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模組化分析

Modular Analysis

傳統的連桿機構分析使用閉迴路分析法,對複雜機構進行分析時需經過複雜的推導,才有辦法進行完整的分析,增加分析上的難度。透過將機構拆解成多個簡單的模組後進行分析,降低分析上的複雜性,稱為模組化分析。

我們使用Assur Group運動鏈做為機構的基本模組,對不同Assur Group進行分析,使機構可拆解成多種類的Assur Group運動鏈,再套用各Assur Group運動鏈模組分析求解,簡化整體分析過程。

模組化分析除了可用於運動學分析,也可透過運動學分析得到的成果,藉由輸入位置誤差和桿件尺寸誤差,得到模組的機械誤差分析;或藉由瞬心變化和桿件尺寸進行奇異構型分析,找到模組的工作空間(workspace),此外靜力學分析也是機構分析中的重要項目。

本實驗室以Assur Group進行運動學、奇異構型、誤差與力學之模組化分析。

Assur Group

Assur Group是數種具有零自由度的開迴路運動鏈,且無法被拆成其他Assur Group,由於其零自由度的特性可以將其移出或加入到已知自由度的機構中而不會影響機構的自由度,因此可以做為模組化分析的基本模組。

Class and Order

由於Assur Group包含無限多個模組,以Class (階)與 Order(類)對Assur Group進行分類,Class指的是該Assur Group中最大可動閉迴路的桿件數量,Order指的是該Assur Group的外接頭數量。以最簡單的二階二類Assur Group為例,會由2個桿件和兩個外接頭以及將兩個桿件相接的一內接頭組成,根據接頭種類的不同可得到多種Assur Group。

外接頭

外接頭是Assur Group模組用來連接其他Assur Group的外接頭或耦桿點、地桿或致動器(輸入桿)的接頭,每個外接頭的運動學資訊都是由他所連接的Assur Group所決定。

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