關鍵詞: 四足機器人機器寵物步態人機介面
外文關鍵詞: Quadruped Robot, Robot Pet, Gait, Human-Machine Interface
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本文以娛樂型機器狗為主軸進行研究與實現,有鑒於娛樂型機器狗須具備趣味、互動以及外觀…等特性。因此在外觀上的設計,以體型較小且兼具造型為設計的理念。而在功能上面,除了基本的步態行走外,以一般市面上機器狗所沒有的為研發方向。
步態方面,是以四足步行機器人的行走方式來規劃步伐,且以靜態穩定為步伐的基礎。互動方面,是經由IR Sensor偵測物體,透過本文所制定的IR tracking策略,進而使機器狗可以快速的追蹤物體以及跟隨物體,使之達到與人互動的效果。另外,目前市面上的娛樂型機器人在動作上往往是已設定好的,或者需透過PC端才能修改。然而本文則於控制板上開發了人機介面,令使用者只需透過TV的顯示,便可直接創建或更改其內建的動作。


This paper focuses on the design and realization of entertaining robot dog based on the considerations such as nice exterior design, interactive media, and entertaining value. Therefore, this paper designed robot dog of smaller size, with special emphasis on the appearance design. Speaking of functionality, in addition to the fundamental walking posture, we studied and added in our robot dog several unique functions that are still unavailable on the market.
Gait is the use of quadruped robot in the walking gait way to plan and control it actually, and based on standard gait and static stability. In order to increase the effectiveness of interactive, IR tracking strategy is proposed. IR tracking is the used of IR sensor to detect objects, so that the robot dog could be tracked and followed objects. Regarding to the existing product, the motion is settled and the formula should be modified by PC interface. However, this paper has developed a human-machine interface in the control system, so that all indications could be created and modified by the user directly.

摘  要 I Abstract II 誌  謝 III 目  錄 IV 圖表索引 VI 第一章、緒論 1 1.1 前言 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究動機與目的 6 1.4 論文架構 7 第二章、控制系統的硬體與架構 9 2.1硬體裝置 9 2.1.1伺服機 9 2.1.2 ARM9微處理器 11 2.1.3 FPPA微處理器 12 2.1.4無線搖桿 13 2.1.5紅外線感測器 14 2.2控制系統架構 16 2.2.1 硬體架構 16 2.2.2 軟體架構 17 第三章、機構設計與步態規劃 19 3.1外觀造型與機構設計 19 3.1.1設計概念與流程規劃 19 3.1.2 開發軟體與加工方法 21 3.1.3自由度配置 24 3.1.4實體設計與外觀構思 25 3.2 步態軌跡規劃 33 3.2.1 步態行為之簡介 34 3.2.2 運動方程式推導 35 3.2.3 步態軌跡路徑 37 3.2.4 步態穩定度 41 3.2.5 步伐流程設計 42 第四章、IR Tracking之策略 47 4.1 IR Sensor配置與設定 47 4.1.1 實體設置 47 4.1.2 IR Sensor設定 49 4.2 追蹤物體之策略 50 4.2.1 追蹤方法 50 4.2.2 移動量之計算 52 4.2.3 追蹤模式之流程 58 4.3 搜尋物體之策略 60 4.3.1 物體消失之方位判別 61 4.3.2 搜尋模式之流程 61 4.4 跟隨物體之策略 63 4.4.1 物體所在之方位判別 64 4.4.2 跟隨模式之流程 64 第五章、介面編輯動作系統 67 5.1人機介面簡介 67 5.1.1 人機介面的組成 68 5.1.2 圖形使用者介面 69 5.2人機介面之設計 70 5.2.1規劃設計流程 70 5.2.2介面架構 74 5.2.3介面功能介紹 76 5.2.4介面操作流程 87 第六章、實驗與結果 89 6.1 步態實驗 89 6.1.1 路徑軌跡 89 6.1.2 關節角度 94 6.2 IR tracking實驗 99 6.2.1 追蹤模式實驗 99 6.2.2 搜尋模式實驗 104 6.2.3 跟隨模式實驗 108 6.3 實體成果 111 6.3.1 實體外觀 111 6.3.2 步態行走 113 6.3.3 IR tracking 115 6.3.4 人機介面 118 第七章、結論與未來展望 119 7.1 結論 119 7.2 未來展望 120 參考文獻 121

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無法下載圖示 全文公開日期 2014/07/24 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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