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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李昆嶸
研究生(外文):Kun-Jung Lee
論文名稱:具有動力分佈特性之擬人化機械手系統發展
論文名稱(外文):Development of an Anthropomorphic Robot Hand System with Power-Distributed Characteristics
指導教授:葉賜旭
指導教授(外文):Syh-Shiuh Yeh
口試委員:黃甦林顯易
口試日期:2012-07-26
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機電整合研究所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:動力分佈特性擬人化機器人機械手
外文關鍵詞:Power-distributed characteristicsAnthropomorphic robotRobot hand
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本文提出一種具有動力分佈特性的擬人化機械手系統,此機械手系統使用一種本文命名為“離合驅動動力系統”之新式動力系統,此系統是專門為多關節機器人所設計,具有動態分配動力的能力,能提供機器人關節高轉速、高扭矩、低慣量的運動特性,使機器人擁有更好的運動性能。本動力系統運作概念為使用單一大功率馬達搭配離合器,將主馬達提供之動力依需求分配至各個關節,即可將動力集中提供給目前有大動力需求的關節,藉此改變機器人的運動特性。

This paper presents a novel design of a power transmission system, called a clutch-actuation system, for actuating robots with multiple joints, particularly biomimetic robots. The robot joints developed with the newly designed clutch-actuation system exhibit high speed, high torque, and low inertia. Thus, the system could enhance the task execution performance of multi-joint robots. The proposed clutch-actuation system mainly comprises a single high-power rotary motor and clutch mechanism. According to the required power for actuating a joint, the clutch-actuation system can divide the power of the rotary motor and supply the shared power to the joint. Therefore, for robots with multiple joints, the developed clutch-actuation system can share more power to the joint actuated with a high power requirement and can share less power to the joint actuated with a low power requirement even though the developed clutch-actuation system only uses one rotary motor. Multi-joint robots with a clutch-actuation system can thus be designed compactly, and they can provide superior task execution performance.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 v
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻探討與問題陳述 2
1.3 提出解決方法 12
1.4 論文架構 14
第二章 實驗系統描述 15
2.1 機械手機構設計 15
2.2 離合驅動動力系統機構設計 17
2.3 驅動與控制電路設計 25
第三章 離合驅動動力系統控制器架構 29
3.1 離合驅動控制 29
3.2 馬達轉速控制 30
第四章 實驗結果與分析 32
4.1 馬達轉速與離合器輸出能力實驗 32
4.2 負載估測器測試 34
4.3 機械手運轉能力測試 43
第五章 結論與未來展望 48
參考文獻 49


[1] T. Mouri, H. Kawasaki, K. Yoshikawa, J. Takai, and S. Ito, "Anthropomorphic Robot Hand: Gifu Hand III", In Proc. of Int. Conf. ICCAS 2002, Muju Resort, Jeonbuk, Korea, October 16 - 19, pp.1288-1293.
[2] M. Grebenstein, A. Albu-Sch‥affer, T. Bahls, M. Chalon, O. Eiberger, W. Friedl, R. Gruber, S. Haddadin, U. Hagn, R. Haslinger, H. H‥oppner, S. J‥org, M. Nickl, A. Nothhelfer, F. Petit, J. Reill, N. Seitz, T. Wimb‥ock, S. Wolf, T. W‥usthoff, and G. Hirzinger, "The DLR Hand Arm System", Robotics and Automation (ICRA), 2011 IEEE International Conference on Date of Conference: 9-13 May 2011, pp.3175 - 3182.
[3] http://www.shadowrobot.com/hand/musclehand.shtml
[4] I. Yamano and T. Maeno, "Five-fingered Robot Hand using Ultrasonic Motors and Elastic Elements", Robotics and Automation, 2005. ICRA 2005. Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Date of Conference: 18-22 April 2005, pp.2673 - 2678.
[5] A. Namiki, Y. Imai, M. Ishikawa and M. Kaneko, "Development of a high-speed multifingered hand system and its application to catching", Intelligent Robots and Systems, 2003. (IROS 2003). Proceedings. 2003 IEEE/RSJ International Conference on Date of Conference: 27-31 Oct. 2003, pp.2666 - 2671 vol.3
[6] http://goods.ruten.com.tw/item/show?21105199960384
[7] http://www.koyoele.com.tw/files/TRD-2E.pdf
[8] http://www.jiansuji001.com/2006-12/2006121990633.htm
[9] http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010337
[10] M. W. Spong, S. Hutchinson and M. Vidyasagar, Robot Modeling and control, john wiley & Sons, Inc, 2006.
[11] http://www.vishay.com/docs/91036/91036.pdf
[12] http://www.vishay.com/docs/88661/mb2s.pdf


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