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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:劉泳諒
研究生(外文):YONG-LIANG LIU
論文名稱:低成本輕量化機械手臂之研究
論文名稱(外文):Research on Low Cost Light-weight Manipulators
指導教授:黃衍任
指導教授(外文):Yean-ren Hwang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程學系在職專班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:機械手臂
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機器人近年來在工業上得到廣泛應用,由於其靈活性,有時可以通過在生產線中使用機器人來簡化設計複雜機器的難度。另外,它可以減少手動裝卸工作中的人力資源。本研究的目的是設計一種低成本的三自由度碼垛機型,用於製造生產線。成本,速度,精度和重量是設計這種機器人時的主要考慮因素,使用Matlab軟件和Arduino UNO板用於控制機器人。並在Matlab GUI環境中開發人機介面,重複定位精度在0.2mm以內,最大重量大於1kg。
Robots have been widely used in industry in recent year. Due to their flexibilities, the difficulty of designing complex machines may sometimes be simplified by using robots in pro-duction lines. Also, it can reduce human resources in manual loading and unloading works. The goal of this study is to design a low-cost three-degree-of-freedom Palletizing type of robot for manufacturing production lines. The cost, speed, precision and weight are main considerations when designing this robot. The Matlab software and Arduino UNO board are used to control the robot. Human interface is developed in Matlab GUI enviroment.The accuracy of repeated the positioning is within 0.2mm and the maximum weight is more than 1kg.
目錄
第一章 緒論 1
1-1研究背景 1
1-2文獻回顧 2
1-3研究目標 3
第二章 機械手臂設計及材料選定成本效益分析 4
2-1機械手臂形式成本效益分析 4
2-2 機械手臂零件選用 8
2-2-1軸承選用 8
2-2-2 馬達選用 11
2-3機械手臂圖面設計 17
2-3-1機械手臂連桿機構 18
2-3-2機械手臂機構設計 19
第三章 機械手臂控制 25
3-1機械手臂運動學 25
3-1-1D-H參數法 26
3-1-2正向運動學 28
3-1-3反向運動學 30
3-2 Arduino及馬達控制卡 33
3-3 MATLAB 2017 GUI圖形介面與Arduino連結 35
第四章 實驗結果與討論 38
4-1機械手臂實體架構 38
4-2 重複精度實驗 40
4-3荷重實驗 49
4-4 荷重重複精度實驗 50
第五章 結論與展望 53
5-1結論分析 53
5-2 未來展望 54
[1]肖南峰,智能機器人,華南理工大學出版社,2008。
[2]R. Walter,”A Concept of Factory Automation”,IEEE Trans-actions on Manufacturing Technology,Vol 4,PP.56-58, Dec 1975.
[3]L. Ronald Huston ; A. Frederick Kelly,” The Development of Equations of Motion of Single-Arm Robots” ,Transactions on Systems, Man, and Cybernetics,Vol 12,PP.259-266, May 1982.
[4]C.s.g. Lee; M. Ziegler,” Geometric Approach in Solving Inverse Kinematics of PUMA Robots”, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,Vol AES-20,PP.695-706, Nov. 1984.
[5] M. Hennessey; J. Priebe; P. Huang,” Design of a light-weightrobotic arm and controller”, Robotics and Automation. Proceedings 1987 IEEE International Conference on,PP.779-785, Raleigh, NC, USA, USA, March 1987.
[6]梁金銅,「機械手臂輔助手術在台灣施行的現況」,台灣醫學,21(2),168-172頁,2017年3月。
[7] 羅玉福、王少岩,機械設計基礎,大連理工大學出版社,2009。
[8]朱凯、夏祥春、李 浩,機械設計基礎,西北工業大學出版社,2009。
[9] (美)賽義德.本傑明.尼庫,機器人學導論:分析、控制及應用(第二版),電子工業出版社,2013。
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