2007年6月12日 星期二

機動學第十三次作業

歡呼一下 喔耶!!!


B94611032 張鈞崴

1.

觀察 125/5=25

25/5=5


所以連續使用三組 1:5 1:5 1:5 的齒輪串連起來

就可以最簡單的得到 1:125 的轉速比!!




2.

我覺得第七次跟第八次都做得很認真

因為這兩次作業份量蠻多的

但我還是盡力完成了!!

也貼了動畫連結

現在部落格很多功能都會使用

貼圖 做連結 貼影片等

一學期下來收穫不少

謝謝教授

2007年6月6日 星期三

機動學第十二次作業

B94611032 張鈞崴



我在講義中找到的程式

contact_ratio

帶入數值

Pd(徑節)=8
n2,n3(兩齒輪齒數)30、48
phi(壓力角)20


[c_ratio, c_length,ad,pc,pb,r2,r3,ag]=contact_ratio(Pd,n2,n3,phi)



接觸比c_ratio = 1.7005 接觸長度c_length = 0.6275

齒冠ad = 0.1250 周節pc = 0.3927

基周節pb = 0.3690 兩齒輪節圓直徑。r2 = 3.7500 r3 = 6


兩齒輪的

接近角 遠退角 作用角
ag = 10.4850 9.9211 20.4061
6.5532 6.2007 12.7538



節圓(pitch circle):

節面之正頗面 代表齒輪之虛擬圓


壓力角20度 勁節8 齒數30T 40T

r1(節圓半徑)= 30/(2*8)=1.875 

r2(節圓半徑)= 48/(2*8)=3 




基圓(base circle):
虛擬圓 用以產生漸開線已形成齒形


rb1=r1(節圓半徑)*cos20=1.7619

rb2=r2(節圓半徑)*cos20=2.5980


干涉之證明

干涉之條件為


(N2+2N2 x N3)(sinX)^2>= 4 + 4N3

設N2=30T N3=48T,X=20度

30(30+2*48)*(sin(20))^2)>4(1+48)
並不會有干涉。



或使用講議之程式

function [x]=isinterf(phi,N1,N2)
%
% Test if the gear set exists an interference
% phi:pressure angle, in degrees
% N1,N2:teeth of both gears
% x=0:no interference; x=1 interence exists
x=0;
sinx=sin(phi*pi/180);
if N2<N1,nn=N1;N1=N2;N2=nn;end
if N1*(N1+2*N2)*sinx*sinx<4*(1+N2), x=1;end

isinterf(20,30,48)
ans = 0

不干涉



齒輪模組動畫





謝謝教授

2007年5月29日 星期二

機動學第十一次作業

B94611032 張鈞崴


1.我5/24有來上課!!!


2.

位移-角度




速度-角度




加速度-角度




凸輪在沒有上升 或沒有下降 的過程中 速度 加速度皆為0




程式:
function drawcam
%設定0度到100度的值
for i=1:10
place(i)=0
speed(i)=0
acc(i)=0
end
%設定100到200度的值
for i=11:1:21
phi=(i-1)*10
[y,yy,yyy]=parabol_cam(phi,100,100,1,5,0)
place(i)=y
speed(i)=yy
acc(i)=yyy
end
%設定200到260度的值
for i=22:26
place(i)=5
speed(i)=0
acc(i)=0
end
%設定200到360度的值
for i=27:1:37
phi=(i-1)*10
[y,yy,yyy]=parabol_cam(phi,260,100,-1,5,0)
place(i)=y
speed(i)=yy
acc(i)=yyy
end
%畫圖
X=0:10:360
figure
plot(X,place,'c+:')
figure
plot(X,speed,'b+:')
figure
plot(X,acc,'r+:')



3.

軌跡曲線





曲線的起始點不為0,而是半徑+鞘的長度 = 25


4.



function cammove
for i=1:100
r(i)=15;
end
for i=101:201
r(i)=15+(5/100)*(i-100);
end
for i=201:260
r(i)=20;
end
for i=261:360
r(i)=20-(5/100)*(i-260);
end
theta=linspace(0,2*pi,360)
for i=1:360
k=r(1);
for j=1:359
r(j)=r(j+1);
end
r(360)=k;
polar(theta,r)
pause(0.0001)
end

謝謝教授

2007年5月23日 星期三

機動學第十次作業

B94611032張鈞崴 5/17有上課

1.




