標題: 具拘束度不規則形狀的複連桿系統運動分析
The motion analysis of multi-link with nonuniform shape under constrained environment
作者: 許春源
Xu, Chun-Yuan
鄭璧瑩
Zheng, Bi-Ying
機械工程學系
關鍵字: 拘束度;不規則形狀;複連桿系統;運動分析;機械工程;工程;MECHANICAL-ENGINEERING;ENGINEERING
公開日期: 1991
摘要: 摘要
不規則外形桿件在機械應用方面相當廣泛,諸如運送物料,傳輸動力等,例如機械手
臂,活塞連桿,而一般捲門亦可視為多連桿系統,這些外形構建複雜的桿件均有其特
定的運動拘束條件,如機械手臂處在多重障礙物的工作環境,其運動的軌跡必須避開
所有的障礙物,因此其工作空間有一相對障礙物的運動拘束條件。捲門的運動則是拘
束於旋繞一中心軸作旋轉。
本文主要探討機械手臂,具有複雜外形,在任意堆置障礙物的工作空間中,找尋能直
接規劃其運動路徑的方法。由於在工作空間的座標系中,給定起始點與目標點直接規
劃路徑將得到多重解,且須在碰撞分析中逐步過濾,故改採以機械手臂驅動關節座標
系,描繪修正障礙物的輪廓,可取得機械手端與路徑一對一的對映關係。
本文發展一套路徑搜尋法則,用以在架構空間中能夠避開障礙物所行成的禁行區域,
這些法則規範了路徑前進方向的判斷準則,首先是找出所在位置八個相鄰點的參考方
向,然後依照目標點為導向的優先選擇順序,依次做碰撞分析,若八個方向中有一點
沒碰到禁行區域邊界,則此點為下一起始點。此外對於繞行曲折禁行邊界,亦發展一
個法則,用以鎖定前進方向,以順利通過障礙物的阻隔。
所搜尋到的路徑若中途有碰到禁行區域邊界,則路徑會形成曲折的現象,本文採用將
路徑以固定行進點數細分為小路徑,再測試這些小路徑以直線路徑取代的可行性,若
直線小路徑沒有碰到任何禁行區域,則取代原小路徑。經過遞迴執行後,可以得到路
徑直線化而簡短的效果。最後修改的結果可立即在電腦螢幕上模擬,以求驗證。
為適應工場環境的多變性,不規則桿件在受拘束的條件下之運動分析十分重要,尤其
今日機械手臂等之普遍運用,更凸顯其重要性。為了能快速反應工場佈置或流程之變
遷,且不再過份倚賴人力,如何將其運動路徑予以自動化,乃走向工業自動化過程中
的一個重要課題。相信本文經由電腦輔助規劃與模擬之模式,對於未來機械手等不規
則桿件之應用與工業自動領域能提供一些助益。
URI: http://140.113.39.130/cdrfb3/record/nctu/#NT804489003
http://hdl.handle.net/11536/56498
顯示於類別:畢業論文