Thiết kế tay máy 3 ậc tự do

ọử aùn tọỳt nghióỷp Thióỳt kóỳ tay maùy coù 3 bỏỷc
tổỷ do
MUC LUC


MUC LUC.................................................................1
LèI NOẽI ệU............................................................3
Chổồng 1: GIẽI THIU Vệ TAY MAẽY CNG NGHIP4
1.1. S LT QU TRèNH PHT TRIN CA ROBOT CễNG NGHIP (IR :
INDUSTRIAL ROBOT):
1.2. NG DNG ROBOT CễNG NGHIP TRONG SN XUT
1.3.CC KHI NIM V NH NGHA V ROBOT CễNG NGHIP :
1.3.1. nh ngha robot cụng nghip :
1.3.2. Bc t do ca robot (DOF : Degrees Of Freedom) :
1.3.3. H to (Coordinate frames) :
1.3.4. Trng cụng tỏc ca robot (Workspace or Range of motion):
1.4. CU TRC C BN CA ROBOT CễNG NGHIP :
1.4.1. Cỏc thnh phn chớnh ca robot cụng nghip :
1.4.2. Kt cu ca tay mỏy :
1.5. PHN LOI ROBOT CễNG NGHIP :
1.5.1. Phõn loi theo kt cu :
1.5.2. Phõn loi theo h thng truyn ng
1.5.3. Phõn loi theo ng dng :
1.5.4. Phõn loi theo cỏch thc v c trng ca phng phỏp iu khin :
Chổồng 2: PHN TấCH VAè CHOĩN PHặNG AẽN THIT K
.....................................................................................
2.1.TNH LINH HOT CA MT TAY MY CễNG NGHIP:
2.1.1.Phõn tớch mt s khõu , khp cú trong c khớ:
2.1.2.Mt s kt cu tay mỏy in hỡnh:
2.2. LA CHN PHNG N THI CễNG:
2.2.1.Tớnh thc t ca mt ỏn:

2.2.2. ỏn thit k tay mỏy cú 3 bc t do:(RRR)
2.2.3. Mt s tin thc hin ỏn cú hiu qu:
Chổồng 3: THIT LP PHặNG TRầNH ĩNG HOĩC CHO
C CU.......................................................................
3.1.Lí THUYT M U:
3.1.1.Mi quan h gia cỏc khõu khp trong tay mỏy:
Chổồng 4: THIT K PHệN C TấNH TOAẽN SặẽC BệN
CHI TIT MAẽY
4.1.GII THIU V VIC THIT K TAY MY
4.1.1.Cỏch thc truyn ng v phm vi lm vic
4.1.2.Mt s chi tit chớnh:
4.1.3.ng c bc:
4.1.4.Phõn tớch ng hc tay mỏy:
4.2.NGUYấN Lí, C CU TRUYN NG CA TAY MY:
4.2.1.Nguyờn lý hot ng ca tay mỏy:
4.2.2.Cỏc thnh phn ca tay mỏy 3 bc t do:
4.2.3.Khõu th nht:
4.2.4.Khõu th hai:
Nhoùm SVTH : Phan Th Anh Lp:05 CDT2 Trang 1
Vừ Minh Vng
Trang
Âäư ạn täút nghiãûp Thiãút kãú tay mạy cọ 3 báûc
tỉû do
4.2.5. Khâu thứ 3:
4.2.6.Khớp 3+Cơ cấu kẹp
4.2.7.Tính chọn ổ lăn:
:4.2.8. Tính tốn trục:
Chỉång 5: THIÃÚT KÃÚ CẠC MODUL ÂIÃÛN ÂIÃƯU KHIÃØN
5.1.GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN:
5.1.1. Tổng quan về kỹ thuật vi điều khiển:

