電子學位論文服務- 平面六連桿機構位置分析 - tku

系統識別號, U0002-0209201915560600. 中文論文名稱, 平面六連桿機構位置分析. 英文論文名稱, Position Analysis of Planar Six-bar Linkages. 繁體中文版 EnglishVersion          Home Submission Search Management College TamkangUniversity CollegeofEngineering DepartmentofMechanicalandElectro-MechanicalEngineering § BrowsingETDMetadata   AdvancedSearch 登入下載全文    SystemNo. U0002-0209201915560600 Title(inChinese) 平面六連桿機構位置分析 Title(inEnglish) PositionAnalysisofPlanarSix-barLinkages OtherTitle Institution 淡江大學 Department(inChinese) 機械與機電工程學系碩士班 Department(inEnglish) DepartmentofMechanicalandElectro-MechanicalEngineering OtherDivision OtherDivisionName OtherDepartment/Institution AcademicYear 107 Semester 2 PublicationYear 108 Author'sname(inChinese) 林祐慷 Author'sname(inEnglish) Yu-KangLin StudentID 606370160 Degree 碩士 Language TraditionalChinese OtherLanguage DateofOralDefense 2019-06-26 Pagination 89page CommitteeMember advisor - Dr.Chao-HwaLiu co-chair - 陳正光 co-chair - 陳冠辰 Keyword(inChinese) 六連桿機構 機構位置分析 耦桿點曲線 死點構形 Keyword(inEnglish) six-barlinkages positionanalysisofmechanisms couplercurves dead-centerconfigurations OtherKeywords Subject Abstract(inChinese) 本文驗證五種平面六連桿機構的構形都可視為兩部分，平面四連桿機構，再加上另外兩個桿件所構成的運動鏈。

平面六連桿機構中瓦特一型、瓦特二型及史蒂芬生第一型機構的運動分析直接使用四連桿機構位置分析，再利用兩圓交點可求出機構所有桿件位置。

史蒂芬生第二型及第三型機構的位置分析都是在求以下兩曲線交點：四連桿機構的耦桿點曲線，及兩桿運動鏈所產生圓弧。

其中史蒂芬生第二型機構而且是二接頭連桿驅動時，須利用機構運動倒置(inversion)的觀念，利用倒置機構的耦桿點曲線求出機構構形。

本文利用這種方法分析以上每種類型六連桿機構，可找出位置分析的閉合解(closed-formsolution)，並且使用向量迴圈方程式驗證結果，本文並驗證當圓弧與耦桿點曲線交點正好是耦桿點曲線尖點(cusp)與支點(crunode)時，以上位置分析方法仍舊適用。

以上利用耦桿點曲線與圓弧交點的方法亦可用來尋找史蒂芬生第二型與第三型六連桿機構的死點構形，本文提出兩種尋找死點構形的方法，針對史蒂芬生第三型機構可找出兩桿運動鏈的兩連桿共線的構形，而針對史蒂芬生第二型與第三型六連桿機構都可利用作圖法找出圓弧與耦桿點曲線相切點的死點構形。

