(3.235.25.169) 您好!臺灣時間:2021/04/17 20:45
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:洪堯駿
研究生(外文):Hung, Yao-Chun
論文名稱:具並聯式運動機構之雙足人型機器人開發
論文名稱(外文):Development of Biped Humanoid Robot Using Parallel Kinematics Mechanism
指導教授:郭重顯郭重顯引用關係
指導教授(外文):Chung-Hsien Kuo
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:人型機器人創意機構設計並聯式運動機構
外文關鍵詞:humanoid robotsinnovative mechanism designparallel kinematics mechanism
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:227
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
人型機器人已成為一個相當熱門的討論主題,其重要性主要在於人型機器人可適應於不同之地面環境,並可與人類協同工作。而在另一方面,由於人型機器人之機械結構與控制複雜度高,因此結構與控制之設計優劣影響人型機器人之效能甚鉅。傳統上,人型機器人之機械結構大多採用串聯驅動器的方式組合而成,這樣的結構在設計上較為簡單而且具有較大的工作空間,可是相對的也容易產生振動與誤差累積等問題。本研究中,採用參考人類肢體活動方式,使用並聯式運動機構取代傳統串連設計,並且以並聯式運動機構為基礎開發出具有三自由度之創新性關節模組,同時推導運動控制上所需之運動方程式。此運動機構可有效降低前述串聯結構之問題,並且可應用於人型機器人之雙足、手部、腰部及脖子等自由度或運動方式相似之關節。最後本文以五組並聯式之關節模組加以組合建構雙足人型機器人以作為本文之實際驗證。
Humanoid robots are widely discussed in recent years. In general, humanoid robots are capable of walking on uneven terrain and cooperating with humans. However, due to complicated mechanical structures and control systems, the performance of humanoid robots strongly depends on the design of mechanical structure and control systems. In most cases, the mechanical structures of humanoid robots are designed as serial configurations. Such configurations are simple and with large workspaces. Nevertheless, mechanical vibrations and accumulated errors are problems of serial configurations. In this work, an innovative parallel kinematics based linkage module is proposed according to limb motions of human body, and it resolves the vibrations and accumulated error problems of serial configurations. The proposed parallel kinematics based linkage module is designed as a three degree-of-freedom mechanical structure. The inverse kinematics functions are derived for the control purposes. Such a parallel kinematics based linkage module is capable of applying to the parts of lower limbs, lower limbs, waist, and neck of humanoid robots. Consequently, this work uses five parallel kinematics based linkage modules to form a parallel kinematics based humanoid robot, and the results of preliminary tests also verify the proposed parallel kinematics based humanoid robot solution.
第一章 緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 研究目的 4
1-3 論文架構 5
第二章 相關文獻回顧 6
2-1 人型機器人開發回顧 6
2-2 機構動態分析軟體之應用 7
2-3 使用並聯桿件之雙足機器人 9
2-4 比較並聯與串聯式機構 12
2-5 運用於串聯式機構之運動學計算 13
第三章 研究方法 15
3-1 空間運動表示法 15
3-2 並聯桿件模組機構設計 18
3-2-1 設計概念 18
3-2-2 設計需求 18
3-2-3 初步模型設計 20
3-3 逆向運動方程式 21
3-3-1 肢體角度計算 22
3-3-2 桿件端點相對位置計算 25
3-3-3 伺服機角度計算 26
3-4 並聯機構模組之應用 27
第四章 系統實作與驗證 30
4-1 研究工具 31
4-1-1 機構動態分析軟體 31
4-1-2 立體繪圖函式庫OpenGL 32
4-1-3 軸控卡 33
4-2 雛型設計 33
4-2-1 建立ADAMS模型 33
4-2-2 實體模型製作 37
4-2-3 設計改良 39
4-3 原型之設計及開發 44
4-3-1 Pro/E模型繪製及組裝 45
4-3-2 實際模型製作 47
4-4 測試與驗證 49
4-4-1 模擬程式 49
4-4-2 模組定位測試 50
4-4-3 單一模組工作空間 53
4-4-4 雙足步態測試 56
4-4-5 組裝各模組 59
第五章 結論與未來方向 60
5-1 結論 60
5-2 未來研究方向 60
參考文獻 61
[1]K. Hashimoto, T. Hosobata, Y. Sugahara, Y. Mikuriya, H. Sunazuka, M. Kawase, Hun-ok Lim, A. Takanishi, “Realization by Biped Leg-wheeled Robot of Biped Walking and Wheel-driven Locomotion,” Robotics and Automation, pp. 2970 -2975, 2005.
