Đồ án thiết kế hệ thống Cơ Điện Tử

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 1

Mục Lục
LỜI MỞ ĐẦU 6
Chương 1 : Tổng quan về Robot công nghiệp 7
1. Khái niệm 7
2. Ứng dụng Robot công nghiệp 7
Chương 2 : Thiết kế cơ khí Robot Scara 10
1. Robot Scara trong thực tế 10
2. Mô hình 3d robot 10
3. Cơ cấu truyền động 11
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN ĐỘNG – ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT SCARA 15
1. Bài toán động học Robot 15
1.1. Xây dựng cấu trúc, thiết lập hệ phương trình động học của robot 15
1.2. Không gian làm việc của robot 20
1.3. Bài toán động học thuận 21
1.4. Bài toán ngược 26
2. Thiết kế quỹ đạo 28
2.1. Các khái niệm về quỹ đạo chuyển động 28
2.2. Thiết kế quỹ đạo bậc 3 trong không gian khớp 29
Ví dụ thiết kế quỹ đạo bậc 3 29
3. Bài toán động lực hoc 36
Chương 4 : Thiết kế bộ điều khiển 46
1. Cơ sở lý thuyết bộ điều khiển PD 46
2. Thiết kế bộ điều khiển cho Robot RRTR 49
KẾT LUẬN 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 2

BẢNG PHỤ LỤC
DANH SÁCH HÌNH VẼ
STT
Hình
Tên hình
Trang
1
1.1
Robot dùng trong nghành dược phẩm

8
2
1.2
Robot dùng trong ngành nội thất
8
3
1.3
Robot Hàn
9
4
1.4
Robot lắp ráp sản phẩm
9
5
2.1
Robot Scara
10

6
2.2
Robot Scara vẽ trên Solidworks
10
7
2.3
Bánh răng 1
11
8
2.4
Bánh răng 2
11
9
2.5
Bộ tay kẹp
12
10
2.6
Khâu đế
12
11
2.7
Khâu 1
13
12
2.8
Khâu 2
13
13
2.9

Khâu 3
14
14
3.1
Tọa đô các trục tọa độ
15
15
3.2
Không gian làm việc 2D
20
16
3.3
Không gian làm việc trên không gian 3D
21
17
3.4
Đồ thị điểm thao tác E theo trục X
22
18
35
Đồ thị điểm thao tác E theo trục Y
22
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 3

19
3.6
Đồ thị điểm thao tác E theo trục z
23

20
3.7
Điểm tác động cuối đi từ
AB

23
21
3.8
Đồ thị vận tốc điểm tác động cuối theo trục X
25
22
3.9
Đồ thị vận tốc điểm tác động cuối theo trục Y
25
23
3.10
Đồ thị vận tốc điểm tác động cuối theo trục Z
26
24
3.11
Đồ thị (góc khớp, vận tốc và gia tốc khớp q1,q2,q4 )
31
25
3.12
Đồ thị (góc khớp, vận tốc và gia tốc khớp q3 )
32
26
4.1
Đồ thị x(t), y(t)
32

27
4.2
Quan hệ y=f(x
33
28
4.3
Tọa độ các khâu
36
29
4.4
Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển
46
30
4.5
Robot Scara dùng để mô phỏng
49
31
4.6
Sơ đồ hệ thống mô phỏng
50
32
4.7
Bộ điều khiển PD
51
33
4.8
Tín hiệu đặt
52
34
4.9

Khối SCARA
53
35
4.10
Khối actuator
53
36
4.11
Khối Tín hiệu
53
37
4.12
Đồ thi q1,q2,q4
53
38
4.13

Sai số q1,q2,q4
54
39
4.14
Sai số vận tốc q1,q2,q4
54
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 4

40
4.15
Đồ thị

3
q

56
41
4.16
Sai số q3
56
42
4.17
Vận tốc q3
56
43
4.18
Sai số vận tốc q3
56
44
4.19
Xd,X
57
45
4.20
Yd,y
58
46
4.21
Zd,z
58
47
4.22

Sai số
E
X

59
48
4.23
Sai số YE
59
49
4.24
Sai số Ze
60
50
4.25
Đồ thị sai số vận tốc góc q1,q2,q4 với Kd = 10000
61




ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 5

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

STT
Bảng
Tên bảng

Trang
1
3.1
Bảng tham số động học
19
2
3.2
Bảng mô tả vị trí trọng tâm, khối lượng,
momen quán tính khối.
38



