臺灣博碩士論文加值系統

本論文探討四連桿機構之碰撞力量偵測。機構上方共有兩顆驅動馬達，首先在驅動軸裝設一顆馬達作為輸入使用，模擬機械手臂操作時的擺動，另外在從動軸也裝設一顆多餘的馬達作為干擾使用，模擬機械手臂移動時受到外部碰撞干擾。控制方法使用了振動產生器結合虛擬振動吸收器，振動產生器使驅動軸關節連桿產生固定頻率的微小弦波振動，虛擬振動吸收器則是將因碰撞時微小弦波振動波形扭曲所產生的二倍頻訊號消除，並藉由虛擬振動吸收器的振動量來偵測碰撞力的大小。
實驗結果顯示，當碰撞產生時，二倍頻之虛擬振動吸收器振動量會產生明顯變化，且對於微小的碰撞力量具有高靈敏的反應，因此可以藉由此吸收器的振幅來偵測碰撞力的大小。

This thesis investigates impact-force detection for a four-bar linkage. The mechanism is equipped with two servomotors.One motor is installed to drive the linkage and another redundant motor is installed to simulate the external impact force.The control method employs a vibration generator combined with a virtual vibration absorber.The linkage undergoes sinusoidal motions at a given frequency.When it contacts with the environment, the sinusoidal wave is disturbed, resulting in high-order harmonic distortions.A virtual vibration absorber is devised to compensate for the second-order harmonic.The impact force can then be detected from the reaction of the virtual vibration absorber.
Experimental results show that when contact occurs, the virtual vibration absorber responses swiftly to the presence of the contact force.It is responsive even to a small impact.The amplitude of the virtual vibration absorber can therefore serve as a measure of the impact force.

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
一、緒論 1
1.1 研究動機與背景 1
1.2 相關文獻回顧 2
1.3 研究內容與方法 3
1.4 論文大綱 3
二、硬體架構與控制方法 4
2.1 六連桿機構硬體架構 4
2.2 四連桿機構硬體架構 5
2.3 控制系統架構 6
2.4 碰撞偵測方法 8
2.5 振動產生器與振動吸收器控制方法 10
三、力量偵測控制 12
3.1 振動產生器 12
3.2 振動產生器結合虛擬振動吸收器 14
四、實驗結果 16
4.1 振動產生器實驗結果 16
4.2 振動產生器結合虛擬振動吸收器實驗結果 18
4.3 碰撞力量實驗結果 23
4.4 碰撞力量隨時間變化實驗結果 28
4.5 結果與討論 30
五、結論與未來展望 31
5.1 結論 31
5.2 未來展望 32
參考文獻 33

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