載重位置影響 X 軸向偏擺位移量探討

第一種情況為當右手臂手爪鬆開準備下一個動作時，因為整體 重心的改變，整個機構會產生一個順時針的偏轉如圖 4.12 所示(此 圖為誇大表示偏轉用以解釋此現象)，在這個時候本研究將載重位置 分生三個部分為上、中、下三點如圖 4.12 所示紅點假設為三個載重 的位置，而星號則表示手爪夾取桿柱的支撐點位置，將此部分另外 移出討論。

圖 4.12 攀爬機構載重位置與傾斜狀況示意圖 1

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把支撐點以及載重位置移出後如圖 4.13(1)所示，其中 G 代表重 心位置，星號(★)為支撐點位置，紅點(●)分別為三個擺放載重的 位置，黑線表示中心線，紅線則分別表示三個載重位置與中心線的 垂直線段，當攀爬機構產生 X 軸向偏擺時根據幾何條件線段 c 大於 a 或 b，很明顯的假如把載重物放置於 C 時，對於支撐點產生的力矩 大於 B 點所產生的力矩，而 A 點產生的力矩則與其他兩點不同方向，

也就是當整個機構產生偏擺時，放置於 C 點的載重會較容易將整個 機構修正回來，重新回到三點均在中心線上不對支撐點在 Y 軸產生 力矩的狀況如圖.13(2)所示。

(1) (2)

圖 4.13 攀爬機構三個載重位置與支撐點產生力矩示意圖 1 (1)偏擺位置(2)帄衡位置

(B)

(C) c b

a

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第二種情況為當左手臂手爪鬆開準備下一個動作時，因為整體 重心的改變，整個機構會產生一個逆時針的偏轉如圖 4.14(此圖為 誇大表示偏轉用以解釋此現象)，在這個時候將載重位置分生三個部 分為上、中、下三點如圖 4.14 所示紅點假設為三個載重的位置，而 星號則表示手爪夾取桿柱的支撐點位置，此部分另外移出討論。

圖 4.14 攀爬機構載重位置與傾斜狀況示意圖 2

把支撐點以及載重位置移出後如圖 4.15(1)所示，此圖標示符 號與圖 4.13 案例相同，載重物放在 C 處的話整體會產生順時針的旋

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轉，但是相反的如果把物體放在 A、B 兩處的話則是產生逆時針旋轉，

既使偏移情況沒有那麼嚴重 B 點在中線右邊，放置 B 處所產生的力 矩也沒有 C 處來得大，此案例中 C 是擁有最大的力矩使整個機構回 復到三點都不產生力矩的狀態如圖 4.15(2) 所示。

(1) (2)

另外本研究也要觀察 Z 軸方向是不是有滑落的情形，但因為這 個測詴是屬於攀爬 5 個標準的步態，所以將從相同時間內總攀爬距

G

(A) _a

b

c

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離來觀察是不是有明顯的滑落情形，因此本研究將 11 個擺放位置與 其不同位置在相同時間內的 Z 軸攀爬總距離列出如表 4.3 所示再將 表格繪製成曲線圖如圖 4.16 所示。

表 4.3 載重物擺放位置與其相同時間內 Z 軸總移動距離 擺放位置 Z 軸總移動距離(mm)

0 1656.871 1 1655.248 2 1654.221 3 1652.07 4 1649.856 5 1647.864 6 1647.78 7 1645.513 8 1643.572 9 1643.161 10 1640.128

圖 4.16 相同時間內 11 個不同載重位置與 Z 軸攀爬總距離關係圖

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從表 4.3 與圖 4.16 來看位置 0 是最佳的，也就是攀爬距離最長，10 則為最短。

4.2.3 歸納討論

經過模擬數據顯示以及本研究探討過後，發現載重位置在攀爬機構 最下面的時候，對整個機構的帄衡是較有幫助的，假使物體 X 軸向 位移，載重位置會影響到產生多大的力矩來回復位移前的位置。