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 6

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng trong các lĩnh vực cơ khí, điện
tử, tin học thì sự tích hợp của ba lĩnh vực đó là cơ điện tử cũng phát triển và được
coi là một trong những ngành mũi nhọn trong quá trình hiện đại hóa và công nghiệp
hóa đất nước. Sản phẩm đặc trưng của cơ điện tử là ROBOT và CNC.
Trong khuôn khổ nội dung môn học Đồ án: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ
ĐIỆN TỬ em được nghiên cứu một trong hai sản phẩm đặc trưng của cơ điện tử
đó là robot, cụ thể ở đây là robot bốn bậc tự do RRTR. Khả năng làm việc của
robot thì có rất nhiều ưu điểm: Chất lượng và độ chính xác cao, hiệu quả và kinh
tế cao, làm việc trong môi trường độc hại mà con người không thể làm được, trong
các công việc mà đòi hỏi phải cận thận không được nhầm lẫn, thao tác nhẹ nhàng,
tinh tế và chính xác nên cần có thợ tay nghề cao và phải làm việc căng thẳng suốt
ngày thì robot có khả năng thay thế hoàn toàn …

Qua đồ án giúp em bước đầu làm quen với việc tính toán robot: Về cấu trúc
động học của robot, cơ sở lý thuyết tính toán, thiết kế, lập trình mô phỏng hoạt
động của robot.
Trong quá trình học môn Đồ án : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
chúng em còn nhiều thiết sót, mong cô chỉ bảo thêm cho em.
Em chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Trần Trọng Đức




ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 7

Chương 1
Tổng quan về Robot công nghiệp
1. Khái niệm
Có nhiều định nghĩa robot cùng tồn tại, chúng ta hãy tham khảo một số định
nghĩa sau:
 Định nghĩa theo hiệp hội robot công nghiệp Nhật Bản:
Định nghĩa này mang tính khái quát nhất của tất cả các định nghĩa được sử
dụng. Nó bao gồm tất cả các thiết bị tay máy và có thể để xem xét khi định nghĩa
một robot sau này.
“Robot là một máy, cơ cấu thường gồm một số phân đoạn được nối với phân
đoạn khác bằng khớp quay hay khớp trượt nhằm mục đích để gắp hay để di chuyển
các đối tượng, thường có một số bậc tự do. Nó có thể được điều khiển bởi một
nguồn kích hoạt, một hệ điều khiển điện tử có thể lập trình được hay một hệ thống
logic nào đó”.

 Định nghĩa theo tiêu chuẩn AFNOR (Pháp):
“Robot là một cơ cấu chuyển đổi tự động có thể chương trình hoá, lặp lại các
chương trình, tổng hợp các chương trình đặt ra trên các trục toạ độ; có khả năng
định vị, định hướng, di chuyển các đối tượng vật chất (chi tiết , dụng cụ gá lắp )
theo những hành trình thay đổi đã chương trình hoá nhằm thực hiện các nhiệm vụ
công nghệ khác nhau”.
2. Ứng dụng Robot công nghiệp
Trên thế giới
Hiện nay trên thế giới, do nhu cầu sử dụng robot ngày càng nhiều trong các quá
trình sản xuất phức tạp với mục đích góp phần nâng cao năng suất dây chuyền
công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng, và nâng cao khả năng cạnh tranh
của sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động, nên robot công nghiệp cần
có những khả năng thích ứng tốt và thông minh hơn với những cấu trúc đơn giản
và linh hoạt.
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 8


Hình 1.1 : Robot dùng trong nghành dược phẩm

Hình 1.2: Robot dùng trong ngành nội thất
Tại Việt Nam
Ở nước ta, ứng dụng của robot công nghiệp rất đa đạng, tùy vào những
nghành, công việc khác nhau mà ta có thể áp dụng những robot riêng biệt. Dưới
đây là một số nghành trong hệ thống sản xuất mà áp dụng robot công nghiệp.
Ngành gia công áp lực: các quá trình hàn và nhiệt luyện thường bao gồm
nhiều công việc độc hại và ở nhiệt độ cao, điều kiện làm việc khá nặng nề, dễ gây
mệt mỏi nhất là ở trong các phân xưởng rèn dập.
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 9


Hình 1.3 : Robot Hàn
Ngành gia công và lắp ráp: robot thường được sử dụng vào những việc như
tháo lắp phôi và sản phẩm cho các máy ra công bánh răng, máy khoan.

