PUMA 560工作區域分析於路徑可行性與修正之應用

Abstract

機械手臂運動受限於其本身之靜力結構，而此靜力結構之限制決定出空間中運動的自 由區域(free region) 與不可行區域(infeasible region) 。因此機械手臂路徑規劃 (path planning) 需要能夠明確地描述出這些運動區域，若未能清楚地描述出這些運 動區域，則路徑規劃將陷於低效率的嘗試錯誤法(trial and error) 。本文藉由機械 手臂之特殊幾何結構，提出一種幾何方法用以建立機械手臂工作區域內相對應於其靜 力結構之不同次工作區域。藉由此幾何方法，機械手臂路徑與其工作區域之間的幾何 知識得以推導。此外，當不可行路徑經由此幾何方法被偵測出時，本文並提出根據不 同工作要求之修正策略加以修正之。這些修正策略根據機械手臂不同工作之限制要求 與可用之自由度，建立在不同的最佳基準(optimal criteria)上。有效率之路徑修正 演算法(path modification algorithm) 因此得以藉此提出。 為了說明本文所提之工作區域的建立方式與路徑修正方法，PUMA 560工業機械手臂由 於它的受歡迎性及結構複雜性被選為我們討論的案例。