假設桿長為L 且在一複數平面上

旋轉中心M平面上的原點 端點P到旋轉中心M 的距離是X

並且以角速度W逆時針方向旋轉,

P點的速度=iwx * exp(iwt+iθ)

加速度=-w*w*x*exp(iwt+iθ)



M上如果有水平速度V

P點速度=v+iwx*exp(iwt+iθ)

加速度= -w*w*x*exp(iwt+iθ)



M再加一水平加速度a

P點的速度= v+at+iwx*exp(iwt+iθ)

加速度= a-w*w*x*exp(iwt+iθ)




四連桿的狀況

P以A為旋轉中心

Q以B為旋轉中心

所以 PQ 的速度方向 如圖示

都分別為桿子垂直方向


2.




如動畫所呈現

紅色圓圈為瞬心的位置



程式輸入 slider_draw(10,10,0)


function slider_draw(R,L,e)

ang=linspace(0,360,100);
[d,theta3]=slider_solve(ang,R,L,e,1)
x=R*cosd(ang);
y=R*sind(ang);
for n=1:100
link_plot([0,x(n),d(n)],[0,y(n),e],2);
line([d(n)-3,d(n)+3,d(n)+3,d(n)-3,d(n)-3],[e-2,e-2,e+2,e+2,e-2]);
hold on
plot(0,0,'ro')
plot(x(n),y(n),'ro')
plot(d(n),e,'ro')
plot([0,0],[0,e-d(n)*(y(n)-e)/(x(n)-d(n))],'ro:')
plot([x(n),0],[y(n),e-d(n)*(y(n)-e)/(x(n)-d(n))],'ro:')
plot([x(n),d(n)],[y(n),y(n)*d(n)/x(n)],'ro:')
plot([d(n),d(n)],[0,y(n)*d(n)/x(n)],'ro:')
axis equal
axis ([-45 45 -30 30]);
pause(0.000001)
clf
end


謝謝教授

2007年5月15日 星期二

機動學第九次作業

b94611032 張鈞崴
本週(5/3)有來上課


使用slider_limit程式分析發現

the1 =

6.4514


the2 =

241.7575

這組曲桿的右極限角=6.4514

最大左極限角=241.7575



根據題目設定 R: 32+10=42 L: 42+5=47

輸入 slider_draw(42,47,10)






function slider_draw(R,L,e)
[s,theta21,theta22]=slider_limit(R,L,e)
ang=linspace(theta21,theta22,100);
[d,theta3]=slider_solve(ang,R,L,e,1)
x=R*cosd(ang);
y=R*sind(ang);
for n=1:100
line([0,x(n),d(n)],[0,y(n),e]);
line([d(n)-3,d(n)+3,d(n)+3,d(n)-3,d(n)-3],[e-2,e-2,e+2,e+2,e-2]);
axis equal
axis ([-100 100 -100 100]);
pause(0.05)
clf
end
ang=linspace(the2,180-the1,100);
[d,theta3]=slider_solve(ang,R,L,e,-1)
x=R*cosd(ang);
y=R*sind(ang);
for n=1:100
link_plot([0,x(n),d(n)],[0,y(n),e]);
line([d(n)-3,d(n)+3,d(n)+3,d(n)-3,d(n)-3],[e-2,e-2,e+2,e+2,e-2]);
axis equal
axis ([-100 100 -100 100]);
pause(0.05);
clf
end


謝謝教授

2007年5月9日 星期三

機動學第八次作業

B94611032 張鈞崴

A 張鈞崴 4/26 有來上課


B1:

23桿節點速度  30 單位長度/秒




34桿節點速度   24.8單位長度/秒




23桿節點加速度  300 單位長度/秒平方




34桿節點加速度  1922單位長度/秒平方



B2:
B1以程式計算跑出來的圖
箭號為速度跟加速度的方向
因為下方的黑桿為固定桿
所以只能以兩端為軸心做轉動










B3





如圖所示
限制角度為29.0度 331.0度








B4
經程式檢驗 此類型為雙搖桿型連桿
全部的桿都不能完整的轉動
主動桿的死點
位在第二桿為29度or 331度時










B5

動畫影片如下




2007年4月25日 星期三

機動學第七次作業

b94611032 張鈞崴

我4/19有上課 張鈞崴的機動學部落格




<7.1>





























<7.2>

第一桿速度

















第一桿加速度
















第二桿速度






























第二桿加速度


















第三桿速度

















第三桿加速度
















<7.3>




2007年4月24日 星期二

機動學第六次作業

b94611032 張鈞崴
我有上本週(十二日)的課。


<6.1.1>
 共有12桿及15個結 (圖03)


I表示的是滑塊與地面間的滑動結

<6.1.2>
 M=3*(N-J-1)+F N=12 J=15 
 F=> 12旋轉結+1滑動結+2滑槽結=12*1+1*1+2*2=17
 M=-12+17=5 自由度為5