Hình 1.4 : Robot lắp ráp sản phẩm

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 10

Chương 2
Thiết kế cơ khí Robot Scara
1. Robot Scara trong thực tế
Robot Scara ( Selectively Compliant Articulated Robot Arm) có nghĩa là có
thế lựa chọn dễ dàng khớp nối tay Robot
Do chuyển động của Robot Scara đơn giản, dễ dàng điều khiển nên nó được
sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp.

Hình 2.1 : Robot Scara
2. Mô hình 3d robot

Hình 2.2 : Robot Scara vẽ trên Solidworks


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 11

3. Cơ cấu truyền động

Hình 2.3 : Bánh răng 1
Bánh răng 1 truyển moment truyền động từ động cơ vào khớp 1


Hình 2.4 : Bánh răng 2
Bánh răng 2 truyên moment từ động cơ 2 vào khớp thứ 2
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 12


Hình 2.5 : Bộ tay kẹp

Hình 2.6 : Khâu đế
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 13


Hình 2.7 : Khâu 1



Hình 2.8 : Khâu 2
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 14


Hình 2.9 : Khâu 3



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 15

CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN ĐỘNG – ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT SCARA
1. Bài toán động học Robot
1.1. Xây dựng cấu trúc, thiết lập hệ phương trình động học của robot
a. Đặt hệ tọa độ

Hình 3.1 : Tọa đô các trục tọa độ
Theo Denavit – Hartenberg (1955) đã quy ước hệ tọa độ Decard gắn vào mỗi khâu
của một tay máy Robot như sau:
-
Trục 𝑧
𝑖
được chọn dọc theo trục của khớp thứ (i+1).

- Trục 𝑥
𝑖
được xác định dọc theo đường vuông góc chung giữa trục khớp
động thứ i và (i+ 1), hướng từ khớp động thứ i tới trục ( i+1).
- Trục 𝑦

𝑖
được xác định theo quy tắc bàn tay phải.
Khi gắn các hệ tọa độ lên các khâu phải tuân theo các phép biến đổi của ma trận
A
i
. Đó là các phép biến đổi:
R(z,θ
i
) , T
p
(0,0,d
i
) , T
p
(a,0,0) , R(x,α
i
)
Từ quy tắc trên ta xây dựng các tọa độ khảo sát (Hình 3.1)
- Khớp 1: Ta đặt trục Z
0
trùng với trục quay của khâu 1 để được phép biến đổi
R(z,θ
1
), quay quanh trục Z
0
một góc θ
1
.
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 16

- Khớp 2: Tương tự khớp 1 ta có được phép biến đổi R(z,θ
2
), quay quanh trục Z
1

một góc θ
2
.
- Khớp 3: Ta đặt trục Z
2
theo phương và hướng tay kẹp để có được phép biến đổi
T
p
(0,0,d
3
), tịnh tiến dọc trục Z
2
một khoảng d
3
.
- Khớp 4: Tương tự khớp 1 và 2 ta đặt trục Z
3
theo hướng và phương của bàn kẹp
để được phép biến đổi R(z,θ
3
), quay quanh trục Z
3
một góc θ

4
.
b. Cách xác định các tham số động học
Vị trí của hệ tọa độ khớp (𝑂𝑥𝑦𝑧)
𝑖
đối với hệ tọa độ khớp (𝑂𝑥𝑦𝑧)
𝑖−1
được xác
định bởi 4 tham số 𝜃
𝑖
, 𝑑
𝑖
, 𝛼
𝑖
, 𝑎
𝑖
như sau:
- 𝜃
𝑖
: góc quay quanh trục 𝑧
𝑖−1
để trục 𝑥
𝑖−1
trùng với trục 𝑥′
𝑖
(𝑥
𝑖
//𝑥′
𝑖
)

- 𝑑
𝑖
: dịch chuyển tịnh tiế dọc trục 𝑧
𝑖−1
để gốc tọa độ 𝑂
𝑖−1
chuyể đến 𝑂′
𝑖
là
giao điểm của trục 𝑥
𝑖
và trục 𝑧
𝑖−1