5.1.2.Chức năng các chân vi điều khiển:
5.1.3.Tổ chức bộ nhớ của bộ vi điều khiển 8051:
5.1.4. Cơng tắc Reset:
5.1.5. Hoạt động của bộ định thời
5.1.6. Hoạt động của ngắt:
5.1.7. Các ngắt của AT89C51:
5.2.THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY:
5.2.1. Mạch nguồn cho cơ hệ:
5.2.2. Mạch vi điều khiển:
5.2.3. Mạch giao tiếp máy tính:
5.2.4 Modul cơng suất:
5.2.5 Mạch cơng tắc hành trình và bàn phím:
Chỉång 6: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN..................................
TI LIÃÛU THAM KHO.................................................
LÅÌI NỌI ÂÁƯU
Thãú k 21 l thãú k ca khoa hc k thût hiãûn âải v
tiãn tiãún, nọ âi sáu vo ton bäü âåìi säúng con ngỉåìi trãn trại
Nhọm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 2
Võ Minh Vượng
Âäư ạn täút nghiãûp Thiãút kãú tay mạy cọ 3 báûc
tỉû do
âáút, giụp con ngỉåìi trong mi lénh vỉûc, nọ thay âäøi cå bàõp
con ngỉåìi tỉì nhỉỵng cäng viãûc âån gin âãún nhỉỵng cäng viãûc
phỉïc tảp, trong âọ cọ ngnh cå âiãûn tỉí .
Sỉû âi lãn ca ngnh cå khê gàõn liãưn våïi sỉû ỉïng dủng
cäng nghãû måïi. Âãø âạp ỉïng nhu cáưu ngy cng cao ca x
häüi v tiãúp cáûn nãưn khoa hc k thût trong tỉång lai, thç
nãưn tng ca ngnh cå âiãûn tỉí m chụng em âỉåüc cạc
tháưy, cä truưn âảt v nghiãn cỉïu l cå såí ban âáưu âãø chụng
em tiãúp thu v trang bë nhỉỵng kiãún thỉïc cao hån nỉỵa, âãø lm

ch nhỉỵng mạy mọc cäng củ hiãûn âải .
Âäư ạn täút nghiãûp m chụng em âỉåüc giao l “Thiãút kãú
tay mạy 3 báûc tỉû do ”
Trong quạ trçnh thiãút kãú âäư ạn våïi sỉû hỉåïng dáùn táûn
tçnh ca tháưy cä giạo v näù lỉûc ca bn thán, âãún nay
nhiãûm vủ ca chụng em â hon thnh, màûc d ráút cäú gàõn
trong quạ trçnh tçm hiãøu, tênh toạn v thiãút kãú nhỉng chàõc
chàõn khäng thãø trạnh khi âỉåüc nhỉỵng sai sọt. Chụng em ráút
mong âỉåüc sỉû chè bo ca cạc tháưy giạo trong bäü män âãø
âäư ạn âỉåüc hon thiãûn hån.
Chụng em xin chán thnh cm ån sỉû quan tám hỉåïng dáùn
táûn tçnh ca tháưy:
Trần Đình Sơn và các thầy, cä giạo trong khoa cå khê trỉåìng
Âải hc Bạch Khoa  Nàơng
Chụng em xin hỉïa sau khi bo vãû thnh cäng âäư ạn täút
nghiãûp ra trỉåìng s tiãúp tủc tçm ti hc hi, kãút håüp giỉỵa
l thuút våïi thỉûc tãú âãø hon thnh täút nhiãûm vủ âỉåüc
giao. Mäüt láưn nỉỵa chụng em xin chán thnh cm ån sỉû âäüng
viãn ca ba mẻ, sỉû giụp âåí ca cạc bản trong låïp â chè by
âãø hon thnh täút âäư ạn ny!!!
 nàơng ngy 27 thạng 5 nàm
2007
Sinh viãn thỉûc hiãûn
Phan Thế Anh
Võ Minh Vượng
Nhọm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 3
Võ Minh Vượng
ọử aùn tọỳt nghióỷp Thióỳt kóỳ tay maùy coù 3 bỏỷc
tổỷ do
Chổồng 1: GIẽI THIU Vệ TAY MAẽY CNG

NGHIP
1.1. S LT QU TRèNH PHT TRIN CA ROBOT CễNG NGHIP
(IR : INDUSTRIAL ROBOT):
!"#$%&
'()$*+(,,-.,/$),!,01)!+2$"3-45647)$*
+(892,,-$")0#:;&)-98<$=
>?:@A$A>?7!B:!"-CDE:8",+F
$GH2-9-I>=&:CHI0>?7
J8+KLM2#9NFONPO-)N'P')9-9
QR-C!&-9S:C$&3$"T!"U>?-9#%V',)!
7U"99>?:WX>?-9#%9)#%
!&(''$"-C$"Y3>9>?:>D:G+@S
:C:@S%-C,<,R7
ZG-W+F2)#%"992[<! $S
+F):?,=-H:!"H:G+@!)),$"-9
#A:G+@,<U\U-)!!9)!!'-!7
H :G+@ 9(+@0\=:;)@-&
))=!8Y]-XY$!%&7U>?
:>D%+^+$S&*-CY>?-CW$"_Q,
:@@`9:>D#$%X)7H:G+@9
90>?a[--CC+b*X)=$"98-*X
"07R298-$"C+b2:>D<$=]-CH,S'
:@&)$()c$">=dE098-$"C+b7H'e:@:G+@C
+b9@:C098-7
Z"+R3-45f52-9#A:G+@,<):?2]-:Y9X
8#)"&-997U):8XS!"
,S<++gH+c0H:G+@$=+R3!)`0
-9#A:G+@,<7
h>=:g9i,B:@-Q-C,<?:@-!(,_)@0>?-9
#%7NC))#%:8X:>D&!")Z),)

