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系統識別號 U0002-2907200818112200
中文論文名稱 兩種3-PUU並聯式機械手臂之運動學
英文論文名稱 Kinematics of Two 3-PUU Translational Parallel Manipulators
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 機械與機電工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Mechanical and Electro-Mechanical Engineering
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生中文姓名 林昆郁
研究生英文姓名 Kun-Yu Lin
學號 695372309
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2008-06-26
論文頁數 57頁
口試委員 指導教授-劉昭華
委員-陳正光
委員-王銀添
中文關鍵字 PUU  並聯機械手臂  工作空間 
英文關鍵字 PUU  parallel manipulator  workspace 
學科別分類 學科別應用科學機械工程
中文摘要 本論文提出二種新型軌道之3-PUU並聯式平移機械手臂,第一種型式的軌道呈正三角形,每條軌道的一邊延伸出特定長度;第二種型式的第一條軌道延著x軸方向,第二條軌道在x-y平面上與第一條軌道夾θ角,第三條軌道與x-y平面夾角為 角,其軌道的投影線平分θ角。
本論文利用幾何方法從事二種並聯式手臂之逆向位置分析,使用逆向運動學,找出工作空間。且利用封閉迴圈方程式(loop-closure equation)推導出二種並聯式手臂速度分析的Jacobian矩陣,求出他們正向位置分析的閉合解(closed -form solutions)。
英文摘要 Two new types of 3-PUU translational parallel manipulator are proposed in this thesis. The first manipulator has an equilateral rail arrangement on the base plane, but each side extends out by a specific length. The second manipulator has the following rail arrangement: the first rail is along the x axis on the base plane; the second rail also lies on the base plane and makes an angle θwith the first rail; the third makes an angle θ.
Inverse kinematic analysis for the two manipulators is carried out using geometry, the results of which are used to determine manipulators’ workspace. Loop-closure equations are utilized to find the Jocabian matrices of the manipulators. Closed-form solutions for the forward kinematics are also obtained.
論文目次 目 錄

中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 IV
第一章 緒論 1
1.1 文獻回顧與研究動機 1
第二章 機構介紹 2
2.1兩種新型式3-PUU並聯式平移機械手臂 2
2.2純平移並聯式機械手臂 3
2.3 移動平台的旋轉 6
第三章 Jacobian矩陣推導 9
3.1第一型式3-PUU機械手臂之Jacobian矩陣推導 9
3.2第二型式3-PUU機械手臂之Jacobian矩陣推導 10
第四章 逆向運動學 12
4.1第一型式3-PUU機械手臂之逆向運動學 12
4.2第二型式3-PUU機械手臂之逆向運動學 15
4.3工作空間分析 19
第五章 正向位置分析 23
第六章 結果與討論 27
第七章 結論 31
參考文獻 32


圖 目 錄

圖一 第一型式3-PUU機械手臂 33
圖二 第二型式3-PUU機械手臂 34
圖三 等效旋轉接頭 35
圖四 第一型式3-PUU機械手臂向量示意圖 36
圖五 第二型式3-PUU機械手臂向量示意圖 37
圖六 第一種型式3-PUU機械手臂之正向位置分析結果,
(q1, q2, q3) = (2, 1.2, 1),(px ,py ,pz) = (0.0745, 0.0714, 1.1152) 38
圖七 正向位置分析結果,(q1, q2, q3) = (2, 1.2, 1),
(px ,py ,pz) = (0.0745, 0.0714, -1.1152) 39
圖八 第一種型式3-PUU機械手臂之正向位置分析結果,
(q1, q2, q3) = (1.5, 0.8, 0.3),(px ,py ,pz) = (0.8653, -0.4755, 0.6382) 40
圖九 正向位置分析結果,(q1, q2, q3) = (1.5, 0.8, 0.3),
(px ,py ,pz) = (0.8653, -0.4755, -0.6382) 41
圖十 第一種型式3-PUU機械手臂之正向位置分析結果,
(q1, q2, q3) = (0.8, 2.5, 0.4),(px ,py ,pz) = (0.232, 0.216, 0.8595) 42
圖十一 正向位置分析結果,(q1, q2, q3) = (0.8, 2.5, 0.4),
(px ,py ,pz) = (0.232, 0.216, -0.8595) 43
圖十二 第二種型式3-PUU機械手臂之正向位置分析結果,
(q1, q2, q3) = (0.9, 0.8, 0.1),(px ,py ,pz) = (0.6534, 0.4850, 1.4240) 44
圖十三 正向位置分析結果,(q1, q2, q3) = (0.9, 0.8, 0.1),
(px ,py ,pz) = (0.2492, 0.1112, -1.3990) 45
圖十四 正向位置分析結果,(q1, q2, q3) = (0.3, 0.3, 0.9),
(px ,py ,pz) = (1.2800, 0.9819, 0.4584) 46

圖十五 正向位置分析結果,(q1, q2, q3) = (0.6, 0.8, 0.7),
(px ,py ,pz) = (1.4210, 0.8344, 8841) 47
圖十六 第一型式3-PUU機械手臂P點位置為
時之逆向位置解 48
圖十七 第二型式3-PUU機械手臂P點位置為
時之逆向位置解 49
圖十八 pz = 0時,px與py的關係圖 50
圖十九 pz = 0.4時,px與py的關係圖 51
圖二十 pz = 0.8時,px與py的關係圖 52
圖二十一 pz = 1.2時,px與py的關係圖 53
圖二十二 pz = 0時,px與py的關係圖 54
圖二十三 pz = 0.4時,px與py的關係圖 55
圖二十四 pz = 0.8時,px與py的關係圖 56
圖二十五 pz = 1.4時,px與py的關係圖 57
參考文獻 1. L. W. Tsai and S. Joshi, “Kinematic Analysis of 3-DOF Position Machanisms for Use in Hybrid Kinematic Machines”, Journal of Mechanical Design, Vol. 124, pp. 245-253, 2002.
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3. Y. Li and Q. Xu, ”Kinematic Analysis and Dynamic Control of 3-PUU Parallel Manipulator for Cardiopulmonary Resuscitation”, 12th International Conference on Advanced Robotics. ICAR, Seattle, WA, United States, July 18-20, 2005.
4. Y. Li and Q. Xu, “A New Approach to the Architecture Optimization of a General 3-PUU Translational Parallel Manipulator”, J. Intell Robot Syst., Vol. 46, No. 1, pp. 59-72, 2006.
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6. V. Di Gregori and R. Parenti-Castelli, “A Translational 3-DOF Parallel Manipulator”, in Advances in Robot Kinematics:Analysis and Control, edited by J. Lenarcic and M. L. Husty, Kluwer Academic Publishers, pp 49-58, 1998.
7. L. W. Tsai, Robot Analysis:The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators, John Willey & Sons, Inc., New York, pp. 56-60, 1999.
8. 劉昭華,邱建源,簡志嘉,林永清,“3PRPS及3RPS並聯式機械手臂之運動限制”,第五屆全國機構與機械設計學術研討會,2002。
論文使用權限
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