- 𝑎
𝑖
: dịch chuyển dọc trục 𝑥
𝑖
để điểm 𝑂′
𝑖
chuyển đến điểm 𝑂
𝑖

- 𝛼
𝑖
: góc quay quanh trục 𝑥
𝑖
sao cho trục 𝑧′
𝑖−1
(𝑧′

𝑖−1
// 𝑧
𝑖−1
) trùng với trục
𝑧
𝑖

c. Thiết lập bộ thông số động học D-H cho robot Scara
Với cách thành lập hệ tọa độ như trên ta có thể xác định các tham số động học
của robot RRTR như sau:
Bảng hệ tọa độ Danevit-Hatenberg



d
a


1
*
1


0
a
1
0
2
*
2



0
a
2



3
0
*
3
d

0
0
4
*
4


4
d

0
0

Bảng 3.1 : Bảng tham số động học

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 17


Dạng tổng quát ma trận biến đổi
os sin cos sin sin cos
sin os cos os sin sin
0 sin cos
0 0 0 1
i i i i i i i
i i i i i i i
i
i i i
ca
c c a
A
d
   
   
  


  







Quy ước viết tắt :
   
ij ij
os ; sin ; os ; sin
i i i i i j i j
C c S C c S
     
     

 Các ma trận biến đổi tọa độ A
i

1 1 1 1
1 1 1 1
1
0
0a
0 0 1 0
0 0 0 1
C S a C
S C S
A









2 2 2 2
2 2 2 2
2
0
0
0 0 1 0
0 0 0 1
C S a C
S C a S
A










3
3
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1
0 0 0 1
A
d









44
44
4
4
00
00
0 0 1
0 0 0 1
CS
SC
A
d









 Ma trận chuyển vị thuần nhất mô tả hướng và vị trí của các khâu:
 Khâu 1 so với khâu cơ sở:

1 1 1 1
1 1 1 1
11
0
0
0 0 1 0
0 0 0 1
C S a C
S C a S
TA









 Khâu 2 so với khâu cơ sở:
12 12 1 1 2 12
12 12 1 1 2 12
2 1 2
0
0
.
0 0 1 0
0 0 0 1
C S a C a C
S C a S a S

T A A











ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 18

 Khâu 3 so với khâu cơ sở
12 12 1 1 2 12
12 12 1 1 2 12
3 2 3
3
0
0
.
0 0 1
0 0 0 1
C S a C a C
S C a S a S
T T A
d












 Khâu 4 so với khâu cơ sở
12 4 12 4 2 12 1 1
12 4 12 4 2 12 1 1
0
4 3 4
43
0 . .
0 . .
.
0 0 1
0 0 0 1
C S a C a C
S C a S a S
T T A
dq










  



 Vậy tọa độ điểm thao tác E có dạng:

(0)
1 1 2 12
(0)
1 1 2 12
(0)
34
E
E
E
x a C a C
y a S a S
z d d






  





d. Hệ phương trình động học
Ma trận
0
4
T
cho ta biết hướng và vị trí của khâu thao tác trong hệ tọa độ cố
định hay nói cách khác là vị trí của điểm tác động cuối và hướng của hệ tọa độ
động gắn vào khâu tại điểm tác động cuối trong hệ tọa độ cố định. Vì thế nó còn
được biểu diễn qua thông số các biến khớp ta tạm gọi là q
i.
Trong bài toán cụ thể
thì nó là các khớp xoay θ
i
, với i=1÷4.
0
4
()Tq

Sử dụng các góc Cardan xác định hướng của vật rắn. Ta gọi
 
, , , , ,
E E E
x y z
  

là giá trị mô tả trực tiếp vị trí và hướng của EX

4
Y
4
Z
4
so với hệ tọa độ O
0
Z
0
Y
0
Z
0
.
Trong đó:
 
,,
E E E
x y z
là các tọa độ điểm E và [𝛼, 𝛽, 𝜂] là các góc quay Cardan
của EX
4
Y
4
Z
4
so với hệ tọa độ O
0
Z
0

Y
0
Z
0
. Do các tọa độ thao tác đều là hàm của
thời gian. Nên ta có thể biểu diễn:
00
0
( ) ( )
()
01
nE
E
T
R t r t
At





ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 19

Với:
0
E
A
là ma trận Cardan mô ta hướng EX

2
Y
2
Z
2
so với hệ tọa độ O
0
Z
0
Y
0
Z
0
.

0
E
r
là vectơ mô tả vị trí của điểm tác động cuối trong hệ tọa độ O
0
Z
0
Y
0
Z
0
.
 
0
( ) (t), (t), ( )

E E E E
r t x y z t

0
cos cos cos sin sin
sin sin cos cos sin sin sin sin cos cos sin cos
cos sin cos sin sin cos sin sin sin cos cos cos

n CD
RR
    
           
           



    






Do ma trận
0
4
()Aq
biểu diễn vị trí và hướng của khâu thao tác trong hệ tọa độ
cố định thông qua biến khớp q
i

