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研究生:鍾雅健
研究生(外文):ZHONG, YA-JIAN
論文名稱:具有約束條件之撓性連桿系統與摩擦撞擊之動態分析
指導教授:呂秀雄呂秀雄引用關係
指導教授(外文):LU, XIU-XIONG
學位類別:博士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:機械工程研究所
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:1988
畢業學年度:76
語文別:中文
中文關鍵詞:撓性動態模式摩擦撞擊連桿系統
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在不考慮撓性動態模式之下,所設計自動機械之自動控制系統,容易導致動態系統的
不穩定,所以建立自動機械的動態模式時,撓性模式不容易忽視。
許多機械機構,及一些自動機械,例如機械手,步行機器人及義肢等,均屬於連桿系
統。迄今,對這些自動機械,若非尚未導出完整之閉合式動態方程式,就是一些現有
模式已不敷目前之需要,或則是尚未考慮撓性之影響。甚於此,本文將應用Euler-L-
agrangian 方程式,配合使用模式疊加法及容許函數之選取來代替桿之撓度,推導出
撓性連桿系統的閉合式動力方程式,並考慮此連桿系統具多旋轉關節,閉迴路連桿機
構,並與外界接觸,且含有質量負載以及旋轉慣量負載。
然後採用本文的方法,分析三個已知具有閉迴路連桿機構之撓性機械手。分析結果顯
示,本文的方法,除了可以泛用地,簡易地處理以上之問題外,並具有相當之準確度

在具有間歇性運動或外界接觸之自動機械、或自動機械的啟動與停機時,均會發生撞
擊現象。而適用於一般動態系統的撞擊模式,則尚未見考慮接觸面間的摩擦。本文之
另一目的即在建立摩擦撞擊模式。
藉著在短暫的撞擊期間,尋求系統動態之變化,進而求得接觸面間的相對運等,然後
判定瞬間摩擦力及其方向,進而積分這些瞬間值,可以求得各種撞擊衝量,及系統泛
座標速度量之改變。本文接著應用此摩擦撞擊模式,詳細分析平面運動之摩擦撞擊。
經分析,在某情況下,採用Whittaker 之模式會引致系統能量之增益,而採用本文模
式別無此現象。以簡易之平面單擺及撓性單桿系統為例,發現系統在某姿態角下撞擊
平面時,系統撞擊之後,即黏著於平面而發生不反彈之現象。最後再以較複雜的多桿
件之撓性機械手為例,考慮不同之接觸點間的恢復係數及摩擦係數,依據本文的模式
,可求得垂直、摩擦等撞擊衡量,泛座標速度量之改變及能量損失等。
目次
誌謝
摘要
符號索引
圖表索引
自述
第一章 緒論
壹、研究動機
貳、研究方法回顧
參、工作目標、方法及本文內容
第二章 撓性連桿機構之運動方程式
壹、基本假設與座標系統
貳、Euler-Lagrangian方程式
參、系統之總動能
肆、系統之總位能
伍、系統之運動方程式
陸、約束條件
柒、系統降階之推演
第三章 應用實例(一)
壹、引言
貳、Neto的撓性雙桿機械手
參、Sakawa及Matsuno的撓性機械手
肆、Chung等人的撓性機械手
第四章 泛用之摩擦撞擊模式
壹、引言
貳、基面假設
參、撞擊期間之方程式
肆、撞擊衝量Hp及H
伍、滑動速度
陸、結構姿態變化之討論
柒、求解之步驟
第五章 平面運動之摩擦撞擊
壹、引言
貳、基本推演
參、D11+μD12 0
肆、D11+μD12>0且D21+μD22>0且β0β* (1+e)β0
伍、D11+μD12>0且D21+μD22>0且β*<β0
陸、D21+μD22 0
柒、D11+μD12>0且D21+μD22>0且β*>(1+e)β0
捌、Whittaker撞擊模式之能量增益
玖、本文模式合理地減少能量
第六章 應用實例(二)
壹、單擺之摩擦撞擊
貳、撓性單桿之摩擦撞擊
參、Chung等人的輕量支撐機械手之摩擦撞擊
第七章 結論與建議
參考文獻
附錄
附表
附圖
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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