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研究生: 歐陽澔
Ou Yang, Hao
論文名稱: 類模組化多關節式機械手臂開發與精度量測
Development of a module-like articulated manipulator and precision measurement
指導教授: 陳俊達
Chen, Chun-Ta
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 機電工程學系
Department of Mechatronic Engineering
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 97
中文關鍵詞: 模組化機器手臂定位精度ISO 9283
英文關鍵詞: modular, manipulator, positioning precision, ISO 9283
DOI URL: http://doi.org/10.6345/THE.NTNU.DME.002.2018.E08
論文種類: 學術論文
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  • 隨著科技產業的日新月異,機械手臂已經逐漸成為非常重要的工業自動化設備,除了應用在加工製造業外,近年來也大量導入各種行業,如餐飲業、服務業、醫療業及娛樂業。所以快速組裝及方便使用也成了機械手臂的發展趨勢,未來並具有廣大的應用價值。本論文提出模組化關節機械手臂,由目標性能進行機構設計,機械手臂關節軸是以旋轉或樞轉,實現各關節模組化,並由此延伸模組化六軸機械手臂後再以順逆向運動學來建立手臂姿態和路徑規劃。文末並依照ISO 9283之國際標準規範來量測手臂定位精度。

    Owing to new technological advance, manipulators have become a very important industrial automation equipment. In addition to being used in the manufacturing, many industries can be found, such as catering, medical and entertainment, and so on. Therefore, quick assembling and easy use are the current development, and will have vast application potential. In this thesis a modular manipulator was developed. Based on the performance objective, the manipulator mechanism was designed. Each joint is actuated via a pivot or rotation. Thus, it is extended to a six-axis manipulator to fulfill the modular manipulator. Then, the forward/inverse kinematics are developed for the posture building and trajectory planning. Finally, the positioning accuracy of the manipulator was measured according to the ISO 9283.

    摘要 i Abstract ii 誌謝 iii 目錄 iv 圖目錄 vi 表目錄 ix 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究動機與目的 11 1.4 論文架構 12 第二章 六軸機械手臂設計 13 2.1 機械手臂性能目標設定 14 2.2 關節模組設計 15 2.3 關節負載分析 19 2.4 馬達與減速機選用 21 2.5 機械手臂配電盤設計 25 2.6 機械手臂3D組裝模擬 29 第三章 運動學分析 30 3.1 D-H座標系統 31 3.2 順向運動學 33 3.2 逆向運動學 36 第四章 控制系統 38 4.1 系統架構 38 4.1.1 智慧機器人控制平台 39 4.1.2 非同步遠端I/O控制子板 40 4.1.3 智慧型運動控制平台轉接板 41 4.1.4 機器人運動教導盒 42 4.1.5 EtherCAT運動平台 43 4.2 馬達參數調教 44 第五章 機械手臂精度量測實驗 49 5.1 實驗設備 49 5.2 精度量測點位與路徑 52 5.3 定位精度量測實驗(Positioning accuracy) 53 5.4 定向精度量測實驗(Orientation accuracy) 57 5.5 重複精度量測實驗(Pose repeatability) 61 第六章 結果與討論 64 第七章 結論與未來展望 66 參考文獻 67 附錄 69

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