tính toán thiết kế robot

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

1.2. B ng Denavit Hartenber g. ... 9ả –2.Tính tốn các ma tr n thu n nhậ ầ ất. ... 10

3.Giải bài toán động học thuận. ... 12

3.1 Xác định vận tốc điám tác động cu i và vố ận t c khâu thao tác... 12ố3.2. Xây dựng quy luật chuyán động t ng khâu từ ừ đó vẽ quỹ đạo điám E, vận t c ốđiám E và vận t c góc. ... 13ố4.Giải bài tốn động học ngược... 20

Phần 3: Tính tốn l c ... 25ự1.Tính tốn tĩnh . ... 25

2. Tính tốn l c momen l n nhự ớ ất trá ạng thái tĩnh... 29

Phần 4: Tính tốn dẫn độ ng cho robot ... 34

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

2.2 Bi u thá ức thế năng của hệ. ... 403. Thi t lế ập phương trình vi phân chuyán động c a robot ... 41ủPhần 6 :Luật đißu khi n ... 47á1. H thệ ống đißu khi n trong khơng gian kh p. ... 47á ớHệ thống đißu khi n ph n há ả ồi không bù G(q) ... 47

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>Phần 1: Phân tích và lựa chọn cấu trúc. </b>

<b>1.</b>Giới thiệu chung về Robot và nhu cầu thực tế hiện nay

Robot là máy, thi t bế ị tự động linh hoạt phục vụ con ngưßi : - Có hình dạng giống ngưßi hoặc cánh tay ngưßi. - Có khả năng thao tác tự động.

- Có khả năng bắt chước thao tác giống ngưßi.

Cuộc sống ngày càng văn minh hiện đại, m c s ng cứ ố ủa ngưßi dân ngày càng được nâng cao, đòi h i phỏ ải nâng cao năng suất và chất lượng c a sủ ản phẩm. Vì vậy càng phải ứng dụng rộng rãi các phương tiện tự động hoá vào sản xuất nên càng tăng nhanh nhu cầu vß ứng dụng Robot đá tạo ra các hệ thống s n xuả ất tự động và linh hoạt.

Robot là máy, thi t bế ị cố định hoặc di động, được tích hợp t nhi u b phừ ß ộ ận trong đó các bộ phận chính bao gồm:

- Cơ cấu chấp hành. - Hệ thống dẫn động.

- Hệ thống đißu khián theo chương trình có khả năng lập trình linh hoạt. - Hệ thống thông tin giám sát.

Trong những năm gần đây thì vi c áp dệ ụng các loại Robot vào các dây chuy n sß ản xuất

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<i> Hình 1.1 Một s hình </i>ố <i>ảnh về robot trong cơng nghi p </i>ệ

<b> </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>2.</b>Phân tích đề bài và lựa chọn phương án thiết kế.

Từ những phân tích trên và dựa vào th c t , do khự ế ả năng cịn có hạn nên nhóm chúng em đã quyết định ch n thi t kọ ế ế robot 3 bậc t do. Vự ới yêu c u thêm là chi ti t cầ ế ần hàn ch bỉ ị khống ch 4 bế ậc t do, s thự ẽ ực hi n 2 chuyệ án động quay hoặc t nh ti n. ị ế2.2. Phân tích các phương án thiết kế<b>. </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<i> Phương án 3 </i>

Ba phương án trên là dạng trong thực t ế được ng dứ ụng rất nhißu. Đặc bi t là ệphương án 1 trong thực tế dùng r t phấ ổ bi n do kế ết c u cấ ủa nó đơn giản tồn kh p ớquay.Nên việc tính tốn cũng như lập trình đißu khián cũng dễ dàng hơn so với 2 phương án 2 và 3.

