機器人輪椅上下螺旋樓梯之研究 徐嘉新、陳俊達
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摘 要
目前一般輪椅設計大都採用車輪式電動輪椅，故只能行走於一些比較平坦的地形，對於某些障礙地形如門檻或樓梯，則是 受相當的限制。所以本論文提出旋臂式機器人輪椅，以旋臂式機構運動來克服階梯障礙，尤其針對機器人輪椅下上螺旋樓 梯加以探討與研究。 本論文使用LabView撰寫機器人輪椅控制程式，並設計機器人輪椅運動介面，經由NI-Motion Card監 控機器人輪椅運動訊號與命令，使機器人輪椅達到行走與攀爬階梯的作動，透過TCM電子羅盤的回授值，並針對螺旋樓 梯地形進行研究與探討。
關鍵詞 : 機器人輪椅 ; 螺旋樓梯
目錄
目錄 封面內頁 簽名頁 授權書... iii 中文摘要... iv 英文摘要... v 誌謝... vi 目錄... vii 圖目錄... x 表目
錄... xiii 第一章 緒論... 1 1.1 前言... 1 1.2 輪椅之介 紹... 2 1.2.1 手控型輪椅... 2 1.2.2 電動型輪椅... 3 1.2.3 特殊型輪 椅... 5 1.3 文獻回顧... 9 1.4 研究動機... 10 第二章 機器人輪椅之設 計... 11 2.1 機器人輪椅之機構... 11 2.1.1 身體機構... 12 2.1.2 左、右腰 節... 14 2.1.3 左、右腿節... 16 2.1.4 左、右脛節... 18 2.2 機器人輪椅運 動... 19 2.2.1 各肢節、車輪與履帶控制... 19 2.2.2 機器人輪椅方向控制... 21 2.2.3 機器人輪 椅階梯攀爬範圍... 23 2.3 功能模式... 23 2.3.1 平面移動模式... 24 2.3.2 雙觸地模 式... 24 2.3.3 平地類四足移動模式... 25 2.3.4 上下階梯模式... 25 第三章 硬體架 構... 28 3.1 控制系統架構... 28 3.2 硬體說明... 29 第四章 軟體控制架 構... 33 4.1 LabView軟體介紹... 33 4.1.1 前置面板... 33 4.1.2 程式方塊
圖... 34 4.1.3 圖示及聯結器... 36 4.2 LabView控制軟體設計... 37 4.2.1 馬達的控制 程式設計... 37 4.2.2 馬達PID控制程式設計... 38 4.2.3 TCM2.6電子羅盤程設計... 42 4.2.4 LabView程式整合... 45 第五章 結果與討論... 47 5.1 機器人輪椅攀爬階梯之深度... 47 5.1.1 階梯尺寸... 47 5.1.2 實驗步驟... 48 5.1.3 實驗結果... 49 5.2 機器人輪 椅上下一般階梯運動... 52 5.2.1 階梯尺寸... 52 5.2.2 上下一般階梯運動... 52 5.2.3 實驗結 果... 56 5.3 機器人輪椅攀爬螺旋式樓梯運動... 58 5.3.1 階梯尺寸... 58 5.3.2 上下螺旋 階梯運動... 58 5.3.3 實驗結果... 69 5.4 討論... 74 第六章 結
論... 76 6.1 結論... 76 6.2 未來展望... 76 參考文 獻... 78
參考文獻
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