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

งานวิจัยนี้แสดงวิธีการวิเคราะห์และออกแบบแขนกลแบบขนานแบบ 5 แกน โดยใช้กลไกขนานในตระกูลเอช-4 แขนกลนี้มีการเคลื่อนที่แบบ 5 องศาอิสระ ซึ่ง 5 องศาอิสระจะประกอบด้วยสามองศาอิสระในทิศทางการเลื่อนไถลกับหนึ่งองศาอิสระในทิศทางการหมุนและหนึ่งองศาอิสระจากการเคลื่อนที่ของโต๊ะหมุนจับชิ้นงาน แขนกลดังกล่าวนี้พัฒนาขึ้นเพื่อสนับสนุนงานด้าน Rapid Prototype ซึ่งเหมาะสำหรับการกัดชิ้นงานที่ใช้วัสดุไม่แข็งมาก ในงานวิจัยนี้ได้วิเคราะห์ความสัมพันธ์เชิงตำแหน่งทั้ง Forward Kinematics, Inverse Kinematics, ความสัมพันธ์เชิงความเร็วระหว่างระบบพิกัดต่างชนิดกันหรือ Jacobian และสมการการเคลื่อนที่ของแขนหุ่นยนต์ที่พัฒนาขึ้นนี้หาได้โดยวิธีลากานต์ การตรวจสอบความถูกต้องของสมการ kinematics และ kinetics ที่พัฒนาขึ้นนี้กระทำโดยการเปรียบเทียบระหว่างการคำนวณทางคณิตศาสตร์โดยใช้โปรแกรม MATLAB ที่ใช้ข้อมูลจากสมการที่พัฒนาขึ้นและการใช้โปรแกรมคำนวณผล ADAMS โดยใช้ 3D Solid Model ที่พัฒนาเฉพาะสำหรับแขนกลแบบขนานนี้ ซึ่งผลลัพธ์จากการวิเคราะห์มีความใกล้เคียงกันเป็นอย่างมาก สมการต่าง ๆ ที่หามาได้ทั้งหมดนี้ได้ถูกนำมาทดสอบกับการทำงานของแขนกลที่พัฒนาขึ้นในแบบเวลาจริง (real-time) โดยการควบคุมการเคลื่อนที่จะเป็นแบบ Inverse Dynamics Control และการควบคุมแรงกระทำกับสภาพแวดล้อมจะเป็นวิธีการควบคุมแรงแบบอิมพิแดนซ์ (Impedance control) ในรูปแบบการทำงานต่าง ๆ รวมถึงการจำลองแรงเสียดทานเพื่อชดเชยแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นจริงในการควบคุมการเคลื่อนที่ของแขนกลแบบเวลาจริง ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการควบคุมตำแหน่งและแรงกระทำเมื่อมีการใช้แบบจำลองชดเชยแรงเสียดทานที่นำเสนอนี้สามารถทำงานได้ตามที่คาดหวังไว้ โดยความคลาดเคลื่อนทางตำแหน่งสามารถลดลงอยู่ในช่วง 0.35 มิลลิเมตร สมการพลศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นโดยวิธีการลากานต์ดังกล่าวจึงมีความเหมาะสมสำหรับการควบคุมแบบเวลาจริง และสามารถนำไปใช้ในการพัฒนาการควบคุมตำแหน่งและแรงขั้นสูงอื่นๆต่อไป นอกจากนั้นการควบคุมจะแม่นยำมากขึ้นถ้าดัดแปลงโครงสร้างของแขนกลให้มีความแข็ง(Rigidity) มากขึ้น