วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2550

วิทยานิพนธ์นี้เป็นการวิเคราะห์ทางคิเนแมติกส์และไดนามิกส์ของแขนกลที่มีข้อต่อลักษณะข้อต่อหมุนเพิ่มขึ้นมาจากแขนกลปกติที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นแขนกลที่มีข้อต่อเป็นเจ็ดข้อต่อเพื่อเพิ่มความสามารถของแขนกลปกติมากขึ้นในหลายๆด้าน โดยมีพื้นฐานของความต้องการ 4 อย่าง คือ 1) การเคลื่อนที่หลบหลีกจุดที่จะทำให้เกิด singularity 2) มีลักษณะการออกแบบทางกลที่มีเสถียรภาพ 3) ง่ายต่อการหาสมการทางคิเนแมติกส์ และ 4) ไม่ทำให้ศูนย์เสียพื้นที่การทำงานไป โดยวิทยานิพนธ์นี้จะใช้วิธีการเพิ่มแกนหมุนอิสระระหว่างส่วนปลายแขนและส่วนแกนเฟรมอ้างอิง 0 ขึ้นมาเพื่อให้สามารถเลือกการเคลื่อนที่ได้หลากหลายผ่านแกนอิสระนี้เพื่อสามารถหลบหลีกปัญหาข้างต้นได้ โดยได้ทำการวิเคราะห์หาสมการ ฟอร์เวิร์สคิเนแมติกส์ อินเวิร์สคิเนแมติกส์ สมการความสัมพันธ์เชิงความเร็ว เพื่อให้สามารถหาความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งและความเร็วของการเคลื่อนที่ที่ปลายแขนมายังแต่ละข้อต่อแกนได้ และยังทำการวิเคราะห์สมการการเคลื่อนที่ไว้ด้วย โดยการวิเคราะห์นี้จะเป็นการวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์แขนกลที่มีลักษณะการตั้งแกนแบบ spherical wrist หรือ zero joint offsets ซึ่งเป็นลักษณะการตั้งแกนแบบเดียวกับแขนกล Mitsubishi Heavy Industries PA10-7C ซึ่งใช้ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้ วิทยานิพนธ์นี้ได้ทดลองความถูกต้องของสมการทางคิเนแมติกส์ซึ่งประกอบด้วย สมการฟอร์เวิร์สคิเนแมติกส์ สมการอินเวิร์สคิเนแมติกส์ และสมการความสัมพันธ์เชิงความเร็วด้วยวิธีการจำลองการเคลื่อนที่(simulation) และทดสอบจริงกับหุ่นยนต์ PA10-7C ซึ่งผลการทดลองในลักษณะต่างๆสรุปได้ว่าสมการที่ได้วิเคราะห์มานั้นสามารถใช้ในการควบคุมการเคลื่อนที่ของแขนกลในลักษณะดังกล่าวได้อย่างถูกต้อง และในส่วนการวิเคราะห์ทางไดนามิกส์ ได้แสดงความถูกต้องของสมการการเคลื่อนที่จากคุณสมบัติความเป็น skew symmetric matrix ของสมการ B(q) - 2C(q,q’) ทำให้ทราบว่าสมการการเคลื่อนที่นั้นมีโครงสร้างที่ถูกต้อง และ ได้ตรวจสอบความมีเสถียรภาพของสมการโดยการจำลองเส้นทางการเคลื่อนที่ส่งไปยังสมการการเคลื่อนที่เพื่อคำนวณค่าแรงบิดของแต่ละข้อต่อเพื่อแสดงให้เห็นความเสถียรของสมการการเคลื่อนที่