周瑞仁臺灣大學：生物產業機電工程學研究所魏正宗Wei, Cheng-ChungCheng-ChungWei2007-11-262018-07-102007-11-262018-07-102006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/52885本研究發展一套以GSM遙控與具影像回傳功能之機器蛇與其階梯攀爬演算法，並作初步的分析與測試。機器蛇本體主要由AI Motor所組成，節數可彈性組合；通訊方式利用基礎建設已相當完善而普及的GSM系統，其通訊方式、距離、品質及頻寬均佳；控制器則採用功能不錯價格低廉的ATMEL 89C51；此外還有影像回傳系統。為了提高攀爬成功率與效率，本研究利用重心法則並考慮機構與空間限制規劃出一套有效率的攀爬階梯演算法，係由攀爬階梯步態、前進校正步態以及平移校正步態來完成，可因應不同尺寸的階梯地形而調整。根據此攀爬階梯演算法測試結果，其攀爬成功率可達100％。致謝 i 摘要 ii Abstract iii 目錄 iv 圖目錄 ix 表目錄 xiii 第一章 前言 1 第二章 文獻回顧 4 2.1以關節旋轉推進之機器蛇 4 2.1.1蛇的身體結構與運動模式 4 2.1.2 ACM系列 6 2.1.3 NASA Snakebot 10 2.1.4 GMD系列 11 2.2以主動輪推進之機器蛇 14 2.2.1 Souryu系列(蒼龍) 14 2.2.2 OmniTread 17 2.3無線通訊系統 23 2.3.1藍芽(Bluetooth) 23 2.3.2 IEEE 802.11 無線通訊協定 24 2.3.2.1 IEEE 802.11b 24 2.3.2.2 IEEE 802.11a 25 2.3.2.3 IEEE 802.11g 26 2.3.3 GSM無線通信技術 26 第三章 材料及方法 28 3.1機器蛇硬體設備 29 3.1.1機器蛇的機構設計與製作 29 3.1.1.1 AI Motor 30 3.1.2機器蛇影像設備 32 3.1.2.1 CCD 32 3.1.2.2無線影音傳輸器 33 3.1.2.3影像顯示器 33 3.1.3機器蛇控制器 34 3.1.4機器蛇之電源 35 3.2機器蛇之遠端操作 36 3.2.1遠端操作之設備 36 3.2.2遠端操控設備之整合 38 3.3機器蛇攀爬階梯之演算法 42 3.3.1機器蛇攀爬階梯之步態 44 3.3.1.1攀爬階梯之步驟一＿前半段之舉昇 44 3.3.1.2攀爬階梯之步驟二＿支撐與攀附 48 3.3.1.3攀爬階梯之步驟三＿機器蛇回復至初始狀態 50 3.3.2機器蛇前進之步態 51 3.3.3機器蛇平移之步態 53 3.4步態之分析 55 3.4.1前進步態之分析 55 3.4.2平移步態之分析 58 3.4.3攀爬步態之分析 60 3.4.3.1攀爬步態與階梯寬度之關係 61 3.4.3.2各動作分析以及與階梯高度和階梯深度之關係 62 3.4.3.2.1動作(1) 63 3.4.3.2.2動作(2) 63 3.4.3.2.3動作(3) 64 3.4.3.2.4動作(4) 65 3.4.3.2.5動作(5) 65 3.4.3.2.6動作(6) 66 3.4.3.2.7動作(7) 67 3.4.3.2.8動作(8) 67 3.4.3.2.9動作(9) 68 3.4.3.2.10動作(10) 70 3.4.3.2.11動作(11) 71 3.4.3.2.12動作(12) 72 3.4.3.2.13動作(13) 72 3.4.3.2.14動作(14) 73 3.4.3.2.15動作(15) 74 3.4.3.2.16動作(16)和動作(17) 75 3.4.3.2.17動作(18) 77 3.4.3.2.18動作(19) 78 3.4.3.2.19動作(20) 78 第四章 結果與討論 82 4.1硬體測試 82 4.1.1影像測試 82 4.1.2電力測試 83 4.1.3通訊測試 84 4.2攀爬階梯之結果與討論 90 4.2.1階梯高度與攀爬成功率之關係 92 4.2.2攀爬所需階梯寬度 93 4.2.3攀爬初始位置與攀爬成功率之關係 94 4.2.4階梯深度與攀爬成功率之關係 95 4.2.4機器蛇總數為奇或偶數與攀爬步態之關係 97 4.2.5前進步態之探討 100 4.2.6平移步態之探討 101 第五章　結論與建議 103 參考文獻 1044486279 bytesapplication/pdfen-US機器蛇GSM攀爬階梯演算法步態規劃遠端監控snake robotstair climbing algorithmgait planningremote controlthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/52885/1/ntu-95-R93631024-1.pdf