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以手機及超音波距離偵測器控制機械手臂抓取物件之系統設計

為了解決googlechrome擴充功能的問題，作者朱富春 這樣論述：

本研究主要在探討如何將手機、藍牙模組、超音波距離偵測器、arduino及機械手臂等硬體與app inventor 2程式及arduino的C程式等軟體整合在一起，使機械手臂能以自動與人工兼具的方式完成物件抓取的功能。系統整合是一件困難的事，透過本研究可以初步了解其中的奧秘，並熟悉各領域的基本知識。在研究的過程中，除了致力於分析設計外，也進行了很多零件及組合測試，了解其性能與誤差，然後在最後的階段據此進行補償校正，使系統成功的完成了抓物的功能。本研究所採用之機械手臂，雖然表面上只有四個自由度，但事實上，它仍應屬於五個自由度的範疇。因為其中一個自由度，即爪子俯仰方向的控制，係巧妙的以四連桿機構的

操縱取代了伺服馬達的控制，使其方向永遠指向前方，因此少了一個需要操心的自由度，從而大幅簡化了連桿分析及控制上的複雜度。如題目所示，本研究係利用兩種方式控制機械手臂抓取物件。一為利用超音波距離偵測器，以旋轉掃瞄的方式，偵蒐物件的距離與角度，然後將之轉換為相對於超音波偵測器的位置座標，再轉換成相對於機械手臂的位置座標，最後利用逆向運動學所推導出來之公式，將該座標轉換成機械手臂上各伺服馬達的角度，驅使機械手臂自動到該位置去抓取物件，丟到預置的盤子內。另一個方式則是在不方便使用超音波的地方，用手機以人工方式遙控機械手臂抓物。其方式是利用googlechrome的 app inventor 2撰寫藍牙控

制程式，透過wi-fi將該程式傳送至手機內，建立控制按鈕。然後操控者去按壓這些按鈕。按鈕訊號透過藍牙通訊，傳送至arduino處理後，控制機械手臂一步一步往物件方向去抓取物件。這兩種方式之切換係由使用者按壓手機上的選擇鈕來達成。