以低維機構驅動的三維運動平台

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題名:	以低維機構驅動的三維運動平台
作者:	鐘文遠
貢獻者:	機械系
關鍵詞:	物體導引姿勢共平面曲面共球面曲面耦桿點 body guidance pose coplanar surface co-sphere surface couplerpoint
日期:	2009-08
上傳時間:	2012-02-23 15:16:11 (UTC+8)
摘要:	以低維機構驅動的三維運動平台乃為一新穎構想，而其設計、合成與測試則為本計劃執行重點。該機構主要由運動平台、用以驅動的低維機構、及數個支撐腿等三部份組成。低維機構乃指具有一個自由度的直線運動機構、旋轉桿件、四連桿組或多連桿機構；另亦可為具有二個自由度的多連桿機構或兩軸機械臂。構想是讓運動平台與數個支撐腿接合後，使其自由度從6 減少為3；而後若再指定運動平台上特定點的位置，則運動平台將無自由度或固定於特定姿勢。藉由該特定點以連接低維機構與運動平台，當特定點依所規劃的座標依序運動時，運動平台便能執行三維的物體導引運動。物體導引是指物體能依序運動至指定的姿勢。如對熟知的平面四連桿組指定四個位置時，可推得圓周點曲線，曲線上任一點於對應的四個位置有共圓的特性。該計畫的理論部分乃基於此概念，將其擴展至三維運動。例如對平台指定四組姿勢時，任何點於對應的四組姿勢的四個點不一定共平面；但若能找到能共面的特定點，則可將該點視為四連桿組中的耦桿點，將問題轉換為四連桿組的路徑演生。對應的數個姿勢能共平面的點的集合，將因指定的姿勢數目不同，而為空間、曲面、曲線、數個點或無解。此外因支撐腿及驅動機構的不同特性，將推導的集合特性亦可為共球面、共圓柱面、共圓以及共線等。本計畫除曲面及曲線等理論推導外，將發展程式以輔助機構的設計、使用三維軟體以模擬機構運動、以及建立模型以實際檢測。由於當指定運動的姿勢序列有所改變時，仍可沿用相同的機構形式，而僅須對接頭位置與支撐腿桿長加以調整即可。因此實驗模型將以具有桿長調整功能者為佳，以能適合多種運動需求。此亦代表此機構具有成本低、構造簡單、易維修及易改裝等優點。以低維機構驅動的三維運動平台乃為一新穎構想，而其設計、合成與測試則為本計劃執行重點。該機構主要由運動平台、用以驅動的低維機構、及數個支撐腿等三部份組成。低維機構乃指具有一個自由度的直線運動機構、旋轉桿件、四連桿組或多連桿機構；另亦可為具有二個自由度的多連桿機構或兩軸機械臂。構想是讓運動平台與數個支撐腿接合後，使其自由度從6 減少為3；而後若再指定運動平台上特定點的位置，則運動平台將無自由度或固定於特定姿勢。藉由該特定點以連接低維機構與運動平台，當特定點依所規劃的座標依序運動時，運動平台便能執行三維的物體導引運動。物體導引是指物體能依序運動至指定的姿勢。如對熟知的平面四連桿組指定四個位置時，可推得圓周點曲線，曲線上任一點於對應的四個位置有共圓的特性。該計畫的理論部分乃基於此概念，將其擴展至三維運動。例如對平台指定四組姿勢時，任何點於對應的四組姿勢的四個點不一定共平面；但若能找到能共面的特定點，則可將該點視為四連桿組中的耦桿點，將問題轉換為四連桿組的路徑演生。對應的數個姿勢能共平面的點的集合，將因指定的姿勢數目不同，而為空間、曲面、曲線、數個點或無解。此外因支撐腿及驅動機構的不同特性，將推導的集合特性亦可為共球面、共圓柱面、共圓以及共線等。本計畫除曲面及曲線等理論推導外，將發展程式以輔助機構的設計、使用三維軟體以模擬機構運動、以及建立模型以實際檢測。由於當指定運動的姿勢序列有所改變時，仍可沿用相同的機構形式，而僅須對接頭位置與支撐腿桿長加以調整即可。因此實驗模型將以具有桿長調整功能者為佳，以能適合多種運動需求。此亦代表此機構具有成本低、構造簡單、易維修及易改裝等優點。
顯示於類別:	[機械工程系暨機械工程學系數位機電研究所] 研究計畫

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