非傳統性六自由度並聯式機器人之設計與分析｜國立臺灣科技大學博碩士論文系統

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研究生：	柯驎洋 Lin-Yang Ko
論文名稱：	非傳統性六自由度並聯式機器人之設計與分析 The Designs and Kinematic Analysis of Non-Traditional 6-DOF Parallel Manipulators
指導教授：	蔡高岳 Kao-Yueh Tsai
口試委員:	王勵群 Li-Chun Wang 劉霆 Tyng Liu
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工程學院 - 機械工程系 Department of Mechanical Engineering
論文出版年：	2005
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	92
中文關鍵詞：	並聯式機器人、非傳統性、六自由度
外文關鍵詞：	Non-Traditional, 6-DOF, Parallel Manipulators
相關次數：	點閱：298 下載：2
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目前存在並聯式機器人之各種運動特性均非常類似，其主要原因為這些機器人之構造都非常接近，其平台與機構皆由兩平面所構成。本論文提出四種與傳統設計完全不同之六自由度並聯式機器人，第一種是基底分置於等向性產生器的上下兩端，其活動平台為球體形狀。第二種與第一種相似但其活動平台為平面，第三種及第四種則分別為一正四面體及立方體之設計。其次與一般設計作比較，首先將所有機器人的體積大小固定後求出其連桿範圍以避開靜力奇異點，在求出範圍的同時可求出機器人之整體等向性，之後再求取其方向性工作空間的體積。在比較機器人之連桿範圍、整體等向性及方向性工作空間後，所得之結果顯示本文所提出之設計具有較佳之整體等向性及方向性工作空間。

The kinematic properties of existing 6-DOF parallel manipulators are much alike due to the similarity in the structure of the manipulators. The platform and the base for these manipulators, in general, are represented by two planes. This thesis proposes several non-traditional designs. The base of the first design is represented by two fixed parallel planes and the platform is a sphere placed between the two planes. The second is similar to the first design except the platform is a plane. The third and fourth designs are in shape of a tetrahedron and a cube respectively. Next we adjust the parameters of these designs to obtain manipulators with equal size. The ranges of actuator strokes are then determined so the manipulators can stay away from singular positions. The global isotropy and orientation workspace of these manipulators and a traditional optimum designs are then evaluated and compared. The obtained results show the proposed designs have better global isotropy and orientation workspace.

目  錄
中文摘要                                                            I
英文摘要                                                            II
誌謝                                                   III
目錄                                                   IV
圖表目錄                                                            VII
第一章 緒論                                                   1
第二章 理論基礎                                                   5
2.1 賈氏矩陣                                                   5
2.2等向性指數                                          7
2.3等向性產生器之解                                          8
2.4特殊參數的等向性產生器                                          10
2.5等向性並聯式機器人的設計方式                                 13
2.6方向性工作空間拘束方程式                                 14
2.7求方向性工作空間邊界之面積                                 19
2.8牛頓法                                                   20

第三章 建立新型並聯式機器人                                 22
3.1最佳化的一般並聯式機器人                                 22
3.2建立新型並聯式機器人                                          24
3.2-1活動平台為球體形狀                                          24
3.2-2活動平台為平面                                          28
3.2-3利用特殊等向性產生器建立新型並聯式機器人               31

第四章 尋找連桿範圍及方向性工作空間                                 34
4.1固定體積大小                                                   34
4.2尋找連桿範圍                                                    39
4.3方向性工作空間                                                   42
第五章 數值範例                                                   47
5.1數值範例-建立新型的並聯式機器人                                 47
5.2數值範例-調整機器人體積、求取連桿範圍與方向性工作空間             53
5.3機器人之比較                                                   74

第六章 結論與未來方向                                          77

參考文獻                                                            78
作者簡介                                                            79

                                

參考文獻

1.Stewart, D., 1965, “A Platform with Six Degree of Freedom”, In proc. Inst. Mech. Engr., Vol. 180, No. 1, pp. 371-386.
2. 黃冠達，”六自由度等向性並聯式機器人設計之探討”，國立台灣科技大學機械工程技術研究所，2002年6月博士論文。
3. 周世仁，”等向性產生器在六自由度並聯式機器人設計上之應用”，國立台灣科技大學機械工程技術研究所，2003年6月碩士論文。
4. 王志偉，”多餘軸等向性機器人之設計”，國立台灣科技大學機械工程技術研究所，2004年6月碩士論文。
5. 鄭釵銘，”六自由度機器人等向性指數之研究”，國立台灣科技大學機械工程技術研究所，2003年6月碩士論文。
6. 邱鈞鉦，”六自由度並聯式機器人方向性工作空間之研究”，國立台灣科技大學機械工程技術研究所，2003年6月碩士論文。
7. 曾穎聖，”六自由度等向性並聯式機器人之最佳設計”，國立台灣科技大學機械工程技術研究所，2005年6月碩士論文。

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