多機械手臂範例實測

例一（狹窄通道）：

本例為一個因場景地形限制，使得機械手臂無法單獨傳送物體到終點平面的 例子，必須靠另一隻手臂的合作，才能將物體安全傳送到終點平面。圖5.6 是此 次實驗環境的外觀，我們將兩隻七節的機械手臂（綠色，左邊為1 號手臂，右邊 為2 號手臂）置於場景的兩端，在左側放置一個可移動的長棒（紅褐色），並在 兩隻機械手臂間建立一個狹窄的通道。如圖5.7，次實驗中顯示出在左側細長的 長棒安全地被傳送到右側的終點平面（黑色）。

圖5.6 例一中機械手臂以及物體的初始位置資訊 (a)前視圖 (b)俯視圖 (c)側視圖 (d)斜角視圖

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圖5.7 兩隻手臂將物體從左側搬運到右側的細部過程

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例二（圓型場景）：

本例為一單機械手臂長度無法到達終點平面的例子，必須靠多隻機械手臂的 相互合作，才能將物體送達終點平面。圖5.8 是例二環境的外觀示意圖，我們在 圓型場景旁擺放三隻各七節的手臂（綠色，1 號機械手臂在左側，2 號手臂在中 間，3 號手臂在右側），並且將一個可移動的小正方體（藍色）置於左側手臂的 對面，我們試圖把小正方體搬移至圓型場景的右側。如圖5.9，我們可以看見此 次實驗需要三隻機械手臂的合作傳遞，才能把物體傳送到終點平面。

圖5.8 例二中機械手臂以及物體的初始位置資訊 (a)前視圖 (b)俯視圖 (c)側視圖(d)斜角視圖

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圖5.9 物體從Ｕ型通道左側被搬運到右側終點平面的細部過程

54 圖5.9(續)

55 圖5.9(續)

例三（V 型被傳遞物）：

本例試圖將被傳遞物改為V 字型的形狀，目的是要探討被傳遞物的形狀對 路徑所造成的影響。圖5.10 是例三環境的外觀示意圖，我們在長方型場景兩旁 擺放兩隻各七節的手臂（綠色，1 號機械手臂在左側，2 號手臂在右側），並且將 一個可移動的V 型物體（藍色）置於場景左側，我們試圖把物體搬移至場景最 右側的終點平面。如圖5.11，我們可以看見此次實驗，V 型物體可以順利通過中 間較狹窄的通道，到達右邊的終點平面。

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圖5.10 例三中機械手臂以及物體的初始位置資訊 (a)前視圖 (b)俯視圖 (c)側視圖(d)斜角視圖

圖5.11 V 型物體從長方型通道左側被搬運到右側終點平面的細部過程

57 圖5.11(續)

58 圖5.11(續)

例四（單、雙手臂實測）：

本例利用簡單的場景，試圖觀察單手臂單獨搬運物體與雙手臂交換搬運物體 的差別，並在下一節對結果做分析。圖5.12 是例四場景外觀的四個視角圖，我 們在場景兩旁擺放兩隻各七節的手臂（綠色，1 號機械手臂在左側，2 號手臂在 右側），並且將一個可移動的物體（藍色）置於場景左側，我們試圖把物體搬移 至場景右側的終點平面。如圖5.13，我們利用兩隻機械手臂交換搬運物體，並將 物體搬運到左側的目標平面，而圖5.14 則是將左側的 1 號手臂改成十四節，並 且單獨將物體搬運到目標平面。

圖5.12 例四中機械手臂以及物體的初始位置資訊 (a)前視圖 (b)俯視圖 (c)側視圖(d)斜角視圖

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圖5.13 雙手臂交替將物體從左側搬運到右側終點平面的細部過程

60 圖5.13(續)

圖5.14 單手臂獨自將物體從左側搬運到右側終點平面的細部過程

61 圖5.14(續)

62 圖5.14(續)

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例五（開放到封閉空間）：

本例試圖將機械手臂置於開放空間中，並將物體置於較封閉的通道中，讓手 臂在兩種不同的環境中工作。圖5.15 是例五場景外觀的四個視角圖，整個場景 大致分為三部份，第一部份是放置物體（藍色）的通道；第二部份是右側通道，

終點平面就是最右邊的黑色平面；第三部份則是機械手臂所在的開放空間。如圖 5.16，我們可以看到機械手臂能順利將物體送達終點平面，但在此例較為特別的 是我們在手臂首節處於開放空間時，並不做移動調整，因為開放空間中做移動調 整會導致手臂首節往無窮遠處移動。而此例可以突顯出基座吸引力在開放空間中 的優點，可以順利將手臂接回，而不是單純朝推斥力方向延伸。

圖5.15 例五中機械手臂以及物體的初始位置資訊 (a)前視圖 (b)俯視圖 (c)側視圖(d)斜角視圖

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圖5.16 手臂在開放與封閉空間中穿梭，將物體搬運到右側終點平面的細部過程

65 圖5.16(續)

66 圖5.16(續)

例六（障礙物同時有尖有扁）：

本例將不同形狀的障礙物置於上下兩側，目的要藉由此例觀察障礙物形狀對 物體移動的路徑會造成何種影響。如圖5.17，（1 號）機械手臂（綠色）與物體

（藍色）被置於場景左側，我們在通道上下共放置了八個障礙物（紅色），且兩 兩成對，由圖5.18 我們可以看到，物體在經過前兩對障礙物中間時，並沒有明 顯的偏移，但是當物體移動到了最後兩對障礙物中間時，路徑便明顯偏向較尖銳 的障礙物那邊，所以當障礙物中有相當尖銳的角時，便有可能產生物體與障礙物 相當接近的情況。

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圖5.17 例六中機械手臂以及物體的初始位置資訊 (a)前視圖 (b)俯視圖 (c)側視圖(d)斜角視圖

圖5.18 手臂在不同障礙物間移動的細部過程

68 圖5.18(續)

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例七（障礙物較多的長方形場景）：

本例在一個長方體場景中放置了數個障礙物，我們可以藉由此例觀察機械手 臂在搬移物體時所受障礙物影響的情況。圖5.19 是本例場景外觀的四個視角圖，

我們在長方形場景的兩側放置兩隻機械手臂（綠色，左側為1 號機械手臂，右側 為2 號機械手臂），物體（藍色）放在稍偏場景右側的位置，並在場景中放置五 個障礙物（紅色）。由圖5.20 和圖 5.21 我們可以觀察到，機械手臂會選擇盡量遠 離障礙物的方式移動。

圖5.19 例七中機械手臂以及物體的初始位置資訊 (a)前視圖 (b)俯視圖 (c)側視圖(d)斜角視圖

圖5.20 機械手臂在障礙物間移動的細部過程

70 圖5.20(續)

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圖5.21 機械手臂在障礙物間移動的細部過程(不同視角)

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2 號機械手臂資訊：

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被傳遞物資訊：

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