<6.1.3>
 函式輸入為 gruebler(12,[12 1 2])
 =>自由度為5
<6.1.4>
滑塊因與地面間可以滑動 所以多出了一個滑動結

滑槽有滑動跟轉動的自由度 所以在計算的時候要算自由度=2


<6.2.1>
標如圖片所示


 F E C球結 自由度=3
 A B旋轉結 自由度=1
 D圓柱結 自由度=2


<6.2.2>
 m=6(N-J-1)+F=6(6-6-1)+13
 m=7 自由度7


<6.2.3>
 函式輸入為 gruebler(6,[2 0 0 3 1])
 運算自由度為7

<6.2.4>
 這個case是有惰性自由度的
我們發現4和6桿可以自轉 惰性自由度為2 總自由度7-2=5
 惰性自由度使得系統的總自由度減少
一般的機構中 除非是在4和6桿有特殊需求 才會出現這種設計
 
<6.3.1>
 四連桿組中

if最短桿+最長桿 < 其他兩桿相加 則至少有一桿是可旋轉桿 即為 葛拉索第一類型 (葛拉索型)  if 最短桿+最長桿 > 其他兩桿相加
=> 所有的活動連桿必為搖桿 也就是三搖桿機構
即為 葛拉索第二類型 (非葛拉索型)

<6.3.2>
 
第一組 7+4=6+5
=> 葛拉索第三類桿 (中立連桿組)
 
 函式
>> grashof(1,[7 4 6 5])
ans =
Neutral Linkage

 
第二組 8+3.6>5.1+4.1
=> 葛拉索第二類桿 (非葛拉索連桿)
 函式
>> grashof(1,[8 3.6 5.1 4.1])
ans =
Non-Grashof Linkage

 
第三組 6.6+3.1<5.4+4.7>葛拉索第一類桿
 至少出現一桿為曲柄 接地桿鄰近最短桿
=>曲柄搖桿型

 函式
>> grashof(1,[5.4 3.1 6.6 4.7])
ans =
Crank-Rocker Linkage


<6.3.3>

只有第二組 是 非葛拉索型,

如果要改為葛拉索機構

可以試著調整最長桿+最短桿的數值
(或調整其餘兩桿長度和)
使關係是滿足 葛拉索機構
最長+最短 < 另外兩桿之和 =>便形成葛拉索機構
 

2007年4月10日 星期二

機動學第五次作業



<5.1-1>


如左圖



<5.1-2>



function bodybody(L1,L2,L3,theta1,theta2,theta3,dd)L1xt=L1*cosd(-theta1);L1yt=L1*sind(-theta1);L2xt=L1xt+L2*cosd(-theta1-180 + theta2);L2yt=L1yt+L2*sind(-theta1-180 + theta2);L3xt=L2xt+L3*cosd(-theta1-360 + theta2+theta3);L3yt=L2yt+L3*sind(-theta1-360 + theta2+theta3);X=[0 L1xt L2xt L3xt];Y=[0 L1yt L2yt L3yt];clf;for i=1:length(X)-1 A=[X(i) Y(i)];B=[X(i+1),Y(i+1)];if nargin==2,dd=1;end;d=abs(dd);AB=(B(1)+j*B(2))-(A(1)+j*A(2));D=abs(AB);th=angle(AB);t=linspace(pi/2,2.5*pi,20);Cout=max(d/2,0.2)*exp(j*t');Cin=Cout/2;if dd>0, P=[0;Cin;Cout(1:10);D+Cout(11:20);D+Cin;D+Cout(20);Cout(1)];endxx=real(P);yy=imag(P);x=xx*cos(th)-yy*sin(th)+A(1);y=xx*sin(th)+yy*cos(th)+A(2);line(x,y)axis equalend;

<5.1-3>


L1=25;L2=25;L3=10;theta1=-90;theta2=-45;theta3=-30;bodybody(L1, L2, L3,theta1, theta2 ,theta3,10);

<5.1-4>


>> for d=0:1:10theta1=-90+1.5*d;theta2=-45+d;theta3=-30+2*d;bodybody(25,25,10,theta1,theta2,theta3,4);pause(0.5);axis equal;end;>>


<5.2-1>


如圖示
將手掌跟手指分別假設為平面
則手指能夠移動的範圍
就只有在與手掌平面 平行與垂直之間 的區域
如圖棕灰色方塊之間




<5.2-2>



動畫
f1j=linspace(-90,0, 20 );f1j2=linspace(180,90,20);f1j3=linspace(180,90,20);x=[1 -1 -1 1 1];y=[0 0 -9 -9 0];for d=1:1:20bodybody(2.5,2,3,f1j(d),f1j2(d),f1j3(d)); patch(x,y,'r');pause(0.25);end;
<5.2-3>
王建民最快球速約為95mph (153km=15300m/hr=4.25m/s)
不考慮球的旋轉 以及變化球的出手
速度方向僅考慮平行通往捕手手套的直線 (直球)
王建民身高1.9m 手臂長約0.8m
觀察他的投球動作 出手時間大約是0.6秒
手移動的距離 大致上從右耳後方移動至手臂完全伸直 約0.9m

