搜尋六自由度並聯式機器人最大無奇異點軸位移空間之方法

Search of 6-Dof parallel manipulators with maximal singularity-free point space

林俊呈

《蘭陽學報》 16期 (2017/07) Pp. 86-95

摘要

當一並聯式機器人接近奇異點（Singular points）時，會呈現非常不穩定之狀態，雖然在應用時可利用適當之路徑規劃或藉由控制方法避開奇異點，或是設計操控性較佳之機器人，使機器人較不易接近奇異點，但是最好的方法為適當選擇並聯式機器人各驅動軸之位移量，使並聯式機器人之軸位移空間（Joint space）內不存在任何奇異點。無奇異點工作空間為設計機器人時一個非常重要之參考指標，尤其是對於工作空間相對較小且空間中存在複雜奇異點之並聯式機器人更為重要。本文中提出一數值分析方法可以找出六自由度並聯式機器人之最大軸位移伸縮範圍，由此伸縮範圍所產生的工作空間內將不會發生奇異點，由此範圍求得具有較大無奇異點軸位移空間之六自由度史都華型並聯式機器人之最佳設計。

關鍵字

六自由度並聯式機器人 ； 奇異點 ； 軸位移空間

參考文獻

Merlet, J. P., Gosselin, C. M., and Mouly, N., “Workspace of Planar Parallel Manipulators,” Mech. and Mach. Theory, Vol. 33, No. 1/2 , pp.7-20 (1998)

Merlet, J. P., “Determination of 6D Workspace of Gough-type parallel manipulators and Comparison between Different Geometries,” The int. J. of Robotics Research, Vol. 18, No. 9 , pp.902-916 (1999)

Kosinska, A., Galicki, M., and Kedzior, K., “Designing and optimization of perameters of delta-4 parallel manipulator for a given workspace, ” J. Int. Robotic Syst., Vol.20 , pp.539-548(2003)

Li, H., Gosselin, C. M., and Richard, M. J., “Determination of the maximal singularity-free zones in the six-dimensional workspace of the general Gough–Stewart platform,” Mech. and Mach. Theory, Vol.42, No.4 , pp.497-511 (2007)

Haug, E. J., Adkins, F. A., and Luh, C. M., “Operational envelopes for working bodies of mechanisms and manipulators,” ASME J. Mech. Des., Vol. 120, No. 2 , pp.84-91 (1998)