Delta 機械手臂研究開發

Development of a Delta Manipulator

余志中

指導教授 ： 雷衛台

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2012年)

摘要

本論文目標為設計一Delta構型之機器手臂機構，亦稱為三軸平行並聯機構，並以此機構達成在X、Y、Z三方向運動之功能。在此Delta機器手臂機構設計過程中，先以最大桿長所構成之半球，在其空間內進行取點後再進行逆轉換，以求得合適之轉動角並以此來進行其工作空間之分析，之後再改變上、下桿之參數以分析此參數對整個工作空間之影響，最後在分析工作空間完成後選擇最佳尺寸以進行機構設計並實現。
在本論文中，特別對此機構之平行四連桿接頭部分進行創作設計，此新設計之球軸承，由側邊之一半球面及對立邊之二局部球面所構成，此三球面藉由彈簧供給氣栓之預力而使球頭套貼於球面上，與以往所設計不同之處為當所承受之重量大於允許值時，四連桿也不會造成脫落之現象，並能確保球頭能貼附在球面上保持其構型之完整性。為驅動由此設計製造之Delta構型機器手臂，在既有之三軸CNC工具機控制器軟體中增加機構正、逆轉換計算程式，並將此Delta構型機械手臂機構與三軸CNC工具機控制器相結合成功達到X、Y、Z三方向之驅動，最後對此機構之運動進行驗證。

關鍵字

Delta ； 機器手臂 ； 三軸平行並聯機構

參考文獻

[5] L.-W. Tsai, G. C. Walsh and R.E.Stamper, "Kinematics and Workspace of a Novel Three DOF Translational Platform", Technical Research Report, 1996.

[6] R. E. Stamper, L.-W. Tsai and G. C. Walsh, "Optimization of a Three DOF Translational Platform for Well-Conditioned Workspace", Robotics and Automation, 1997.

[7] M. Laribi, L. Romdhane and S. Zeghloul, "Analysis and dimensional synthesis of the DELTA", Mechanism and Machine Theory, 2006.

[8] Y. Yun, L. Guan and L. Wang, "Dimensional Synthesis of a 3-DOF Parallel Manipulator", systems man and cybernetics, 2004.

[10] J. Wang and X.-J. Liu, "Analysis of a novel cylindrical 3-DoF parallel robot", Robotics and Autonomous Systems, pp. 31-46, 2002.