自走式機械手臂的力學分析與最佳化設計

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题名:	自走式機械手臂的力學分析與最佳化設計
其它题名:	Analysis and Optimal Design of Mobile Manipulator Systems
作者:	葉豐輝;蔡慧錫
贡献者:	淡江大學機械與機電工程學系
关键词:	自走式機械手臂;應力;振動;最佳設計;彈性支？;倒傳遞神經網路;Mobile manipulator system;Stress;Vibration;Optimum design;Elasticrestraint;Backpropagation network;Robot arm
日期:	1995
上传时间:	2009-03-16 16:05:47 (UTC+8)
摘要:	本計畫在探考自走式機械手臂之撓曲、應力、振動和動態分析,並發展最佳化設計模式. 自走式機械手臂結構可考量為非均勻剖面,一端或兩端為彈性支?,有根部補償、接觸角度、並可繞支點旋轉,其手臂夾持物可視為集中質量,和此夾持物之慣性矩的樑結構.本計畫依次探考此種自走式機械手臂之剖面面積、端點之彈性支?係數、手臂上集中質量和慣性矩之大小、根部補償長短、接觸角度之大小和旋轉速之快慢對撓曲、應力、振動和動態分析的影響,所得之結果可直接提供設計參考之用.考慮此種樑結構邊界為彈性支?要比簡支?和固定支?之邊界條件來的實際,已往力學分析都是在假設已知彈性支?剛性值的前提下所作的分析,但在實際的應用上,由於傳統分析方法不容易反向求得彈性支?剛性大小,故分析結果無法直接提供設計參考之用.本計畫乃應用類神經網路技術,將不同彈性支?剛性所作力學分析之前五個自然頻率的結果,作為網路訓練的樣本,設計出一個能快速地預測彈性支?剛性大小之倒傳遞神經網路,可直接提供設計參考之用.更進一步,應用最佳化於機械手臂之設計, 最佳化的目標函數可為手臂撓曲或重量最小化 ,所考慮的設計要素為靜力強度、撓度及剛性限制、振動頻率和振幅大小以及製造成本.最後製作實際機械手臂來驗證分析之正確性和最佳化設計之實用性,並討論其結果.本研究將依下列子題分別探考:(1)自走式機械手臂靜態和動態分析及製作;(2)應用類神經網路預測自走式機械手臂彈性支?剛性值及第一年所完成之成品改良;(3)自走式機械手臂最佳化設計和及前二年所完成之成品改良.
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