本作品「可翻滾之蜘蛛型機器人」主要參考蜘蛛的型態作為設計，希望達到一般六足機器人有的基本步態，並加入翻滾這個特殊動作，做為長距離移動的模式。為了簡化構造，本作品把蜘蛛的八支足部簡化成六支，其中四支的足部進行簡化，只有一個馬達驅動整個足部。
本作品所有機構與動作皆為自行設計製作，以壓克力與3D列印結合的構造，搭配螺絲與螺帽，組合成特製C型足部構造。前後兩對各四支足部，只使用一個馬達驅動曲柄滑塊機構，作為四個足部的結構，是一種單自由度之平行運動機構，利用馬達牽引曲柄急回機構，達到向前或向後跨步的動作，與一般的蜘蛛型機器人相比，即使減少使用馬達的數量，也不會影響其做出基本步態。另外兩個足部則以各三個馬達作為關節，因為這一對足部需要作出複雜的動作，以補足其它足部靈活度。由於需要作出滾動之動作，兩側的三支足部都可以結合成圓弧狀，機器人經過變形後，透過特殊設計的動作，便可讓整個機器人可以進行翻在平地上進行移動。
以RF射頻遙控器發送控制訊號至Arduino開發板，Arduino開發板再發出訊號控制機器人。機器人行動以六支特殊設計的足部為主，使用一般模式下行走，可適應大多數起伏較小路面與小型障礙物。

This work " Scrollable spider robot" mainly refers to the body structure of the spider as a design, and hopes to achieve the basic gait of the general hexapod robot, and adds the special action of rolling, as a mode of long-distance movement. To simplify the construction, this work simplifies the eight legs of the spider into six, four of the feet are simplified and only one motor drives the entire foot.
All constructions of this works and the action is designed and made by myself. a structure that combines acrylic and 3D printing,With screws and nuts,Synthetic C-type foot structures are synthesized. Two pairs of four feet, using only one motor to drive the slider snapback mechanism, as the structure of the four feet, Is a parallel movement mechanism with single degree of freedom.
Using a motor to pull the Slider snapback mechanism,achieve the action of stepping forward or backward,compared with the average spider type robot, even if the number of motors used is reduced,it will not affect its basic gait. The other two feet use three motors as joints, because the pair of feet need to make complex movements to complement other foot flexibility. Due to the need to make a scrolling action, the three feet on both sides can be combined into an arc shape.after the robot has been deformed, through specially designed movements,this allows the entire robot to be moved over the ground.
Send control signals to the Arduino development board with the RF remote control.the Arduino development board re-issues the signal control robot.
The robotic action is dominated by six specially designed feet. Walking in normal mode, Can adaptable to most slightly undulating pavements with small obstacles.

摘要...i
abstract...ii
目錄...iii
表目錄...v
圖目錄...vi
第一章 緒論...1
1.1 研究動機...1
1.2 文獻探討...1
第二章 系統架構...5
2.1 蜘蛛機器人硬體系統架構...5
2.1.1 Arduino mega 2560[15]...6
2.1.2 Dynamixel MX-106馬達...7
2.1.3 降壓模組XL4015[17]...8
2.1.4 多路無線遙控套件[18]...9
2.1.5 TTL轉RS485模組...10
2.1.6 磷酸鋰鐵電池（LiFePO4）...10
2.1.7 磷酸鐵鋰電池保護板...11
2.2 蜘蛛機器人軟體系統架構...12
2.2.1 Arduino Software IDE...12
2.2.2 動作資料庫...13
2.3 CM-700 控制軟體...14
第三章 研究內容...15
3.1 機器人運動控制原理...15
3.1.1 Dynamixel系列MX-106馬達簡介...15
3.1.2 開迴路、半迴路及完全型閉迴路定位系統...16
3.1.3 MX-106馬達控制原理...17
3.1.4 Dynamixel系列馬達封包格式[23]-[25]...18
3.1.5 MX-106馬達可轉動角度...19
3.1.6 可翻滾之蜘蛛機器人機構設計原理...20
3.1.7 前後足部機構設計...20
3.1.8 三軸足部設計...22
3.1.9 翻滾機構設計...23
3.1.10 機構設計細部分析...24
3.2 機器人運動學...25
3.2.1 逆向運動學...25
3.2.2 順向運動學...27
3.2.3 三軸足部運動學...28
3.3 步態控制...29
3.3.1 三角步態控制...29
3.3.2 三角重心法...29
3.3.3 波形步態控制...30
3.3.4 前後足部運動模式...30
3.3.5 前進後退行動模式設計...32
3.3.6 翻滾動作設計...34
第四章 實驗成果...36
4.1 環境介紹...36
4.1.1 實驗場地介紹...36
4.2 六足模式...37
4.2.1 三角步態-前進、後退...37
4.2.2 順、逆時鐘轉向...38
4.2.3 下坡行走...39
4.2.4 上坡行走...41
4.2.5 積木障礙行走...42
4.2.6 石階行走...43
4.2.7 草地行走...44
4.3 翻滾模式...45
4.3.1 翻滾預備動作...45
4.3.2 翻滾動作...46
4.3.3 下坡翻滾...47
4.3.4 草地翻滾...48
4.4 實驗結果總結...49
第五章 結果討論與未來展望...50
5.1 結果討論...50
5.2 未來展望...50
參考文獻...51
EXTENDED ABSTRACT...53