0#9ONP2NF7j$"+R?89*NF%!&)/-
>45MM:>D'e:8X)+F%##7
NF2>=+I:8,R)#%O45Lk2
A9J@$"U45LlRQ9G0NFamnoJY\45k4ap\45k6a*q\
45kr777
c3!"-$%0)"9":>Dg2!"+R3
$"_!E7U3-45Lk*)>?J&TsDt)'NF:;&)-u
)&:C-#`-I\92+R3$":(>="+b
$()c$+b?R-7U3-45kf#9NF:>)!&)
:>D:G+@]-9$c2T!")r-))v!#A0
>H!789@g:>D$+<!>D:fM1w7
@2!",SsD+R3&:C!&0H:G
+@$=-Y:C)Y"9"i0%<:G+@
Nhoùm SVTH : Phan Th Anh Lp:05 CDT2 Trang 4
Vừ Minh Vng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
>H)`,<j>+F&CR-2#%!)`$"
)@0)c+#g&2%9X777
)3-,892$%gc3&:C0)+#
)@7):>D)(X-!&R-+:@
-#)>?Q2e$="S!=)! $ST\J%
_:;&)%)$=Gc3:3%2<!>D)"9"
32""9"R-7U?$92)#%:;$()cQ)T)
'g99G,R%:&7
NC$",<!%$G,<!>D):>D,R*-C$">=#%
)@>,
Nước
SX
Năm

1990
Năm
1994
Năm
1998
U

LL744l 657kxL LkMMM
N
F
f76rk k7Lrf 44MMM
J
Y
x7lfx x746x l7LMM
q
67xMM 67fMl fMMM
p

47ffl 4745k 6MMM
O

x4M 4MlL 4xMM
m"
y<
4MMM 46MM
NF!">=:8X-)>>=)@)! 
$SXY&,_'A!&!"UoR7
1.2. ỨNG DỤNG ROBOT CÔNG NGHIỆP TRONG SẢN XUẤT
+-=):?)#%:>D'A)G! $S'>=
:C9,Y>?7U?$9'g99G,R:>DsY!&23,$"

%QR,R3!X)z)%7
NAXY'A)#%]-8g3,'g9
9G#%2R-"2g!>D$"+R3&)0,R
{-:[?R%:G+%!:C7J&:>D-AX)X!"? $"
+R3!=0)>!"-$%+#-%-^2)'|'"9@
G-C"&2(:>D&$"-#)>?!"-$%:C&2%
:C2R-9:>DR)>?$":>DR,Xg-777:>D'e
9>?))>?D)XWS%#$%9+#
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 5
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
WT>:H:%2'|g9-%-z28-!u7
)"H+c2):>D,_'AG)#%:i2#%
"2I+-!&2,H20+-!&2!I$9@#2!I),R{-777
U"99:;%G'g99G,RS:C[--9U$=
#%2'g99G::&-YS:C2-Y:C!&777
*:g9-9$"):>D:G+@]e-C%<>H)`7
U"g>*2"-92+F)j:>D,_'A)$%
+G-!A:($":&'>H2)9T2,_'A)Q<}2)
A$j)A2)#%9X_2)! $S;C777
z)"!"+R3!"-$%0))-C,<:G+%$>DH+R3
0>?a':!">H%%:@S:C2g3,!
:C2R-b>?#$%WT$":C&7U>D:@-!=
0)!">!&>>?2)'g99GS:C2-C
)(^@!"-&:C0R'g99G2X)$u!#&
:C'>=,S-,0>?7
1.3.CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP :
1.3.1. Định nghĩa robot công nghiệp :
J( X{OPU~p

