Abstract
一般工業用之連桿機構系統在面臨高速化、精密化及低能量消耗等要求時，減輕連杆質量無疑是解決上述問題之最佳途徑之一。因為連桿質量之減少，故連桿之剛度亦可能隨之減少，因此過去傳統的剛性連桿假設已無法正確地預測連桿機構之動態反應，在確保連桿機構運動準確性的要求下，分析連桿之彈性動態反應，及藉著感測器（s-ensor） 與驅動器（actuator）來量測與減少連桿振動，實為一重要課題。本篇論文的目的是在提出關於撓性(flexible)連桿機構中，具撓曲特性之連桿的彈性動態 (elastodynamic)反應之運動分析和振動量測的理論與實驗研究。壓電材料(PVDF)由於其輕質量和特有的壓電特性而被選為振動量測的模態感測器(modal sensor)，以量測某一或某幾個模態座標 (modal coordinate) 。撓性連桿的運動方程式是以變分原理和有限元素法來推導而得。由於大多數機構均以等角速度運動，故穩態影響(steady response) 時常被拿來研究。而本篇研究所要的影響既是以數值化封閉形式法(numerical closed-form method)計算而得的穩態影響，同時由於使用此法的目的是因為該法具有高準確度及高計算效率的特性。本研究整合了機構彈性動力學、空間機構運動學及動力學、感測器之設計與製造。同時本研究除了理論外，其實用性亦很高，研製成功後將可多方面應用在工業方面上。如此一來，連桿機構便能朝輕質量構件和高運作速度方向發展，符合更嚴苛的高性能要求。