[1]J. Casper, “ Human-Robot Interactions During the Robot-Assisted Urban Search and Rescue Response at the World Trade Center” ,2002.
[2]M. Micire, “Analysis of Robotic Platforms Used at the World Trade Center Disaster” , 2002.
[3]K. Nagatani, T. Nishimura, and Y. Hada, "Redesign of rescue mobile robot Quince", Proceedings of the 2011 IEEE InternationalSymposium on Safety Security and Rescue Robotics, November 1–5 2011.
[4]Hector。2019年5月25日，摘自:
http://ekvv.uni-bielefeld.de/blog/uninews/entry/first_steps_for_hector_the
[5]Hexa。2019年5月25日，摘自:
https://www.vincross.com/cn/
[6]Lynxmotion AH3-R。2019年5月25日，摘自:
http://www.lynxmotion.com/c-92-ah3-r.aspx.
[7]U. Saranli, A. A. Rizzi, and D. E. Koditschek. “Multi-point contact models for dynamic self-righting of a hexapod robot” ,In Proceedings of the Sixth International Workshop on the Algorithmic Foundations of Robotics (WAFR '04), pages 75-90, Utrecht/Zeist, The Netherlands, 2004.
[8]Wheg機器人。2019年5月25日，摘自:
http://biorobots.case.edu/projects/whegs/whegs-ii/
[9]Ya-Cheng Chou, Ke-Jung Huang, Wei-Shun Yu, and Pei-Chun Lin. “Model-Based Development of Leaping in a Hexapod Robot” ,IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS, VOL. 31, NO. 1, 2015.
[10]Guoliang Zhong, Hua Deng, Guiyang Xin, and Hengsheng Wang. “Dynamic Hybrid Control of a Hexapod Walking Robot: Experimental Verification” , IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 63, NO. 8, 2016
[11]Long Chen, Guoliang Zhong,Zhuoxi Liu,and Hua Deng.(2016, August). “A novel hexapod robot: Design and mobility analysis” , International Conference on Mechatronics and Automation. Harbin, China.
[12]Toyomi Fujita,and Taiga Sasaki.(2018). “Development of Hexapod Tracked Mobile Robot and Hybrid Motions for Transportation” , 5th International Conference on Business and Industrial Research (ICBIR), Bangkok, Thailand.
[13]Jin Bo , Chen Cheng, Li Wei, and Li Xiangyun.(2011). “Design and configuration of a hexapod walking robot” ,Third International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation.
[14]Chao Zhang , Xiaoli Li, Xiaoqing Zhu ,and Yang Li.( May,2018). “A Step-Climbing Strategy of Hexapod Robot with Eccentric Wheel Legs” , IEEE 7th Data Driven Control and Learning Systems Conference, Enshi, Hubei Province, China.
[15]Arduino mega 2560。2019年5月25日，摘自:
https://microcontrollerslab.com/introduction-arduino-mega-2560/
[16]Dynamixel MX-106馬達。2019年5月25日，摘自:http://support.robotis.com/en/product/actuator/dynamixel/mx_series/mx-106.htm
[17]降壓模組XL4015。2019年5月25日，摘自:
http://www.100y.com.tw/product/124521.htm
[18]PT2262 PT2272多路無線遙控套件。2019年5月25日，摘自:
http://www.100y.com.tw/product/19593.htm
[19]TTL轉RS485模組。2019年5月25日，摘自:
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/575077/MAXIM/MAX481MAX485.html
[20]Arduino Software IDE。2019年5月25日，摘自:
https://www.arduino.cc/en/Main/Software
[21]陳祖型，何丕倫，林育川，1994，”工業控制器定位控制技術”，電機月刊。
[22]ROBOTIS Dynamics MX-106 use's Manual
[23]ROBOTIS Dynamics RX-64 use's Manual
[24]ROBOTIS Dynamics RX28 use's Manual
[25]ROBOTIS Dynamics AX-12A use's Manual
[26]六足機器人。2019年5月25日，摘自:
http://www.ccut.edu.tw/adminsection/front/showcontent.asp?m_id=153&site_id=irc
[27]經典曲柄滑塊機構。2019年5月25日，摘自:
https://tsscqson7.webnode.tw/%E9%80%A3%E6%A1%BF%E6%A9%9F%E6%A7%8B/%E6%BB%91%E5%A1%8A%E9%80%A3%E6%A1%BF%E6%A9%9F%E6%A7%8B/%E5%BE%80%E5%BE%A9%E6%BB%91%E5%A1%8A%E6%A9%9F%E6%A7%8B/
[28]楊曜聰，2012，“可變運動性能曲線之直線往復運動之研製”，建國科技大學機械工程系暨製造科技研究所碩士論文
[29]吳東育，2009，”六足機器人型態因素對其運動穩定性之影響”，中山大學機械與電機工程學系碩士論文。
[30]徐小雲，顏國正，丁國清，2002，” 微型六足仿生機器人及其三角步態的研究”，上海交通大學。
[31]林伯威，2004，” 灰色理論應用於六足機器之穩定步伐探討”，台灣大學生物產業機電工程學碩士論文
[32]李哲宇，2013，”仿生六足球型機器人之研發與應用”，國立虎尾科技大學電子工程系碩士論文。