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歷史雜誌

依專輯名稱關鍵字搜尋或依年份搜尋,年份輸入範例202406

作者:仲維德、陳傳生、李政諺、廖錦棋、王俊傑連桿驅動式機械人手掌設計與控制

近年來因工業用機械手臂應用於生產線上的需求增加,在生產線上需要夾持不同的物件,而不同的物件都有一定的受力容忍度,若不給予適當之力量大小,工件就會遭到破壞,因此如何控制機械手臂夾爪之夾持力量大小是一項很重要的課題。現有之多自由度力量感測器成本過高,且其控制裝置亦複雜。相較於夾爪式的機械手掌,具有人類手掌結構的機械手掌能夠抓取各種形狀的物件,並且靈活地操縱物件。現存的機械手掌為能達到人手般靈活度的設計,往往在體積與重量超過機械手的負荷。此外,還需要複雜的電腦控制器才能操縱高靈活的動作。複雜的機構與電腦軟硬體對設計機構與嵌入式軟硬體的工程師是個高難度的挑戰。

機械手掌與機械人是結合機械,電子與電腦程式的複雜機電整合系統。開發此複雜系統必須使用現代的電腦輔助工具,才能掌握跨越不同領域的眾多設計參數,我們運用快速成型(Rapid Prototyping)的電腦輔組工具,在短時間內,就完成整個機械手掌系統的開發工作。本文內容將介紹如何結合機械設計與控制系統設計的快速成型開發技術,使心力能夠集中在創新技術,並能在短時間內達成預計的目標。

為達到高靈活度與力量控制的功能,本文的機械手掌以10組線性直流馬達控制14個關節的手掌。所有控制器均鑲嵌於機械手掌結構。