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研究生: 袁嘉廷
Yuan, Jai-Ting
論文名稱: 八連桿仿生步行機構設計
Mechanism Design of A 8-Link Walking Machine
指導教授: 左培倫
Tso, Pei-Lum
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 60
中文關鍵詞: 仿生連桿機構設計步行機械
外文關鍵詞: Bio-mimetic, Walking Machine, Design, Linkage, Mechanism
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  • 本文之目的是以機構合成與解答平面的概念,設計出一可模仿馬步行步態的機構之尺寸。過程以截取馬的步行軌跡做為合成之目標曲線,在選取適當之合成目標機構後,推導四精確點之合成程式對目標曲線進行合成。而後將合成之四組機構分別安置於機架上,以一輸入曲柄帶動八連桿四個機構,設計各曲柄間的相位差。如此合成出一具有馬的步態之四足仿生步行機構。


    目錄 1 圖目錄 2 第一章 緒論 4 1-1. 前言 4 1-2. 仿生機械簡介 7 1-3. 研究動機與內容 9 1-4. 文獻回顧 11 1-5. 論文架構 19 第二章 設計概念 21 2.1 曲線設計 21 2.2 機構選取 25 第三章 研究構想 29 3.1 機構合成 29 3.2 機構配合 30 第四章 建立合成程式-單元八連桿 31 4.1 合成規劃 31 4.2 公式推導 34 4.2.1 第一步:決定主要參數( ) 34 4.2.2 第二步:決定次要參數( ) 37 4.2.3 第三步:決定次要參數( ) 39 4.2.4 第四步:決定次要參數( ) 40 4.3 BCB合成程式介面規劃 43 4.4 本章小結 47 第五章 建立組合分析 50 5.1 支撐足的高低間距 50 5.2 中心位置的震動 52 5.3 本章小結 53 第六章 結論與未來之展望 55 Reference: 56 圖目錄 圖 1.1:運動示意圖 6 圖 1.2: Leonard Da vinci的撲翼機 7 圖 1.3: 1893 Rygg的機械馬 11 圖 1.4:美國軍用BIGDOG 13 圖 1.5: 王氏木牛流馬 [林,1995] 14 圖 1.6: 王氏木車馬 [邱,1996] 14 圖 1.7:木馬車 15 圖 1.8:單邊一對八連桿機構 15 圖 1.9:沈氏八連桿 16 圖 1.10: the leg mechanism of chiang’swalking machine and its foot trajectory 16 圖 1.11: Theo Jansen的海灘動物 17 圖 1.12:曲柄搖桿 17 圖 1.13:八連桿機構 18 圖 2.1:耦點曲線 21 圖 2.2 :(a)高過小;(b)高適中 22 圖 2.3:相對高度差 23 圖 2.4:曲線截取示意圖 23 圖 2.5:截取之足跡線 24 圖 2.6:八連桿運動鏈目錄 26 圖 4.1:乙-5型八連桿機構 32 圖 4.2:Loop 1 32 圖 4.3:Loop 2 32 圖 4.4:Loop 3 32 圖 4.5:第一步示意圖 34 圖 4.6:第二步示意圖 37 圖 4.7:第三步示意圖 39 圖 4.8:第四步示意圖 40 圖 4.9:合成程式介面 43 圖 4.10:輸入精確點 44 圖 4.11:求得2組解 44 圖 4.12:第二步驟之程式介面 45 圖 4.13: 解答平面 46 圖 4.14:最後結果顯示 46 圖 4.15:足跡曲線與偶點曲線比較圖(前腳) 48 圖 4.16:足跡曲線與偶點曲線比較圖(後腳) 49 圖 5.1:足點高度與絕對角度 51 圖 5.2:支撐足的高低間距 51 圖 5.3:一個回圈內中心震動 52 圖 5.4:組合分析程式介面 53 表目錄 表 一:前腿合成尺寸表 46 表 二:後腿合成尺寸表 47 表 三:各區域之最大間距的最小值 53 表 四:各區域之最大間距的最小值 53

    Reference:
    [1] Venkat Krovi , Modeling and Control of a Hybrid Locomotion System
    [2] 沈煥文,八連桿型機器馬之機構設計,碩士論文,國立成功大學機械工程學系,民國八十八年五月
    [3] 黃智勇,可自行平衡具十連桿型腿部機構四足步行機器之設計,碩士論文,國立成功大學機械工程學系,民國九十五年五月
    [4] 陳柏宏,四連桿與六連桿型木車馬之機構設計碩士論文,國立成功大學機械工程學系,民國八十七年五月
    [5] 邱正平,波浪型步態機器馬之設計,碩士論文,國立成功大學機械工程學系,民國八十五年五月
    [6] 黃凱,最佳八連桿型機器馬之研究,碩士論文,國立成功大學機械工程學系,民國八十六年五月
    [7] 洪青芝,混合八連桿型步行機器馬之機構設計,碩士論文,國立成功大學機械工程學系,民國九十一年五月
    [8] Theo Jansen, at the website:
    http://www.interactivearchitecture.org/theo-jansens-evolving-species.html
    [9] Barker C.R, and Pei-Lum Tso,”Three Position Path Generation Synthesis of Planar Four-Bar Mechanisms Using Syntra ”,ASME Mechanism Conference,1988
    [10] Barker C.R, and Pei-Lum Tso,”Characteristic Surfaces for Three Position Function Generation With Planar Four-Bar Mechanisms”

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