#%!"-CH9@:CS:C@!)`2!W!&
>H)`2sD>H)`:W))X)A&:Ca+R3:($(2
:(>=2'9@:<>D$2'A2!I777"
)`9:s:;>H)`]-S%%-$A#%+7
J( VO,tO-)
!"-C9-9$&3@!W!&>H)`:>D+:@'
9@$!%22'AAW(9X'e#Q>H
)`9@:C@9:s:@""%-$A+7
J( w~6xLlL\lxU
#%!"-C-9S:C2:>D:W<:(W':C:>D2!X
+-C9-9$"-C%<:G+@>H)`2@!)`!&:@
""Y3$:C$":G+@)Q)`,R7
@#%!"-C-9S:C!&98
W"C&:CHI$"&:C)c%0>?)G+R
3c+7
#%+R3>H)`!&)XG)A9@
:C2@(,<S'0i7#%:>D)("
9-9WH"2RQ9%-$A:()Q
)`#%W)S-S%9X#,H2"202
)+-!&$"+#:i2!I)-9777WA$AQ)`#%
!I#2'A2:[777$=8-I-2$9@$")
:s:<>D$=)&-#%2)-C%<-9S:C!&2
:>DT!"m%<S:C!&)•cY$"
:HR+%-$A,R9:s7
1.3.2. Bậc tự do của robot (DOF : Degrees Of Freedom) :
oS'!",<+R39@:C0-CH9@:CQ9W
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 6
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do

(7J@'(9@:>D-C$@)+#2H"0)
R:&:>D-C,<S'7UH%0)!"-CH*2':S
'0@c#Y
∑
=
−=
x
4
L
i
i
ipnw
€:g9\<+g:Ca


\<+=!&•42627772x<S'(&7
J<$=H+g:>D<$=]+=Q9W(
+=:C!&x`,<S']$=,<+g:C7J<$=H*2,<
S']s,<S'0+=:C7
J@:($($":(>=+g"<-CdE)+#r
G)8LS'2):rS':@:($($"rS':@:(
>=7NC,<#$%:HRg&2,I777@9X8,<S'cH7
)"2,H777>?9X8LS'7)-C,<)>?D8,S+•
!•2!&W+8R<>QF:&2777>?'e)$=,<S'
!=HL7
1.3.3. Hệ toạ độ (Coordinate frames) :
N‚)>?[-G+g!+,!X+$=Q+=
ƒ,2&"-Cc:CT-C+gHR,:Y9X7m%
&:CI$=+gHRT!"%&:CHR9%&:C{7%&:C
)+I$=+g:CT!"%&:C,9)C7)?:@-

&:C2&:C,9)C:(`0)]9@'('"W
9@'(0+=(W+=Q97&:C,9)C}
:>DT!"+=7`474
%&:CI)X+g0)RgQI"9Rhe
9R2I-9i$"i$"!}"92„r2)^$"
r>H$#2T!">H$"G0)A2`)^
…>H2G0)A$",B@(>H2G0)A9`4767
))>?'e~$"…,<:@…%&:CI)X+gY
7U>$9%&:CHRm%&:CI$=+g<:(,B:>D+E%!"~
M
a%
&:CI)X+g)>HY,B!"~
4
2~
6
27772~\42m%&:CI)X
+g"<+E%!"~7
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 7
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
1.3.4. Trường công tác của robot (Workspace or Range of motion):
)>?#9$e!"-$%2+##0)!""C
@c:>DQ•*+g"<+)S%R9@:C
@7)>?#()"C*#,<`T0)j>)"
CHT0+=a$c'A2-C+=Q99@:C^H-CrLM
M
7
U>?>?'e`:@-#R)>?#0-C)`47r7
1.4. CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP :

1.4.1. Các thành phần chính của robot công nghiệp :
NC)#%>?[-"8c>9
)2[:C!S2'AAI!X+g"<2R-2C:G
+@2('&9T2-9c7778-G-!)`jX:>D!"-C
"80%<)7
9)9-9!"+H+c[-+g!X+$=]
+=:C:@@&X9@:CHR0)7
U[:C!S!":CH:%-CGW:CH>=2%<
9!+c•2K!S:@&:C!S9-9&:C7
hAA:>DI)X+g<0)2'AA0)@
G+@+>'&"9:@I-I:<>DW#A!"-$%
>-^"2:-"2:8,H777
('&9\\p''e:@'&9)8
9X80Q)`!"-$%2,:)S!W!&:C:;:>D'&9:@
!"-$%>H!)`+@'&9T7
8-G-:@!)`$">H)`:G+@):>D":W)X
-9c2'e:G+@)#QC:G+@)!!)7oC:G+@}
:>DT!"N::G+@9/2h)$)2>?:>D+<$=-9c7
NC-::G+@@}sZ"\V†~):@!"-$%$=G
(+>R-i))&0Rg2:(
$()c0:<>D!"-$%W'}`-+a:G+@3RWH
#&:C<D$=)777
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 8
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
1.4.2. Kết cấu của tay máy :
U>:;)X29-9!""8Q)T2Q9:(+R3!"-
$%0)7+0G9-9:>D^&$"Y30
9>?a9X"9929-9:>D+):'&2G9)

`')+9>?7)+$",_'A9-92i8
Qg-:#,<`\:CT2!"#,<!XQ:+R3!"-
$%0)>8-$=9)>?#2,<S'@%,S+•!•!
&0)2:CY$2R)T$g2!S+b777
+g0)>?S%9@:CHR
‡ 9@:C(>=292)+#h,)'2#
>?&X`+<29@:C89>?+E%!"),!
Wpp),-7
1.5. PHÂN LOẠI ROBOT CÔNG NGHIỆP :
#%)i:'&2@:>Dg!&,
1.5.1. Phân loại theo kết cấu :
+09-9>?g")+@&:CJG21@&
:C)A2+@&:C82+@&:C2)+@OO>:;)`"9*)X7
1.5.2. Phân loại theo hệ thống truyền động :
'&)9G:Cs!"
m%)9G:C:%>?'e:CH:%4Ghh)
))W:CH>=,-)7n&)9G:C89'|:G+@2+
T7
m%)9G:CK!S@:&:>D#,2:Y:G+%
!"-$%W79X%<K!S>?+[+G2[&:C
9!=+_!E+:G+@7
m%)9G:C+c•+TbH'+#8'u>D>
!&RI!G$=)g-&)+c•7m%89!"-$%$=#,)`$"
^2+•-c2>?…cD$=)&:C>H)`:(
,ˆ$=:HR!X\:W<p+'p!)ppp
p7
1.5.3. Phân loại theo ứng dụng :
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 9
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc

tæû do
hS$"Y'A0)),R,H2)"2)!I
)2)9@#7$7$777
1.5.4. Phân loại theo cách thức và đặc trưng của phương pháp điều khiển :
):G+@*-&:G+@+#Q%R[2
:G+@+c9:G+@,)$,_'AR-2-&R[:@3:Cc
$"-Y:C!&+:G+@7
U")}@g!&+dQ:@-$"-A:c
XY7
Chương 2: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1.TÍNH LINH HOẠT CỦA MỘT TAY MÁY CÔNG NGHIỆP:
2.1.1.Phân tích một số khâu , khớp có trong cơ khí:
N<:(-C$@)+#8R:>D>H>=2$(
)cT:C0$@-"87
ZG-W!E9`-C+g)+#LS':!"9@:C
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 10
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
($"Q9!8!>DQ)A2920%T:Ch,)'7
)S`>?9+=00…-C,<S'
:(2$c'A>…9@:CQ99(-"#7
Z=+=(`,<S'(&!"x71=Q9,<S'(&
0!"x:W)>0!&+="9>?9*S!"!&+=R!G71=
8,<S'(&!"r2!&+="9>H:<!&7
-W!E9>$9)Q)`$@`9-9#Q
+='9@:@+g"<@c$@:@S
%-C$A":7
2.1.2.Một số kết cấu tay máy điển hình:
+@&:CJG!"9-9r9@:CHR(