由以上假設推論 球的加速度為 4.25/0.6=7.08 m/s^2
棒球重量約為145g=0.145kg
F=Ma 所以手指的施力約為 0.145*7.08=1.02 Nt
投球使用的中指跟食指的重量約為400g=0.4kg
手指的加速度為 1.02/0.4=2.56 m/s^2
出手前的手指尾速 = 2.56*0.6=1.53 m/s
投球時候 無名指跟小指沒有用到
其速度與加速度與手掌相同
0.9/0.6=1.5m/s

2007年3月27日 星期二

機動學第四次作業




b94611032 生機二 張鈞崴
4.1


x=[0 42 42*cosd(60) 0];y=[0 0 42*sind(60) 0];line(x,y);for d=0:30:360x1 = x*cosd(d)+y*sind(d);y1 =-x*sind(d)+y*cosd(d);x2=42+x1;x3=x1+42*cosd(60);y3=y1+42*sind(60);line(x1,y1,'erasemode','xor','color','k');line(x2,y1,'erasemode','xor','color','r');line(x3,y3,'erasemode','xor','color','y');axis equal;pause(0.5);end;






4.2
圖示4.2

x=[0 10 10 0 0];y=[2 2 -2 -2 2];for i=0:30:360 x1=x*cosd(i)+y*sind(i); y1=-x*sind(i)+y*cosd(i); Ys=[10*sind(i) 0]; Xs=[10*cosd(i) 15]; line(x1,y1); line(Xs,Ys); axis equal; pause(0.5); end;











4.3
圖示4.3


for i=0:30:360linkshape([10 0 ],[0 0],2);linkshape ([0 0],[5*cosd(i) 5*sind(i)],3 );linkshape([5*cosd(i) 5*sind(i)],[5*cosd(i)+10 5*sind(i) ],1.5);linkshape([10 0],[5*cosd(i)+10 5*sind(i)],2);pause(0.5);end;

2007年3月20日 星期二

機動學第三次作業











P3.1

1.2.拳頭及手肘關節位置圖





3. 最主要的假設 當然是手臂 手肘及頭頂中央均在同一個平面上運動
而且手臂往上的時候 必須與頭頂的上方 平行 如果歪了 那麼 Z方向上的長度
就不準了



P3.2
旋轉對與低對運動結
剛好都可以用這把尺來說明

折尺



















高對運動節 我想到了鋼珠筆上面的珠珠

http://www.pilot-pen.com.tw/movie/p01.wmv


型式閉合結 抽水機風扇















外力閉合結 一般我們所使用的 離合器

















P3.3

1. 旋轉角圖片





















2.人體黃金比例 上半身/下半身比值為0.618,以肚臍為分界,
張開的手臂長,剛好等於身高,即為達文西的黃金比例。

達文西的人體密碼

2007年3月13日 星期二

機動學第二次作業

P2.1:

圖例

簡單人體機構

由圖可以看到 大腿骨 跟 小腿骨 分別是連桿

中間由膝蓋 構成的運動節

連結這兩部份的連貫運動

其中當然包含了槓桿原理等運作機制


P2.2:

我覺得 如果要把創造跟發明 邏輯化

歸納出一個 可以依循的步驟

那我認為 第一項 一定是問題跟需求

所有的發明跟創造 最初始的目的

有部分原因 一定是因為 人們遇到問題 出現需求

進而激勵人們無限想像的空間

去發明 發現 創造



然而 發明跟創造 這種想像的過程途徑

一定跟現今的工業設計水準有關聯

舉個例子 不可能在一百年前 出現今天被發明的玩意

相關產業還不夠成熟..


既然被邏輯化 有跡可循 其實某方面

也就可以預測以後一定會被發明創造的東西

例如已經發生的 手機+ Mp3 手機+數位相機

可以預測的

個人電腦跟手機 遲早也是會結合的

只是程度上的快慢 跟效能高低 使用上的便捷 跟需求性而已

需求 問題 => 發明 創造

如果這樣看 發明創造 就不完全是天外飛來的了!!!

乃是邏輯可以推論的~ (只是有點結果論…)


p2.3

張鈞崴的 matlab

張鈞崴的 Matlab