2007年4月25日 星期三

B94611009 楊子羲
作業六
我有上本週(十二日)的課。

6.1某一平面組合機構如下圖,其中包括兩滑塊元件一與地固定,另一分於固定於兩桿。青色者則為滑槽。試標出桿號及結數,並計算共計有多少連桿及結數。


利用古魯伯公式,計算此機構之可動度,請列出其計算方法。
A:
 古魯伯公式為: M=3*(N-J-1)+F
 N=12 J=15
 F=12+1+2
 所以F=12*1+1*1+2*2=17
 M=-12+17=5 自由度為5

請利用function[df]=gruebler()函數計算其對應之可動度。
A:
>> gruebler(12,[12 1 2])

ans =

5


6.2 下面為一個立體機構,分別由兩個旋轉結,一個筒結及三個球結組成。試說明:

各結之自由度如何?
A:
 三個球結之自由度為3
 兩個旋轉結之自由度為1
 圓柱結之自由度為2

利用古魯伯公式如何計算整個機構之自由度,可以動嗎?
A:
m=6(N-J-1)+F=6(6-6-1)+13
 => m=7 

請利用function[df]=gruebler()函數計算其對應之可動度,並相互印證。
A:
>> gruebler(6,[2 0 0 3 1])

ans =

7

6.3

何謂葛拉索機構及非葛拉索機構?
A:
四連桿組裡,(最短桿+最長桿)<(其他兩桿之和)的時候,至少有一桿可旋轉,稱為葛拉索第一類型,也做葛拉索型
;(最短桿+最長桿)>(其他兩桿之和)的時候,所有連桿皆為搖桿(三搖桿機構),稱為葛拉索第二類型,或是非葛拉索型

假設有三組四連桿,設第一桿為固定桿,各桿長度分別如下:
第一組:桿1-桿4分別為7,4,6,5cm
第二組:桿1-桿4分別為8,3.6,5.1,4.1cm
第三組:桿1-桿4分別為5.4,3.1,6.6,4.7cm
試問各組應屬何種機構?其迴轉情況會如何?
試用grashof()函數檢驗上述三組的連桿組合。
A:
1.
7+4=6=5 為葛拉索第三類
>> grashof(1,[7 4 6 5])
ans =
Neutral Linkage
2.
8+3.6>5.1+4.1 為葛拉索第二類
>> grashof(1,[8 3.6 5.1 4.1])
ans =
Non-Grashof Linkage
3.
6.6+3.1<5.4+4.7 為葛拉索第一類
>> grashof(1,[5.4 3.1 6.6 4.7])
ans =
Crank-Rocker Linkage

上述三組連桿若要成為葛拉索機構,則應如何改善?
A:
只有第一組連桿為非葛拉索連桿,如果要改變的話,就必須依照原理,使最長與最小連桿之大於或小於另外兩桿



作業七

本人(4/19)有上課。
題目內容:
設有三桿相連結成端桿(dyad)之型式。請利用網路講義中之函數dyad及dyad_draw作分析。
function dyad_draw(rho,theta,td,tdd)其中:

各桿之對應長度rho=[a, a+5, a-5]cm,a=(你的學號末一碼)+10;
各桿之對應起始角度theta=[0, 0, 0]度;
各桿之對應角速度為td=[0.2, 0.5, 0 .3]rad/s;
各桿之對應角加速度為tdd=[0, 0.1, 0.2]rad/s^2;
問:

1.當t=[1 2 3 4 5]秒時,此端桿之對應方位如何?
t=1


t=2


t=3



t=4


t=5


2.繪出三桿之結點之速度,加速度與時間t之關係。
第一桿
速度

加速度


第二桿
速度

加速度


第三桿
速度

加速度


3.能作出此時間區段之動畫嗎?