(Ma trận trạng thái khâu thao tác theo cấu trúc động
học). Còn ma trận
0
()
E
At
cũng mô tả vị trí và hướng của khâu thao tác thông qua
hệ tọa độ khâu thao tác. Ở đây ta chọn cách biểu diễn thông qua các góc Cardan.
Nên ta có :
00
22
( ) ( )T q A t
12 4 12 4 12 4 12 4 1 1 2 12
12 4 12 4 12 4 12 4 1 1 2 12
34
0
0
0 0 1
0 0 0 1 0 0 0 1
x x x x
y y y y
z z z z
n s a p C C S S S C C S a C a C
n s a p S C C S C C S S a S a S
n s a p d d
  
   
   
   
   


   
  
   
   

 Hệ phương trình động học :
12 4 12 4
12 4 12 4
12 4 12 4
12 4 12 4
cos .cos
sin .sin .cos cos .sin
cos .sin .cos sin .sin 0
cos .sin
sin .sin .sin cos .cos
cos .sin .sin sin .cos 0
sin 0
sin .cos 0
cos .cos 1
C C S S
S C C S
S C C S
C C S S

    
    

    
    





  
  
  
    




1 1 2 12
1 1 2 12
34
x
y
z
p a C a C
p a S a S
p d d





















  



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 20

1.2. Không gian làm việc của robot
Với giới hạn cac góc quay như sau :
1
2
3
:
22
33
:
44
100: 600 (mm)

q
q
q












  




Lập trình trên maple với dòng lệnh sau :

Ta sẽ có vùng không gian làm việc như sau

Hình 3.3 : Không gian làm việc 2D







0
X

0
Y

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 21

Nhìn trên không gian 3D

Hình 3.4 : Không gian làm việc trên không gian 3D
1.3. Bài toán động học thuận
 Yêu cầu của bài toán :
- Các thông số đầu vào:
1 2 3 4
, , ,q q q q

- Thông số cần xác định: điểm tác động cuối E = (

E
x
,
E
y
,
E
z
), và hướng và vận
tốc của khâu tác động cuối so với hệ tọa độ cơ sở.
 Điểm tác động cuối đã được tính ở trên:
(0)
1 1 2 12
(0)
1 1 2 12
(0)
34
E
E
E
x a C a C
y a S a S
z d d






  



Cho quy luật chuyển động của các khớp như sau
1
2
3
4
.sin( )
.cos(t)
2
q .sin(t)
2
q.
qt
q
t



















ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 22

Bằng phần mềm Maple ta vẽ được đồ thị điểm tác động cuối :

Hình 3.5 : Đồ thị điểm thao tác E theo trục x

Hình 3.6 : Đồ thị điểm thao tác E theo trục y

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 23


Hình 3.5 : Đồ thị điểm thao tác E theo trục z

Hình 3.6 : Điểm tác động cuối đi từ
AB



A
B
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 24

 Tính vận tốc điểm tác động cuối E
Từ phần trên ta đã xây dựng được quy luật chuyển cũng như tìm được tọa độ
của khâu thao tác cuối, các biến khớp. Ta có:
00
( ) ( )

o
EE
EE
d
v q J q
dt q
rr

  


Ta có:
2 1 2 1 1 2 1 2
2 1 2 1 1 2 1 2
sin( ) sin( ) -a sin( ) 0 0
cos( ) cos( ) a cos( ) 0 0
0 0 -1 0
E
a q q a q q q
J a q q a q q q
   



    




2 1 2 1 1 1 2 1 2 2
0
2 1 2 1 1 1 2 1 2 2
3
[ sin( ) sin( )] - [a sin( )]
[ cos( ) cos( )] + [a cos( )] (1)


E
EE
E
a q q a q q q q q
x
v y a q q a q q q q q
z
q




   





      









Với quy luật chuyển động của các khớp như ở trên :
1
1
2
2
3
3
4
4
cos( )
.sin( )
.cos(t)
sin( )
2
2
q .sin(t)
.cos( )
2
2

q.
qt
qt
q
qt
qt
t
q






































Bằng phần mêm Maple ta vẽ được các đồ thị sau :
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD:ThS Mạc Thị Thoa

Sinh viên thực hiện : Trần Trọng Đức 25



Hình 3.7 : Đồ thị vận tốc điểm tác động cuối theo trục X


Hình 3.8 : Đồ thị vận tốc điểm tác động cuối theo trục Y