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研究生:郭旭
研究生(外文):Shiu Kuo
論文名稱:封閉迴圈機構之Jacobian分析
論文名稱(外文):Jacobian Analysis on Closed-Loop Mechanisms
指導教授:劉昭華劉昭華引用關係
口試委員:劉昭華王銀添陳正光
口試日期:2011-07-14
學位類別:碩士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:機械與機電工程學系碩士班
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:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:39
中文關鍵詞:機構運動學交叉耦合分析傾向性分析3-PUU並聯式機械手臂3-CRU並聯式機械手臂
外文關鍵詞:Kinematics of machineryCross-coupling analysisPropensity analysis3-PUU parallel manipulator3-CRU parallel manipulator
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本論文針對3-PUU並聯式機械手臂及3-CRU並聯式機械手臂進行Jacobian正向分析。包括運動學的交叉耦合分析、與運動學的輸入與輸出傾向性分析。其中交叉耦合分析是探討活動平台輸出速度是否容易受到輸入速度影響,而傾向性分析是探討活動平台輸出速度是否與輸入速度同方向。分析的結果顯示兩種機械手臂的運動學正向交叉耦合指數的最大值都出現在工作空間中心位置,而且在機構構形呈現120度對稱的情況。兩肢幹間的運動學正向交叉耦合指數的最小值出現在正向奇異位置,亦即活動平台速度之Jacobian矩陣行列式為零的情況。

In this thesis direct Jacobian analyses are performed on the following two parallel manipulators for translating motion, which include kinematic cross-coupling analysis and input-output propensity analysis. The former analysis investigates how output velocity may be affected by the input velocity, and the latter analysis discovers the degree of the output velocity is collinear with the input velocity. Results show that maximum values for direct kinematic cross-coupling index of the two manipulators occur at the center position of the workspace where a 120°-symmetry can be observed. Minimum values for input-output propensity index for two limbs occur at direct singular positions hidden within the workspace, where the Jacobain matrices for the moving platforms become singular.

中文摘要………………………………………………………………….............I
英文摘要………………………………………………………………...............II
目錄……………………………………………………………………................III
圖目錄…………………………………………………………………................V
第一章 緒論……………………………………………………………..........1
1.1 前言………………………………………………………….......................1
1.2 文獻回顧以及研究動機…………………………………….…...........2
第二章 機構之結構…………………………………………………….......4
2.1 3-PUU平移型並聯式機械手臂……………………………….........4
2.2 3-CRU平移型並聯式機械手臂……………………………….........4
第三章 研究步驟……………………………………………………..……...6
3.1 設計Jacobian矩陣…………………………………………...…...........6
3.2局部性交叉耦合指數分析………………………………...…….........7
3.3交叉耦合指數分析……………………………………….……..............9
3.4局部性輸入與輸出傾向性指數分析…………………….……......10
3.5輸入與輸出傾向性指數分析……………………………..…….......11
第四章 結果與討論…………………………………………………….…13
4.1 3-PUU平移型並聯式機械手臂……………………….……….....13
4.2 3-CRU平移型並聯式機械手臂……………………….……….....16
第五章 結論……………………………………………………….………...18
參考文獻…………………………………………………………...………......19

圖目錄
圖一 3-PUU並聯式機械手臂...………………..…………………..……21
圖二 3-CRU並聯式機械手臂……………………………...……..……..22
圖三 3-PUU的運動學正向交叉耦合指數κ12;(z=1.0)…….…..............23
圖四 3-PUU於κ12為最大值之機構構形;(z=1.0)..……………..............24
圖五 3-PUU於κ12與 為最小值時機構構形;(z=1.0)………................25
圖六 3-PUU的運動學正向交叉耦合指數κ;(z=1.0).............................26
圖七 3-PUU於κ最大值時機構上視圖;(z=1.0)…..………….…………27
圖八 3-PUU之運動學正向輸入與輸出傾向性指數η3;(z=1.0)……….28
圖九 3-PUU於η3最小值時機構示意圖;(z=1.0)………………..……...29
圖十 3-PUU運動學正向輸入與輸出傾向性指數η1;(z=1.0)…...............30
圖十一 3-PUU於η1最大值時機構示意圖;(z=1.0)...…………………..31
圖十二 3-CRU運動學正向交叉耦合指數κ12;(z=1.7)...………………..32
圖十三 3-CRU於κ12最大值時機構構型示意圖;(z=1.7)….....…………33
圖十四 3-CRU於κ12最小值時機構構型示意圖;(z=1.7).........................34
圖十五 3-CRU運動學正向交叉耦合指數κ;(z=1.7).………….............35
圖十六 3-CRU於κ最大值時機構上視圖;(z=1.7)……...……................36
圖十七 3-CRU於κ最小值時機構構型示意圖;(z=1.7)………...............37
圖十八 3-CRU運動學正向輸入與輸出傾向性指數η3;(z=1.7)………..38
圖十九 3-CRU於η3最小值時機構構型示意圖;(z=1.7)…….................39




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