2007年4月11日 星期三

作業五

學號:b94611009 姓名:楊子羲

一:
1.
試分別以一線畫繪出上手臂,下手臂及手掌的外形,令其座標組合名稱分別為arm1, arm2, palm,各組合之起點與終點分別為其連結點(注意:每人所做的應該不同,請勿抄襲)。

假設手掌、上臂與下臂皆為直線,手掌長15CM 下臂為25CM 上臂為30CM

theta1=0
theta2=30
theta3=45
arm1=[ 0 0 ; 30*cosd(theta1) 30*sind(theta1)]
arm2=[ 30*cosd(theta1) 30*sind(theta1); 25*cosd(theta2)+30*cosd(theta1) 30*sind(theta1)+25*sind(theta2)]
palm=[25*cosd(theta2)+30*cosd(theta1) 30*sind(theta1)+25*sind(theta2); 15*cosd(theta3)+25*cosd(theta2)+30*cosd(theta1) 30*sind(theta1)+25*sind(theta2)+15*sind(theta3)]

line(arm1(:,1),arm1(:,2));axis equal
line(arm2(:,1),arm2(:,2));axis equal
line(palm(:,1),palm(:,2));axis equal


2.
寫出一程式函數function body(L1,L2,L3,theta1,theta2,theta3),令其繪出整個手臂的外型。其對應角度除第一個上手臂之水平角度為theta1外,theta2為下手臂對上手臂的角度,theta3為手掌對下手臂之夾角,後二者反時針方向為正,順時針方向為負。其連桿連結角度關係如圖二。試就所撰寫之程式結構作一說明。

function body(L1,L2,L3,theta1,theta2,theta3)

theta1=-theta1
theta2=theta1+180+theta2
theta3=theta2+180+theta3
arm1=[ 0 0 ; L1*cosd(theta1) L1*sind(theta1)]
arm2=[L1*cosd(theta1) L1*sind(theta1); L2*cosd(theta2)+L1*cosd(theta1) L1*sind(theta1)+L2*sind(theta2)]
palm=[L2*cosd(theta2)+L1*cosd(theta1) L1*sind(theta1)+L2*sind(theta2); L3*cosd(theta3)+L2*cosd(theta2)+L1*cosd(theta1) L1*sind(theta1)+L2*sind(theta2)+L3*sind(theta3)]

line(arm1(:,1),arm1(:,2));axis equal
line(arm2(:,1),arm2(:,2));axis equal
line(palm(:,1),palm(:,2));axis equal

3.
試量自己的手臂尺寸作為輸入,當theta1=90度,theta2=-45度,theta3=-30度時,其位置如何。



4.
設theta1角度在-90度與-75度間變動,theta2在-45度至-35度間變動,而theta3則在-30度至-10度間變動。試將其變動區間分為十等分,模擬其動畫,並在部落格中顯示其動作。



二:
1.就人的手指頭關節而言,可以將其解析成為下列之三連桿。試參考第二章及第三章中利用連桿與旋轉結的觀念,分析一個手掌的指頭在同一平面上作移動的情形。請詳明分析過程中所可以涉及之假設。
2.就你自己的手掌尺寸為輸入,並請繪出四根指頭(大姆指除外)所可能展示的極限位置。

第一題與第二題我一起做 以下是我做的function
function finger(L1,L2,L3)

for th1=90:-30:0;

for th2=th1:-30:th1-90;

for th3=th2:-30:th2-90;
clf ;
theta1=th1;
theta2=th2;
theta3=th3;

linkshape([ 0 0 ],[ L1*cosd(theta1) L1*sind(theta1)],2);axis equal;
linkshape([L1*cosd(theta1) L1*sind(theta1)],[ L2*cosd(theta2)+L1*cosd(theta1) L1*sind(theta1)+L2*sind(theta2)],2);axis equal;
linkshape([L2*cosd(theta2)+L1*cosd(theta1) L1*sind(theta1)+L2*sind(theta2)] , [L3*cosd(theta3)+L2*cosd(theta2)+L1*cosd(theta1) L1*sind(theta1)+L2*sind(theta2)+L3*sind(theta3)],2);axis equal;
pause(0.1);
axis([-10 10 -10 10]);
end;
end;
end;

以下是假設三節手指頭的長度分別為4、3、2CM的影片
>>finger(4,3,2)



3.


若手指為三個桿,其位置向量分別為[4 3 2]cm,對應位移角度為[10 135 12]度;角速度分別為10, 20, 30 rad/s,角加速均度為20rad/s^2

>> [sv,th]=acc2([4 3 2],[10 135 12],[10 20 30],20)

sv =
1.0e+003 *

0.0050 0.0832 1.8328

th =
40.5724 138.0167 -138.4050