à 2 phương án 2 và 3 do có khớp tính ti n nên robot ch thế ỉ ực s linh ho t khi nó có ự ạthêm 1 bậc t do c bàn tay nự á ổ ắm bắt công cụ, do đó nó thưßng là 4 bậc t do. Theo yêu ựcầu của đß tài thi t kế ế mơ hình cũng như khả năng của nhóm cịn hạn chế nên 2 phương án này áp dụng vào đß tài sẽ khó đáp ứng được yêu c u cầ ủa đß tài là hàn được đưßng cong bất kì cũng như nhóm khó có khả năng thiết kế và tính tốn được. Vì vậy nhóm đã đi đến thống nhất chọn thi t kế ế theo phương án 1

<b> </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>2.3.Mơ hình nhóm thiết kế </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<i>Hình 1.3 </i>Khâu đế

<i>Hình 1.4 Khâu 1 </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<i>Hình 1.5 Khâu 2 </i>

<i>Hình 1.6 Khâu 3 </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>Phần 2 : Giải bài toán động học. </b>

<b>1.Hệ tọa độ trục và bảng DH </b>

<b>1.1.Thiết lập hệ tọa độ trục. </b>

Khâu đế: ta ch n họ ệ tọa độ XoYoZo có trục Zo chọn trùng v i khớ ớp 1, trục

diện thuận.

Khâu 1: ta ch n họ ệ tọa độ X<small>1</small>Y<small>1</small>Z<small>1 </small>có trục Z<small>1</small> trùng v i khớ ớp 2, trục X<small>1</small> ta chọn theo hướng Z x Z<small>0 1</small> , trục Y<small>1</small> ch n theo quy tọ ắc tam diện thuận.

Khâu 2: ta ch n họ ệ tọa độ X<small>2</small>Y<small>2</small>Z<small>2 </small>có trục Z<small>2</small> trùng v i khớ ớp 3, trục X<small>2</small> ta chọn theo đưßng vng góc chung Z và Z<small>12</small> , trục Y<small>2</small> chọn theo quy t c tam diắ ện thuận.

Khâu 3: ta ch n họ ệ tọa độ X<small>3</small>Y<small>3</small>Z<small>3 </small>có trục Z<small>3</small> song song Z<small>2</small>, X<small>2</small> ch n theo ọđưßng vng góc chung Z<small>2</small> và Z<small>3</small>, Y<small>3 </small>chọn theo quy tắc tam diện thuận. Các bi n khế ớp: q1 = ¸<small>1</small>

q2 = ¸₂ q3 = ¸₃

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<i>Sơ đồ động học robot </i>

<b>1.2. Bảng Denavit – Hartenberg. </b>

Từ việc ch n họ ệ tọa độ ta có bảng DH sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Đá tiện cho q trình tính tốn, ta s gi nguyên các ký hi u cẽ ữ ệ ủa các độ dài, góc trong các biáu thức, số liệu c th s ụ á ẽ được thay vào khi ta có k t quế ả cuối cùng.

cos()sin()0cos()sin()cos()0sin()

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

cos( ) sin( ) 0 cos( )sin( ) cos( ) 0 sin( )

sin( )sin( ) cos( ) cos( )sin( ) sin( )sin( )sin cos( )cos( ) sin( )cos( )( )

cos( )sin( )cos( ) sin( )sin( ) cos( )sin( )sin( ) cos( )cos( ) cos( )cos( )

<i><small>E</small>xyA p</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

3.Giải bài toán động học thuận.

<b>3.1 Xác định vận tốc điểm tác động cuối và vận tốc khâu thao tác. </b>

ùúý ú

sin( )(cos( )(

ùúú

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>3.2. </b>Xây dựng quy luật chuyển động từng khâu từ đó vẽ quỹ đạo điểm E, vận tốc điểm E và vận tốc góc.

Đá khảo sát kết quả trên ta xây dựng quy luật chuyán động của các bi n khế ớp q như sau:

2sin(3 )2 cos(2 )1 sin(2 )

ý ýỵ

S dng phn m m Maple ta vß ẽ được đồ thị quỹ đạo khâu thao tác cuối, vận tốc điám E và vận t c góc khâu thao tác cu i: ố ố

<i>Hình 2.1 </i>Đồ ị<i> th quỹ đạo điểm thao tác cu i E </i>ố

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<i> Hình 2.2 Đồ th v n tị ậ ốc điểm thao tác cuối E Hình 2.3 Đồ th vị ận t c góc khâu thao tác cu i </i>ố ố

<i> Chương trình viết b ng maple: </i>ằ

<b>> > > > > </b>

<b>> > </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<i>TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>> > </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b>> > </b>

<b>> </b>

<b>> > </b>

<b>> </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>> </b>

<b>> </b>

<b>> </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>> > > > </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<b>> > ></b>

4.Giải bài toán động học ngược.

