臺灣博碩士論文加值系統

本研究主旨在設計一可承受高負載的機械手臂。利用馬達作為動力源經過傘齒輪差動傳動機構，可增加扭矩之輸出達到高負載，且具有自鎖的功能。機械手臂的肘部以及腕部利用鋼纜輪軸減速機構達到高效率且可有遠距離傳輸的特性，可減輕馬達上扭矩的損失。做機器人的運動學分析運算，控制部分使用數位訊號處理器來做手臂的位置控制，達到指定之動作。

The subject of this study is about a high-load robot arm design. The motor increases the torque output by a special drive mechanism, and has a self-lock function. To reduce the motor torque loss, the elbow and wrist use a rope-pulleys institution to get high efficiency and long distance transmission. The analysis of robot''s kinematic is also implemented. Finally DSP is used to control speed and position of the robot arm to achieve the tasks.

摘　要 I
ABSTRACT II
誌 謝 III
目 錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 文獻回顧 3
1.4 論文架構 7
第二章 新型機械手臂之設計 8
2.1 手臂設計概念 8
2.2 新型機械手臂設計流程與設計方法 10
2.3 傳動機構設計概念 17
2.3.1傘齒輪差動傳動機構 17
2.3.2鋼纜輪軸減速機構 18
2.4 鋼纜強度設計 20
2.5 螺栓強度設計 22
第三章 手臂機構探討與分析 24
3.1 機構有限元素分析 24
3.2 機器人學運動學分析 32
3.2.1DH(Denavit-Hartenberg)參數表示 32
3.2.2機械手臂的建構和座標轉換 34
3.2.3機械手臂之順向運動學 35
3.2.4機械手臂之逆向運動學 38
3.3 機器人學運動學之模擬驗證 45
3.3.1順向機械人學運動學之模擬驗證 45
3.3.2逆向機械人學運動學之模擬驗證 47
第四章 機械手臂機電系統設計與整合 50
4.1 交流伺服馬達 50
4.2 直流馬達 53
4.3 電容式壓力感測器 55
4.4 控制系統設計 56
第五章 結果與分析 61
5.1 設計與組裝結果 61
5.2 傳動機構測試 62
5.3 機構負載測試 64
5.4 位移控制測試 69
第六章結論與未來展望 71
6.1結論 71
6.2未來展望 71
參考文獻 73

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