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。
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