Đá giải bài toán động h c thuọ ận ta có th s dá ử ụng phương pháp giải tích, Newton –Raphson, với phương pháp giải tích khi áp dụng cho robot có bậc t do ít (3 bự ậc tr lá ại) thì vi c tính tốn có th thệ á ực hiện được, nhưng áp dụng cho robot có nhi u bß ậc (4 b c tr ậ álên) thì vi c tính tốn, gi i hệ ả ệ phương trình rất phức tạp. Trong bài ti u luá ận này nhóm em gii theo phng phỏp Newton-Raphson

ỵự ựỳ úý_{ú ú}ý

ú ú

Bài toán khi biết được x<small>E</small>(t)_,y (t)<small>E</small> _,z_E(t) t i mạ ỗi thßi điám t ta sẽ tìm được vector q=[q , q<small>12</small>, q₃]<small>T</small> tại m i thỗ ßi điám đó.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<i>TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ROBOT </i>

Ta lấy giá tr sát giá tr ị ị đầu đá ti n hành quá trình lế <i>ặp Newton-Raphson </i>

Quá trình lặp dừng lại khi sai s l n k+1 vố á ầ ới lần k nhỏ hơn giá trị cho phép. Ta đi tìm vector q=[q<small>1</small>, q , q<small>23</small>]^Tđá quỹ đạo điám tác động cuối E có phương trình:

Sử dụng phần m m maple, l p ß ậ trình động học ngược ta thu được các kết quả sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<i> Hình 2.6 Quỹ đạo q (t) Hình 2.7 Qu <small>2</small>ỹ đạo q ( t) <small>3</small></i>

<i> Chương trình vi t b ng maple: </i>ế ằ

<b>> > > > > </b>

<b>> > </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<i>TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>> > </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<b>> </b>

<b>> > </b>

<b>> > </b>

<b>> </b>

<b>> > </b>

<b>> </b>

<b>> </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

÷ Xét khâu 3:

x C C[ x ,0,0]

Ta tính được

<small>021</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

x C C[ a ,0,0]

x S

ýỵ

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

Ta tớnh c:

Ta tính được:

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

2. Tính tốn lực momen lớn nhất ở trạng thái tĩnh

Tính các momen động cơ cần đá cho robot cân bằng t các kừ <b>ết quả tính tốn trên: </b>

M_dc1=⁰M [2]=0(N/m) ₁₀ Đá tính momen động cơ 2 ta phải chi u vector ế <small>0</small>

M₂₁lên tọa độ khâu 2 <small> 2</small>

M₂₁=⁰R₂^TM₂₁

=>M_dc2=²M [3]=g(C m g₂₁ ₂₃ _{3 3} – C₂₃m₃x₂₃+a₂C₂m₃+a₂C₂m – C₂ ₂x_c2m₂)

Đá tính momen động cơ 3 ta phải chi u vector ế <small>0</small>

M<small>32 </small>lên tọa độ khâu 2

<small> 3</small>M₃₂=<small>0</small>R₃<small>T </small>M₃₂ =>M_dc3=³M [3]=m (a₃₂ _3g ₃ – x_c3) C₂₃

Với các số liệu: d₁=0,13(m); a₁=0,155(m); a =0,5(m); a =0,4(m); ₂ ₃

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

M_{dc 2 max} = 27.906 (N.m) tại

M<small>dc 3 max</small> = 4.067 (N.m) t i ạ

<b>> > > > > </b>

<b>> > </b>

<b>> > </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>> > > > </b>

<b>> </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

<b>> > > > > </b>

<b>> > > > </b>

<b>> </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>> </b>

<b>> > </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

<b>> > </b>

<b>> </b>

<b>> </b>

<b>> </b>

<b>Phần 4: Tính tốn dẫn động cho robot </b>

Thiết bị truyßn động là phần quan trọng đá thực hiện các sơ đồ động của cơ cấu tay máy và là phần quyết định k t c u cế ấ ủa robot. Các sơ đồ động cơ cấu tay máy rất đa dạng và các loại hình k t cế ấu tay máy cũng rất phong phú. Tuy nhiên, qua thực t s dế ử ụng đã dần dần định hình các xu hướng vß lo i hình k t cạ ế ấu robot.

