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研究生： 林義欽
Yi-Qing Lin
論文名稱： 自走式銲接機械手臂之遠端遙控
指導教授： 莊漢東
Han-tung Chuang
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
畢業學年度： 89
語文別： 中文
論文頁數： 80
中文關鍵詞： 通訊仲裁機制 、機械人 、RS-232C 、TCP/IP 、遠端遙控
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    • 本研究重點以通訊軟體設計與整合為主，系統發展可分為兩個階段。第一階段使用標準的RS-232C串列介面為媒介，目前已有初步成果應用於實際遠端遙控之銲接作業，但是它具有傳輸速度慢與遙控距離短等缺點。
    本研究第二階段採用網路TCP/IP通訊協定為通訊媒介。系統中使用TCP/IP通訊協定之TCP與UDP兩種資料傳輸方式分別傳輸控制指令與影像畫面，並應用TCP緊急模式之通訊協定與通訊仲裁機制的概念，依照控制指令、狀態訊息與影像畫面等不同的通訊種類，給予不同的傳輸優先權來改善資料傳輸的效率。此系統經以電腦模擬遠端機械臂系統的銲接動作，結果顯示系統的操作流暢度與操控性均較佳，且無遙控距離的限制，成功改善了以RS-232C為通訊媒介傳輸距離短與傳輸速度較慢等多項缺點。


    The research is divided into two stages, according to the used of communication protocol. First, a remote control system based on the RS-232C serial communication is developed, and it has been implemented in the real welding task successfully. However, it still exists some disadvantages caused by the limitation of communication speed and distance.
    In order to make the remote operation more effectively, another software system based on the internet TCP/IP protocol is developed in the second stage. Within the stage, the TCP and UDP under TCP/IP protocol are designed to transfer the control commands and image data respectively. In addition, urgent mode of TCP/IP and the traffic management of network communication are also implemented to offer different priority of communication to improve the efficiency. It has been implemented under computer simulation environment, and shown that it is better than the RS-232C based system both in operation and communication speed.

    摘 要 I ABSTRACT II 致 謝 III 目 錄 IV 圖 目 錄 VII 表 目 錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究方法 4 1.4 論文架構 5 第二章 自走式電銲機械臂硬體架構 6 2.1 系統硬體架構 6 2.2 機械手臂 9 2.2.1 機械臂運動學 14 2.2.2 機械臂逆向運動學 17 2.3 自走車 20 2.4 攝影機 23 第三章 RS-232遠端遙控通訊與實行 24 3.1 RS-232系統架構 24 3.1.1 通訊環境 27 3.1.2 影像擷取 34 3.1.3 3D虛擬環境之建構 35 3.2 系統操作介面 36 3.3 系統實行 38 3.4 實行結果 40 第四章 遠端遙控系統整合發展 42 4.1 系統架構 42 4.2 通訊系統 47 4.2.1 通訊環境 47 4.2.2 通訊仲裁機制 52 4.3 影像擷取 59 4.4 3D虛擬環境之建構 61 4.5 操控裝置 65 第五章 系統之操作與模擬 69 5.1 操作介面 69 5.2 系統操作 70 5.3 實作模擬 73 第六章 結論與未來展望 75 6.1 結論 75 6.2 未來展望 77 參考文獻 78

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