系統識別號 U0026-0812200911271861 論文名稱(中文) 具一滑行對八連桿型機器馬之設計 論文名稱(英文) On the Design of Walking Horses with 8-link and A Slinding Pair 校院名稱 成功大學 系所名稱(中) 機械工程學系碩博士班 系所名稱(英) Department of Mechanical Engineering 學年度 93 學期 2 出版年 94 研究生(中文) 劉紹宏 研究生(英文) Shao-Hung Liu 學號 n1692445 學位類別 碩士 語文別 中文 論文頁數 65頁 口試委員 口試委員-許來興口試委員-蔡穎堅指導教授-顏鴻森 中文關鍵字 步行機器  機構設計  滑行對 英文關鍵字 Walking machine  Mechanism design  Sliding pair 學科別分類 中文摘要 具一滑行對八連桿型機器馬，是由四組構造相同具單一自由度八連桿的腿部機構及維持平衡的拖車所組成。本研究的目的，是設計出具有良好運動特性及推力小的具一滑行對八連桿型機器馬。首先根據顏氏創造性機構設計法，系統化合成出125種具一滑行對八連桿十接頭的特殊化鏈，並提出特性編碼方式找出5種可行機構。利用向量迴路法進行運動分析，求得足部的軌跡曲線，建立推力及機械利益分析的數學模式。再利用Golden section method最佳化方法，合成出5種可行機構各腿部尺寸的最佳化值，並擇定一可行機構進行細部設計。本研究與邱正平型木車馬做運動性能比較，在跨越高度、重心變化、及推力皆較佳，但在機械利益上則較差。最後利用電腦進行動畫模擬，並製作實體模型，結果顯示所設計出的機器馬確實能達到運動要求。 英文摘要 The 8-link type walking machine with a sliding pair in this study, is composed of a walking horse with four identical leg mechanisms and an auxiliary carriage. Each leg mechanism is an 8-link linkage with one sliding pair and with one degree of freedom. The purpose is to design such a walking machine with good kinematic performance and minimum driving force. Base on Yan’s creative mechanism design methodology, 125 specialized (8,10) chains with 1 sliding pair are synthesized systematically. Then, the atlas of 5 feasible mechanisms is identified based on proposed characteristic numbers. The foot trajectory is obtained by kinematic analysis according to the vector loop approach. The equations of force analysis and the analysis of mechanical advantage are formulated. The optimal dimensions for each leg mechanism are obtained based on Golden section method with conforming to achieve the minimum driving force. And, one mechanism is identified for the detail design. As a result, the proposed design has better behavior, as comparing with Chiu’s design, in terms of the variation of foot trajectory in the y direction, the variation of mass center, and the driving force. However, regarding the mechanical advantage, Chiu’s design is better. Finally, a computer simulation software is developed and a prototype is built. The results show that the designed walking machine dose achieve the required motion characteristics. 論文目次 合格證明 II 中文摘要 III 英文摘要 IV 致 謝 VI 目 錄 VII 表 目 錄 IX 圖 目 錄 X 符號說明 XIII 第一章 前言 1 第二章 概念設計 9 2-1 現有機構特性 10 2-2 設計需求與限制 11 2-3 一般化運動鏈目錄 12 2-4 特殊化運動鏈目錄 13 2-5 特性評估 14 第三章 運動分析 18 3-1 位移與角位移分析 19 3-2 速度與角速度分析 23 第四章 力量分析 24 4-1 支撐相分析 24 4-2 滑塊受力分析 27 4-3 力量分析 27 4-4 機械利益分析 33 第五章 機構設計 34 5-1 最佳化設計 34 5-2 腿部機構性能評估 37 5-3 性能比較 46 第六章 模型製作 51 6-1 層排列設計 51 6-2 桿件設計 53 6-3 電腦模擬 54 6-4 實體模型 55 第七章 結論與建議 57 參考文獻 59 附 錄 A 腿部機構特殊化運動鏈 61 自 述 65 參考文獻 Hall, A. S. Jr., Notes on Mechanism Analysis, Balt Publishers, Lafayette, Indiana, 1981. Honda, http://world.honda.com/Asimo, 2005. Ileda, K., Taguchi, K., Nozaki, T., and Matsumoto, S., Walking Vehicle, United States Patent 3,850,259, 1974. NASA, http://www.nasa.gov/centers/ames/multimedia/images/2005/ Scorpion_ Robot.html, 2005. Paul, B., Kinematics and Dynamics of Planar Machinery, Prentrice-Hall, New York, 1979. Singiresu, S. R., Engineering Optimization-Theory and Practice, 3rd Ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, pp. 272-327, 1996. Sony, http://www.sony.net/SonyInfo/QRIO, 2005. Yan, H. S., Creative Design of Mechanical Devices, Springer Singapore, 1998. 西鄉博，動物活動玩具(跳兔)，中華民國專利57,712，1982。 西鄉博，金子博史，小野寺弘敏，小狗玩具，中華民國專利 49,095，1982。 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，1999。 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，1996。 林啟賢，“電動動物玩偶之改良結構”，中華民國專利34,491，1980。 洪芝青，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，2002。 陳伯宏，四連桿與六連桿木車馬之機構設計，碩士論文，國立成功大學機械工程學系，1998。 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，1997。 廖英星，具最少層數之平面連桿機構的最佳排列，碩士論文，國立成功大學機械工程學系，1993。 顏鴻森，機構學，第二版，東華書局，台北，1999。 顏鴻森，”古中國的步行機器”，經典雜誌，vol.80，2005.03.01。 論文全文使用權限 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務，於2005-06-22起公開。同意授權校外瀏覽/列印電子全文服務，於2005-06-22起公開。

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