Trong kỹ thuật robot hiện đại có 2 xu hướng cơ bản vß loại hình kết cấu. Thứ nhất là robot chuyên dung đá đáp ứng m t công vi c r t c th trong dây chuyộ ệ ấ ụ á ßn sản xuất và robot chun mơn hóa trang b cho m t nhóm thi t bị ộ ế ị cơng nghệ nào đó đá thực hi n m t ệ ộloại hình cơng vi c. Các loệ ại robot này thưßng có s bố ậ ực t do không lớn nhưng lại yêu

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

cầu cao vß mức độ thao tác nhanh, vß độ chính xác và độ tin cậy. Tuy nhiên lại khó áp dụng khi cần thay đổi các thông s công nghố ệ.

Xu hướng 2 là tạo ra các robot đa chức năng đá thích nghi với nhi u lo i hình cơng ngh ß ạ ệhoặc với phạm vi thay đổi tương đối r ng các thông s công nghộ ố ệ. Các lo i hình robot ạnày thưßng có s bố ậc tự do cao hơn, cơ động hơn nhưng lại khó đảm bảo độ chính xác và độ tin c y cao. Ngồi ra giá thành ch t o lậ ế ạ ại đắt hơn khi sử dụng, tùy theo công vi c có ệlúc l i khơng dung h t s bạ ế ố ậc t do. ự

Mâu thuẫn trên có thá được khắc phục n u áp dế ụng nguyên tắc modun hóa khi thi t kế ế robot. Theo đó kết cấu robot gồm các cụm chi tiết máy đián hình có chức năng hoạt động tương đối độc lập, được gọi là các modun. Các modun này có th á được thiết kế, ch t o ế ạchun mơn hóa đạt được những tính năng kỹ thuật cao với giá thành phải chăng. Khi nối ghép các modun theo nhißu phương án khác nhau có thá tạo ra các kết cấu robot khác nhau. Các robot thi t kế ế theo kiáu modun hóa được dùng r ng rãi khi t o dộ ạ ựng các modun sản xuất linh ho t. ạ

Các thi t bế ị truyßn động là bộ phận chủ yếu đá ạ t o ra các modun k t cế ấu tay máy. Vß nguyên t c trong kắ ết c u tay máy có th dùng hấ á ầu h t các thi t bế ế ị trun dẫn động thơng thưßng. Tuy nhiên cũng có những yêu cầu riêng như là gọn nhẹ, linh hoạt d ễ đißu khi n, ácần tri t tiêu khe hệ á khi quay đảo chißu…

<b>1.Thiết kế hệ dẫn động cho một khớp. </b>

Theo nguyên tắc thi t kế ế, chế tạo theo modun: chọn cơ cấu dẫn động c a 3 khâu là b ủ ộtruyßn bánh răng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

<b>Thiết kế hệ dẫn động cho khâu thứ nhất </b>

Trong cơ cấu trên: bánh răng được nối từ động cơ qua bánh bị dẫn truyßn qua bánh dẫn tạo truyßn động cho cả cụm cơ cấu phía trên.

