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研究生: 洪培樵
Pei-Chiao Hung
論文名稱: 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
Determining the Workspace of General 6-DOF Parallel Manipulators Using the Least Number Constraint Equations
指導教授: 蔡高岳
Kao-Yueh Tsai
口試委員: 劉霆
Tyng Liu
王勵群
Li-Chun T. Wang
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: 93
中文關鍵詞: 極點分支點可到達工作空間
外文關鍵詞: extreme point, bifurcation point, reachable workspace
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  • 6-DOF並聯式機器人的工作空間是為兩個自由度的曲面,此曲面是由許多的小曲面組合而成,而這些小曲面理論上可藉由考慮球窩接頭旋轉角度限制或考慮軸位移伸縮限制的四個拘束方程式而得。找到正確的拘束方程式組合則可以更有效率地得到工作空間的邊界,本篇論文提出數種可以找出發展工作空間邊界方程式的演算法。並首次以搜尋技巧來獲得一些較小邊界的子集合,之後可藉由紀錄這些子集合的相關資料來預測其他角度的邊界。


    The boundary of the workspace of 6-DOF parallel manipulators is a two-dimensional surface which consists of many patches, and each patch, in theory, can be obtained by solving only four constraint equations developed from limited joint ranges or link interactions. The workspace boundary can be efficiently developed if we can find the correct combination of constraint equations for each patch. This paper proposes algorithms to find the equations to develop the workspace boundary. Some small subsets of the boundary are first developed using a searching technique. The related data of these subsets are then used to predict the equations for developing the rest of the boundary.

    中文摘要 英文摘要 誌 謝 目 錄 圖表目錄 第一章 緒論 1.1緒論 1.2文獻回顧 第二章 理論基礎 2.1座標轉換 2.2 座標轉換矩陣 2.3反位移分析 2.4球接頭旋轉角度限制之拘束方程式推導 2.5連桿間干涉之拘束方程式推導 2.6 牛頓法 2.7並聯式機器人的賈式矩陣 2.8以軸長檢驗法檢查工作空間邊界 第三章 考慮軸位移限制所形成之工作空間之剖面 3.1決定邊界曲面之方程組 3.2分支點 3.3極點 3.4演算法 3.5演算法(I)-導出第一個剖面邊界 3.6演算法(II) 第四章 考慮連桿間干涉現象之演算法 4.1第二類區段可能出現之型式 4.2演算法(III) 第五章 數值例與討論 5.1搜尋工作空間邊界之起始點 5.2 工作空間剖面之位置 5.3 上邊界起始點之組合判斷 5.4 五鏈位於極限位置之組合判斷 5.5 以軸長檢驗法檢查工作空間邊界之實例驗證 5.6考慮球接頭旋轉角度限制之工作空間-下邊界為例 5.7考慮軸位移限制所形成之鄰近工作空間--下邊界為例 5.8考慮軸位移限制、球窩接頭旋轉角度限制、連桿間干涉所形成之鄰近工作空間 第六章 結論與未來發展方向 參考文獻 附錄A 並聯式機器人上、下平台各頂點座標 附錄B並聯式機器人上、下平台尺寸示意圖 附錄C 並聯式機器人上、下平台規格圖 附錄D 兩向量是否化為單位向量對其判斷結果之影響示意圖

    [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.
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