為提高工業機器人的速度、靈敏性及精確度,機器人連桿的彈性撓曲(flexibility) 及振動已是不能忽視的問題。因此,在機器人設計及分析的階段,如何準確的預估機 器人連桿或手端的動態反應(dynamic response),是一重要的課題。本文以相關文 獻為基礎,利用有限元素法,建立空間連桿的質量、剛性矩陣,並結合 Hartenberg- Denavit4×4矩陣法與微擾座標(perturbation coordinate)觀念,推導出連桿各 自由度的動態運動方程式,經由分量模式合成法(Component Mode Synthesis)來縮 減各連桿之自由度,合併機器人的系統運動與控制方程式後,構成一完整的架構,可 用來模擬機器人的動態反應。 上述的方法,經撰寫成FORTARN語言的程式,成為適合分析空間機構之程式,稱為SF- MAP(Spatial Flexible Mechanism Analysis Program),除了可以分析機器人系統 開放迴路(open-loop)的動態外,並且能分析空間連桿封閉迴路(close-loop )之 動態。本文以一實際機械臂的資料,進行模擬,顯示所用的方法與程式,初步已達到 研究目的。因此,此套方法及程式,應是一有效的工具,可協助設計者進行高性能機 器人的設計與分析工作。
|