<b>2.Chọn động cơ. </b>

<b> Truyßn động điện được dùng khá nhißu trong kĩ thuật robot,vì có nhißu ưu điám như là </b>

đißu khián đơn giản không phải dùng các bộ biến đổi phụ ,khơng gây bẩn mơi trưßng,các loại động cơ điện hiện đại có th lá ắp tr c ti p trên các khự ế ớp quay…

Tuy nhiên so với truyßn động thủy l c ho c thự ặ ủy khí thì trun động điện có cơng suất thấp và thơng thưßng phải cần dùng thêm h p giộ ảm t c vì các khâu cố ủa robot chuy n áđộng với tốc độ

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

Động cơ AC – Servo có nhißu đặc điám phù hợp với hệ thống trun động điện của robot cơng nghiệp như:

+ Khả năng quá tải vß momen quay cao( Mmax/Mb~4..100).

+Khả năng gia tốc l n, vớ ốn được coi là điám quan tr ng cọ ủa các cơ cấu truyßn động với các kết cấu đi kèm( hộp s ) cố ần phải có quán tính nh . ỏ

+Cơng suất động cơ tối đa lớn.

+Thơng thưßng cần có m t phộ ạm vi đißu khi n tu ến tính k c tá ả ốc độ quay điám đứng yên.

+Mặt khác h thệ ống cần có một độ ßn dẻo nhất định đá có thá truyßn l c ho b ự ặc momen với tần s cố ộng hưáng riêng l n, nhớ ắm ngăn ngừa các kích thích dao động xoắn +Tín hiệu đầu ra của động cơ được nối với một mạch đißu khi n. á

+Giá thành phù h p. ợ+Dễ tìm mua.

<i>*Chọn động cơ cho khâu thứ 3: </i>

Số vịng quay của trục cơng tác: <i>n</i>ý12(rad/s) ¹².60 1152

Chọn t s truyỷ ố ßn sơ bộ: <i>u_sb</i>ý40

Số vòng quay sơ bộ ủa động cơ: c <i>n<small>dc</small></i>ý<i>n u</i>.<i><small>sb</small></i>ý115.40ý 4600(vòng/phút) ớ ất của động cơ khâu 3(theo phần tĩnh học): ý

øù

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

+Momen xo n trung bình:1.3(N.m) ắ+Momen xo n l n nhắ ớ ất: 3.82(N.m) +Số vòng quay nhỏ nhất: 3000(vòng/phút) +Số vòng quay l n nhớ ất: 4500(vịng/phút)

<b>3.Tính tốn tỉ số truyền của hộp giảm tốc. </b>

Tỷ s truyố ßn thực c a hủ ệ:

y +d1

<i><small>cc</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 41</span><div class="page_container" data-page="41">

<i>TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ROBOT </i>

S x +a S +d1

S x +a S +a S +d1

<i><small>cc</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 42</span><div class="page_container" data-page="42">

<b>2. </b>Tính động năng, thế năng của robot

<b>2.1 Động năng, ma trân khối lượng M(q). </b>

Công ảo c a các l c suy r ng không có th ủ ự ộ ế á đây giả tại điám tác động cuối robot chịu 1 l c ự [ , , ]<i><small>T</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 43</span><div class="page_container" data-page="43">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<i>k l j qq</i>

1( , , )

öý

</div><span class="text_page_counter">Trang 44</span><div class="page_container" data-page="44">

+(2m a C S x +2m a C a S -2m

a S a C -2m a S C1

x )dq2dq3+

<small>3</small><i>a C a S</i><small>223</small> 2<i>m a S a C</i><small>3223</small> 2<i>m a S C x</i><small>3223</small> <i>_c</i><small>3</small>)<i>dq</i>3

<small>3223332233233233 3232323 323323232</small>

<small>3233 3233233 1323 13323333233323,</small>

<i><small>nk l</small></i>

<i>m a C S xm a C a Sm C xSm a C SC I SI C Sv</i>

<i>m C x a Sm S x am a S a dqm z C xm z a Cm z Ck lq</i>

<i>xadq dq</i>

2<i>m a C S x<small>c</small></i> 2<i>m a C a S</i> 2<i>m a S a C</i> 2<i>m a S C x<small>c</small></i>)<i>dq</i>2Từ đó : <i>_i</i>ý <i>v_iQ_i</i>

<i> Chương trình viết b ng maple: </i>ằ

<b>> > > > > </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 45</span><div class="page_container" data-page="45">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>> > </b>