Abstract(inEnglish) Thisstudyverifiesthatconfigurationofallthefivetypesofplanarsix-barlinkagescanbeseparatedintothefollowingtwoparts:aplanarfour-barlinkages,andatwo-barchain.PositionanalysisoftwotypesofWattsix-barmechanisms,andStephensontypeImechanismmaydirectlyusetheresultsofthefour-barlinkages,andthenlocatetheintersectionoftwocircles.InthisthesisweshowthatpositionanalysisofStephensontypeIIandtypeIIImechanismsmaybeperformedbylocatingintersectionsofthecouplercurveofthefourbarlinkage,andacirclecomesfromthetwo-barchain.ForaStephensontypeIImechanism,however,theabovementionedtechniqueisusedonitskinematicinversion. Inthisthesisallthefivetypesofmechanismareanalyzed,closed-formsolutionsareobtained,andsolutionsarecheckedbyusingloopclosureequations.Examplesshowthatthemethodworkswhentheintersectionisoneofthecuspsorcrunodesofthecouplercurve. Theabove-mentionedmethodforpositionanalysiscanalsobeusedtodeterminedead-centerconfigurationsofbothStephensontypeIIandtypeIIImechanisms.Inthisstudytwomethodsareproposedforfindingdead-centerconfigurations.ForaStephensontypeIIImechanismadead-centerconfigurationcanbeobtainedbylettingthetwolinksinthetwo-barchaincollinear.Thesecondisagraphicalmethod,adeadcenterconfigurationisobtainedbymakingthecirclecomesfromthetwo-barchaintangenttothecouplercurveofthefour-barlinkage,andthismethodcanbeusedforboththeStephensontypeIIandtypeIIImechanisms. OtherAbstract TableofContent(withPageNumber) 中文摘要 I 英文摘要 III 目錄 V 圖目錄 VII 表目錄 X 第一章 緒論 1 1.1前言與文獻回顧 1 第二章 研究方法與理論 4 2.1耦桿點曲線(couplercurves) 4 2.2座標轉換 4 2.3兩圓交點 5 第三章 機構位置分析 6 3.1目前分析方法 6 3.2瓦特(Watt)第一型態 7 3.3瓦特(Watt)第二型態 7 3.4史蒂芬生(Stephenson)第一型態 8 3.5史蒂芬生(Stephenson)第二型態-三接頭桿驅動 9 3.6史蒂芬生(Stephenson)第二型態-二接頭桿驅動 11 3.7史蒂芬生(Stephenson)第三型態 13 第四章 特殊構形 17 4.1史蒂芬生六連桿機構的死點構形 17 4.2史蒂芬生第二型及第三型六連桿機構Jacobian矩陣 18 4.2.1史蒂芬生第三型機構Jacobian矩陣 18 4.2.2史蒂芬生第二型-三接頭驅動機構Jacobian矩陣 21 4.2.3史蒂芬生第二型-二接頭驅動機構Jacobian矩陣 23 4.3史蒂芬生第二型態(三接頭桿驅動)死點構形 25 4.4史蒂芬生第二型態(二接頭桿驅動)死點構形 27 4.5史蒂芬生第三型態死點與特殊構形 28 第五章 結論 33 參考文獻 35 圖一瓦特第一型六連桿機構 37 圖二瓦特第二型六連桿機構 38 圖三史蒂芬生第一型六連桿機構 39 圖四史蒂芬生第二型六連桿機構三接頭桿驅動 40 圖五史蒂芬生第二型六連桿機構二接頭桿驅動 41 圖六史蒂芬生第三型六連桿機構 42 圖七耦桿點曲線(couplercurves) 43 圖八xy座標與st座標轉換示意圖 44 圖九兩圓交點示意圖 45 圖十瓦特第一型態第一解 46 圖十一瓦特第一型態第二解 47 圖十二瓦特第二型態第一解 48 圖十三瓦特第二型態第二解 49 圖十四史蒂芬生第一型態第一解 50 圖十五史蒂芬生第一型態第二解 51 圖十六史蒂芬生第二型六連桿機構三接頭桿驅動第一解 52 圖十七史蒂芬生第二型六連桿機構三接頭桿驅動第二解 53 圖十八史蒂芬生第二型六連桿機構三接頭桿驅動第三解 54 圖十九史蒂芬生第二型六連桿機構三接頭桿驅動第四解 55 圖二十史蒂芬生第二型六連桿機構二接頭桿驅動第一解 56 圖二十一史蒂芬生第二型六連桿機構二接頭桿驅動第二解 57 圖二十二史蒂芬生第二型六連桿機構二接頭桿驅動第三解 58 圖二十三史蒂芬生第二型六連桿機構二接頭桿驅動第四解 59 圖二十四史蒂芬生第三型態40度第一解 60 圖二十五史蒂芬生第三型態40度第二解 61 圖二十六史蒂芬生第三型態40度第三解 62 圖二十七史蒂芬生第三型態40度第四解 63 圖二十八史蒂芬生第三型態20度第一解 64 圖二十九史蒂芬生第三型態20度第二解 65 圖三十史蒂芬生第三型態70度第一解 66 圖三十一史蒂芬生第三型態70度第二解 67 圖三十二史蒂芬生第三型態357度第一解 68 圖三十三史蒂芬生第三型態357度第二解 69 圖三十四史蒂芬生第三型機構之死點構形(Type-I、Type-II與Type-IV) 70 圖三十五史蒂芬生第二型態機構(三接頭驅動)之死點構形(Type-III與Type-IV) 71 圖三十六史蒂芬生第二型態機構(二接頭驅動)之死點構形(Type-III與Type-IV) 72 圖三十七史蒂芬生第二型機構(三接頭桿驅動)死點構形1 73 圖三十八史蒂芬生第二型機構(三接頭桿驅動)死點構形2 74 圖三十九史蒂芬生第二型機構(二接頭桿驅動)死點構形 75 圖四十史蒂芬生第三型機構死點構形1 76 圖四十一史蒂芬生第三型機構死點構形2 77 圖四十二史蒂芬生第三型機構特殊構形1 78 圖四十三史蒂芬生第三型機構特殊構形2 79 圖四十四史蒂芬生第三型機構μ2為0死點構形1 80 圖四十五史蒂芬生第三型機構μ2為0死點構形2 81 圖四十六史蒂芬生第三型機構μ2為0死點構形3 82 圖四十七史蒂芬生第三型機構μ2為0死點構形4 83 圖四十八史蒂芬生第三型機構μ2為180死點構形1 84 圖四十九史蒂芬生第三型機構μ2為180死點構形2 85 圖五十史蒂芬生第三型機構μ2為180死點構形3 86 圖五十一史蒂芬生第三型機構μ2為180死點構形4 87 表一史蒂芬生第二型及第三型機構死點構形[9][14] 88 表二史蒂芬生機構死點構形[9][14] 89 References 1.Ting,K-L.,andXue,C.,andWang,J.,andCurrie,K.R.,StretchrotationandcompletemobilityidentificationofWattsix-barchains,MechanismandMachineTheory,44(2009).1887-1886. 2.Watanabe,K.,andKatoh,H.,Identificationofmotiondomainsofplanarsix-linkmechanismsoftheStephenson-type,MechanismandMachineTheory39(2009).1081-1099. 3.Chung,W-Y.,Doubleconfigurationsoffive-linkAssurkinematicchainandstationaryconfigurationsofStephensonsix-bar,MechanismandMachineTheory,42(2007).1653-1662. 4. Ting,K-L.,OntheinputJointRotationSpaceandMobilityofLinkages.JournalofMechanicalDesign,130(2008).1-12. 5.Tsai,C-C.,andWang,L-C.T.,BranchidentificationandmotiondomainanalysisofStephensontypesix-barlinkages,ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartC:JournalofMechanicalEngineeringScience221(2007).(5).589-604. 6.Zou,Y.H.,andChu,J.K.,andGuo,X.N.,DetectionofacrankintheStephenson-IIISix-barlinkage,AppliedMechanicsandMaterials,52-54(2011).909-914. 7.Davis,H.P.,andChase,T.R.,Stephensonchainbranchanalysis:fourgenericstationaryconfigurationsandonenewlinkagepolynomial,AmericanSocietyofMechanicalEngineers,DesignEngineeringDivision(Publication),DE(1994).359-367. 8.Zanganeh,K.E.,andAngeles,J.,Symbolicapproachtotheinput-outputanalysisoftheStephensonsix-barlinkage,AmericanSocietyofMechanicalEngineers,DesignEngineeringDivision(Publication)DE(1993)65(2).67-72. 9.陳怡傑，平面六連桿機構之迴路與分支辨識，國立成功大學機械工程學系碩士論文，台南，2004。

