抑制牙叉式機械臂移載時產生振幅之設計

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姓名

莊進傑(Chin-Chieh Chuang) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系在職專班

論文名稱

抑制牙叉式機械臂移載時產生振幅之設計
(Reduce the forks robot movement for vibration amplitude design)

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摘要(中)

本研究探討被動式吸振器在工程上的應用，首先回顧兩種傳統吸
振器，透過運動方程式的推導，得到影響牙叉式機械臂振幅之參數，
分別為自然頻率以及彈簧係數，經由改變參數，得知主系統響應的變
化趨勢。將系統簡化後針對其振動特性以Simulink 軟體模擬，並在
模擬過程中尋求最佳抑制振動的參數，期望能快速降低生產線中機械
臂因高速振動時所產生之振幅，以提升產品精度及縮短製程中的等待
時間。最後分別就模擬與實驗之結果討論其中之差異。

摘要(英)

The purpose of this thesis is to explore the application of passive vibration absorber for engineering. First, the two conventional dynamic vibration absorbers are reviewed. By deriving the equation of motion, the amplitude parameters of the forks robot were obtained, and they are natural frequency and spring constant. And by changing the parameters, the changing tendency of the main system response were then gained.
System and then do simplify the Simulink software to simulate the vibration characteristics do, and seek to suppress vibration parameters during the simulation, expectations can quickly reduce the production line in the robot arm due to the high-speed vibration amplitude to improve the accuracy of product and shorten the waiting time in the process.
Both results will then be studied and the differences between the results obtained will be further investigated.

關鍵字(中)

★ 振動控制
★ 牙叉式機械臂
★ 被動式吸振器

關鍵字(英)

★ Vibration control
★ Forks robot
★ Passive absorber

論文目次

摘要 IV
Abstract V
誌謝 VI
圖目錄 VII
符號表 VIII
目錄 IX
一、緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 文獻回顧 4
1.4 各章節概要 6
二、振動與吸振器方法介紹 7
2.1虎克定律 7
2.2自然無阻尼頻率 8
2.3 阻尼系統 9
2.3.1 阻尼振盪子 9
2.3.2 阻尼係數與阻尼比 11
2.3.3 對數縮減率 13
2.4 單質塊振動吸收器 16
2.5 狀態方程式 18
2.5.1 狀態方程式之解 19
2.5.2 完整動態方程式之解 20
2.5.3 動態方程式與轉移函數關係 21
三、振動吸收器的設計與模擬 22
3.1 振動抑制器裝置設計概念 22
3.2 實驗之硬體設備 22
3.3 實驗方法 22
3.4 機械臂之振動計算及模擬結果 26
3.4.1 機械臂之值計算 26
3.4.2 機械臂之值計算 26
3.4.3 機械臂之值計算 26
3.5 抑制器之公式推導與設計 29
3.5.1 抑制器之值計算 29
3.5.2 抑制器之值計算 29
3.5.3 抑制器之懸臂長度計算 30
四、實驗結果與討論 31
4.1 機械臂之Simulink計算及模擬 31
4.1.1 機械臂之系統狀態方程式 31
4.1.2 機械臂Simulink模擬 31
4.2 機械臂加抑制器之Simulink計算及模擬 33
4.2.1 機械臂加抑制器之系統狀態方程式 33
4.2.2 機械臂加抑制器simulink 模擬 34
4.3 機械臂加裝抑制器之量測實驗結果 40
五、總結及未來研究之方向 45
5.1 總結 45
5.2 未來研究之方向 46
參考文獻 47

參考文獻

[1] B. G. Korenev and L. M. Reznilov, Dynamic Vibration Absorbers Theory and Technical Applications, John Wiley & Sons, Inc.（1993）.
[2] J.Q. Sun, M.R. Jolly and M.A. Norris, Passive, Adaptive and Active Tuned Vibration Absorbers- A Survey, Journal of Mechanical Design,Vol.117,pp.234-242（1995）.
[3] M.Z. Ren, A Variant Design of the Dynamic Vibration Absorber, Journal of Sound and Vibration, Vol. 254,pp. 762-770（2001）.
[4] K. Liu and J. Liu, The Damped Dynamic Vibration Absorber： Revisited and New Result, Journal of Sound and Vibration, Vol.284,pp.1181-1189（2005）.
[5] J.P Den Hartog, Mechanical Vibrations, New York(1985) .
[6] Mead, D.-J., Passive Vibration Control, Wiley, New York(1997) .
[7] J. P. Den Hartog, Mechanical Vibration：4th edition, McGraw-Hill, New York（1956）.
[8] 許永茂，如何運用吸振器改善機械振動，機械工業雜誌，八月號， pp.173-180 (1991)。

指導教授

董必正(Pi-Cheng Tung)

審核日期

2012-6-27

推文