<b>> > </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 46</span><div class="page_container" data-page="46">

<b>> > > </b>

<b>> </b>

<b>> </b>

<b>> > > > > > > > </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 47</span><div class="page_container" data-page="47">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>> > > > > </b>

<b>> </b>

<b>> > > > > > </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 48</span><div class="page_container" data-page="48">

<b>> > </b>

<b>> > > > > > > > > > > > > </b>

<b>> > </b>

<b>> </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 49</span><div class="page_container" data-page="49">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

<b>> </b>

<b>Phần 6 :Luật điều khiển </b>

Tất cả các hệ thống đißu khián dưới đây dßu tuân theo luật đißu khián PD . khi thiết kế hệ thống đißu khián ta b ỏ qua động h c cọ ủa cơ cấu chấp hành, quán tính động

khớp Robot đảm bảo khớp Robot ln bám theo vị trí đặt .

<b>1. Hệ thống điều khiển trong không gian khớp. </b>

Tín hiệu đặt đó là quỹ đạo b c 3 cậ ủa các biến kh p ớ

<b>H</b>ệ thống điều khiển phản hồi không bù G(q)

Luật đißu khián:

</div><span class="text_page_counter">Trang 50</span><div class="page_container" data-page="50">

Ta có phương trình động lực học :

<i>diag K</i>(

<i>_p</i><small>1</small>

,<i>K</i>

<i>_p</i><small>2</small>

...<i>K</i>

<i>_pn</i>

)

tiến đến ta coi Robot không chịu tác dụng của ngoại lực vì luật đißu khián bám quỹ đạo F=0 như vậy phương trình động lực học được rút gọn như sau :

Trong đó :

<i>K</i>

<i><small>p</small></i>₌

<i>diag K</i>(

<i>_p</i>₁

,<i>K</i>

<i>_p</i>₂

...<i>K</i>

<i>_pn</i>

)

_{ma trận đưßng chéo các hệ s}ốkhuyếch đại c a tủ ừng kh p riêng biớ ệt .

Với luật đißu khián này đã giả thiết thành phần mômen trọng lực G(p) đã được bù hoàn toàn .

Hệ thống đißu khián với c u trúc b ấ ộ đißu khián như trên, ổn định tuyệt đối tồn cục. Thực vậy chọn hàm Liapunov có dạng như sau :

Hàm <i>V <small>L</small></i> biáu thị tổng năng lượng c a hủ ệ thống robot . Thành ph n chầ ứa <i>Kp</i> tỷ lệ với năng lượng đầu vào , thành phần sau là động năng của robot mà Kp và H là các ma trận có hệ s ố dương . Nên hàm <i>V >0<small>L</small></i> v i q khác qd ớ

</div><span class="text_page_counter">Trang 51</span><div class="page_container" data-page="51">

<i>TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT </i>

Từ phương trình động lực học với giả thiêt khơng có thành ph n momen tr ng lầ ọ ực G(q) , ta nhận được phương trình sau :

T 5.2 và 5.3 cho thừ ấy rằng , mức độ dương của <i>V</i> phụ thu c vào Kp , mộ ức độ

đại . Tuy nhiên , Kp và Kd quá lớn sẽ làm giảm độ ổn định và chất lượng quá trình q độ như độ q đißu ch nh , thỉ ßi gian quá độ tăng .

</div><span class="text_page_counter">Trang 52</span><div class="page_container" data-page="52">

//DrawModel.h - includes functions to render objects and supporting functions

//Author: NGUYEN DINH DINH #ifndef _DRAW_MODEL_H_ #define _DRAW_MODEL_H_

#include "GL/Glut.H" #include "STLModel.h" #include "Materials.h" #include "Lights.h" #include "Trajectory.h" #include "DrawText.h"

#ifndef PI

#define PI 3.1415926535897932384626433832795 #endif /*PI*/

void CreateObjects();

void RenderObjects(double X, double Y, double Z, double angX, double angY, double angZ, double Scale = 1);

//implement code here

//parameters manage graphical objects int de, khau1, khau2, khau3;

</div>