[2]K. Hashimoto, T. Hosobata, Y. Sugahara, Y. Mikuriya, H. Sunazuka, M. Kawase, Hun-ok Lim and A. Takanishi, “Development of Foot System of Biped Walking Robot Capable of Maintaining Four-point Contact,” Intelligent Robots and Systems, pp. 1464-1469, 2005.
[3]H.O. Lim, Y. Suhara, A. Takanishi, “Development of a Biped Locomotor Applicable to Medical and Welfare Fields,” Advanced Intelligent Mechatronics, vol. 2, pp. 950-955, 2003.
[4]M. Morisawa, Y. Fujimoto, T. Murakami, and K. Ohnishi, “A Walking Pattern Generation for Biped Robot with Parallel Mechanism by Considering Contact Force,” IEEE Industrial Electronics Society, Vol. 3, pp. 2184-2189, 2001.
[5]M. Morisawa, T. Yakoh, T. Murakami, and K. Ohnishi, “A Comparison Study between Parallel and Serial Linked Structures in Biped Robot System”, IEEE Industrial Electronics Society, Vol. 4, pp. 2614-2619, 2000.
[6]J.I. Ping ,W.U. Hongtao ,”Kinematics analysis of an offset 3-UPU translational parallel robotic manipulator,” Robotics and Automations Systems, pp. 117-123, 2003.
[7]Y. Sugahara, T. Endo, H. Lim, A. Takanishi, “Design of a battery-powered multi-purpose bipedal locomotor with parallel mechanism,” Intelligent Robots and System, Vol. 3, pp. 2658 - 2663, 2002.
[8]Y. Sugahara, M. Kawase, Y. Mikuriya, T. Hosobata, H. Hosobata, K. Hashimoto, Hun-ok Lim, A. Takanishi, “Support Torque reduction Mechanism for Biped Locomotor with Parallel Mechanism,“ Intelligent Robots and Systems, pp.3213-3218, 2004.
[9]F. Tanaka, B. Fortenberry, K. Aisaka, J. R. Movellan, “Developing Dance Interaction between QRIO and Toddlers in a Classroom Environment: Plans for the First Step,” Robot and Human Interactive Communication , pp. 223-228, 2005.
[10]Isaac Asimov, “I, Robot,” Gnome Press, 1950.
[11]Karel Čapek, “Rossum’s Universal Robots,” 1921.
[12]K.J. Waldron and G.L.Kinzel, “Kinematics, Dynamics, and Design of Machinery, 2nd Edition,” John Wiley & Sons, 2004.
[13]Richard S. Wright, Jr. Michael Sweet,” OpenGL SUPER BIBLE Second Edition,” GOTOP, 2000.
[14]王耿良, 「具適應斜坡行動能力之雙足機器人設計開發」,長庚大學,碩士論文,2004。
[15]林奕德,「建構DSP控制平台之小型人型機器人研發」,長庚大學,碩士論文,2005。
[16]李文猶,「七連桿二足步行機器人BR2之製作」,台灣科技大學,碩士論文,1998。
[17]黃加憲,「虛擬雙足部型機器人之靜態步行規劃與模糊平衡控制」,淡江大學,碩士論文,2003。
[18]邱志偉,「二足機器人之動態平衡分析」,中央大學,碩士論文,2003。
[19]林忠志,「電腦輔助研發與電腦輔助工具之整合應用」,機械月刊第二十五卷第六期,pp:298-316,1999年
[20]傅增槺,「電腦輔助工程設計-ADAMS基礎應用手冊-」,高立出版社,1994。
[21]賴耿陽,「機器人運動機構」,復漢出版社,1988。
[22]url:http://www.mscsoftware.com.tw/products/adams/adams.htm
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