10.Ting,K-L.,andWang,J.,andXue,C.,andCurrie,K.R.,FullrotatabilityofStephensonsix-barandgearedfive-barlinkages,ASME2008InternationalDesignEngineeringTechnicalConferencesandComputersandInformationinEngineeringConferenceDETC,2(PARTA).(2008).581-590. 11.Guo,X-N.,andChu,J-K.,TherotatabilityofStephensonIISix-Barmechanisms,ASME2008InternationalDesignEngineeringTechnicalConferencesandComputersandInformationinEngineeringConference.2(PARTAANDB),(2008).591-595. 12.Hall,A.S.,Kinematicsandlinkagedesign,ProspectHeights,Ill.:WavelandPress,(1986).49-62. 13.Kang,Y-H.,andYanH-S.,SynthesizingDead-CenterandUncertaintyConfigurationsofPlanarSix-BarLinkagesbyImplicitFunctionTheorem,JournaloftheChineseSocietyofMechanicalEngineers.(1990)11(4).325-333 14.Davis,H.P.andChase,T.R.,StephensonChainBranchAnalysis:FourGenericStationaryConfigurationsandOneNewLinkagePolynomial,MechanismSynthesisandAnalysis,ASMEDE(1994)70.359-367 TermsofUse WithinCampus： On-campusaccesstomyhardcopythesis/dissertationisopenimmediatelyReleaseimmediately OutsidetheCampus： Igranttheauthorizationforthepublictoview/printmyelectronicfulltextwithroyaltyfeeandcontactmeforreceivingthepayment.Releaseimmediately  Top Ifyouhaveanyquestions,pleasecontactus! Library:pleasecall(02)2621-5656ext.2487or email