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研究生: 張廉楷
LIAN,KAI - JANG
論文名稱: 兩種六自由度並聯式機器人之 不含奇異點工作空間的研究
A Study on Singularity-free Workspace of Two Different Types of 6 DOF Parallel Manipulators
指導教授: 蔡高岳
Kao-Yueh Tsai
口試委員: 王勵群
Li-Chun Wang
劉廷
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: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 78
中文關鍵詞: 奇異點並聯自由度
外文關鍵詞: Singularity, Parallel, DOF
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  • 機器人於奇異點時會失去自由度或增加自由度,固此完全無法控制,目前在學術研究上求得六自由度並聯式機器人工作空間之方法(包括解析法及搜尋法)決定機器人上參考點所能到達所有點之範圍,對於此範圍內是否存在奇異點則大都沒有考慮,本文中提出一數值分析方法可以找出最大的驅動軸位移範圍,由這範圍產生的工作空間內將無奇異點,由此範圍所得到之空間即為無奇異點之工作空間。

    目前存在求得工作空間邊界之方法由只考慮四個鏈到達極限時所形成之部分曲面所構成,但對於構造特殊之機器人,由低於四個鏈到達極限亦可形成邊界,本文將討論這個現象並提出方法求得兩個角錐形機器人不含奇異點之工作空間。


    The workspace of 6-DOF parallel manipulators determined by existing methods (numerical or analytical) is a set of points that can be reached by the reference point on the platform. The obtained workspace, in general, contains singular points that will cause havoc in the control of manipulators. This thesis presents algorithms to obtain optimum singularity-free joint space, which is then used to develop singularity-free workspace.
    The workspace boundary consists of many two-DOF patches generated by four constraint equations. However, for some special cases some of the boundaries can be generated by only three constraint equations. This work investigates these special cases and proposes methods to develop the singularity-free workspace of two special 6-DOF parallel manipulators.

    中文摘要 I 英文摘要 II 誌謝 III 目錄 IV 圖表目錄 VI 第一章 緒論 1 1.1研究動機 1 1.2 文獻回顧 1 1.3 本文架構 2 第二章 理論基礎 3 2.1座標轉換 3 2.2 牛頓法 5 2.3 並聯式機器人賈氏矩陣 6 第三章 機構介紹與正反位移分析 9 3.1機構介紹 9 3.2自由度 11 3.3拘束方程式 12 3.4正反位移分析 15 第四章 連桿伸長範圍 19 4.1奇異點 19 4.2搜尋連桿伸長範圍 21 第五章 考慮軸位移限制所形成之工作空間邊界 32 5.1中心軸線上的最高點和最低點 33 5.2四鏈達極限位置產生的工作空間邊界 35 5.3三鏈達極限位置產生的工作空間邊界 42 5.4工作空間邊界曲線 43 5.5以軸長檢驗法檢驗工作空間邊界 52 第六章 數值範例 55 6.1 P-S-S和S-P-S混合鏈之並聯式機器人 55 6.2 P-S-S鏈之並聯式機器人 65 第七章 結論與未來方向 76 參考文獻 77 作者簡介 78

    [1] Luh, C. M., Adkins, F. A., Haug, E. J., and Qiu , C. C.,” Working Capability Analysis of Stewart Platforms,” J. of Mech. Design , Vol. 118(2), pp. 221-227, 1996.
    [2] Haug, E. J., Adkins, F. A., and Luh, C. M., “Operational Envelopes for Working Bodies of Mechanisms and Manipulators,” ASME J. of Mech. Design, Vol. 120(1), pp. 84-91, 1998.
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    [4] 呂建彥, “計算六個自由度並聯式機器人工作空間體積方法之研究,” 碩士論文, 國立台灣科技大學機械工程研究所, 台北, 2002.
    [5] 施志玄, “以賈氏矩陣決定並聯式機器人工作空間方法之研究,” 碩士論文, 國立台灣科技大學機械工程研究所, 台北, 2003.
    [6] 洪培樵, “以最少的拘束方程式決定一般六自由度並聯式機器人之工作空間,” 碩士論文, 國立台灣科技大學機械工程研究所, 台北, 2005.
    [7] 柯驎洋, “非傳統性六自由度並聯式機器人之設計與分析,” 碩士論文, 國立台灣科技大學機械工程研究所, 台北, 2005.

    無法下載圖示 全文公開日期 2010/07/25 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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