>H0)A%&:C<`777)>?#'&+<
7h+:HR2!&9-989:CY$2:CcH+c'|
:R-R$`$9?'e:@$9@#!%2!I)2")-Wˆ777
m`674&:CT:ChG7
+@&:C)AZe!"-$%0)'&`)A)‚7>?
+=Y9@:CQ97Zc'A)rS'2`77>`$B
6767G)+@&:C)A>)Z),)0;ONPm
1d7
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 11
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
m`676&:C%T:C)A7
+@&:C8Ze!"-$%0)'&`87>?:CY
$0!&)89H,$=!&)X7Zc'A)rS'2`
77W77!"-$%+@&:C8`67r7
m`67r&:C%&:C87
+@&:Cm%&:C^,Jg9!"+@):>D'e
GHR7o9@:C:8X!"9@:CQ92)AQ9Y
$#$=)A+79@:C:(>=+j!"9@:C
Q97Ze!"-$%09-9898<-C8+<87R+g:G
]-)-Wˆˆ:YXcHR!""ˆ2>:@-s
0!&)&:C%&:C!"Tb2Y!"$e!"-$%
>H:<!=,$=+c*0Rg)2:C!&7
m`67f&:C%T:C7
)&:C%&:C>p/NO0;/-\
U+m1d\p8n2V)\L2V)\LM‰J@2,2N,,2N+U
oR7$7$7
m`67f!"-C$c'A0)&:C%T:C^,`
77

+@OOOO):?$"3-45k5&)>?:&T
Š-,UoR!"-C+@)-=]-:Y,S:'&0Q)`
,R7XTOO!"$I0‹!$-!O)!'O)-‹
9-9-G-'BdE7n&)89>?'e)#$%!I)XOO
:#+:>DRc!"$I0‹!$-!O,,-!9O)-‹7o
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 12
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
+=:8X0+@89`772)A+=:G>H
ˆ:Y7H:[0)OO>`67x7
m`67x+@OO
2.2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG:
2.2.1.Tính thực tế của một đề án:
NC'S:>D-!""#:>D-C,<c,
\USAC$"9X80:?,<,R2'u:9X8
XY&):@:&:>D-A:c0S|C,<7
\#QQ)`XY)[+`-C:GQ)T!"
"QR$&):0:G+%:@,R2&+#7
\R{-&)RR-;9X8!""^2!>D:R-
R26:Wc"9-=`$"`9H(!E2>,9:•!&`:G"9
:W)"+-C,9…-=2:!"+;3c$"_!E9X
8,+R"+$"&+#}%2-":G
"9"9")*"%S]Y'A#%#$"Q)`
+-#^2!"-)iIQ)`&2,R2!"-3c&)0
,R{-#9-`!"-))X()>?7
\R{--`!"-):>DG>?'e:2+c&"9!&R
AC$"Q)`-+0-+')#9:7
\U``:!"-CQ)`!g'":>D&XG+g2$"-‚
+g!"-C-Ic+#@:>D7

2.2.2.Đề án thiết kế tay máy có 3 bậc tự do:(RRR)
w=%:G9-9i-&C$"'&)&:C)A7
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 13
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
m`67LH:[:C9-9
1gY!"+=Q92+=Y6Q92+=YrQ97
cY'AZ=9-9+@"9`&-$&:C>H:<!=@
'e)$%!9,R{-9#-9#S:C7
h?S%:[&2C$=+%-S>G2i
-:;g<?:@@"":G:i?&
:8X`-"!%2XY-=$"+D`:;:>DT*
)>?7
Y6+-&:G+@7
Yr+8H+c2#S7
YfJG+@$"$9-7

2.2.3. Một số tiền đề để thực hiện đề án có hiệu quả:
Z=!D!"-C,$X"Cơ Điện Tử2i-:;:>D89#
-C,<!>D+Y:($GH+c2:%2:%_2#%#7
yx3-T*)>?i-j:;:>Di$=S+G2#
Q:[m%<HJ%_2:[ZJG1@2:[+F-&2:[
+-9#A7i-:>D)„!9%$=+F3!"-$%X-i2+
D+"S:;)>=)[:R:@0T
"0-`7
Œ'A0#%#$"Q)`S%:G$=?:&
"99`):;)*Xs`#)*X!"-C-#T+#@
!":<$=-C,$X9X"+F7NTY:G:>D
)X-&"82:}^>?,$XX--C,<+F3$G&:@

-C'|'"$":>D%QR7
NC,<#A8-G-:>Di-,_'A)$%+$"S:@

\p)v!'t)r7M:g9!"-C$),-&-•)$%+H+crh2
i:>D#,<8$%&7
\O'6MML#A$B6h'|'"7
\+-&$=~Oh4x7k#A+-&-&-B2>H:<'|,_
'A7
\Z"-C,<8-G-+,B:>D:G+FH*>H<e:@i
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 14
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
#$%S%:G:SH'|'"H7


Chương 3:THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CHO CƠ
HỆ.
3.1.LÝ THUYẾT MỞ ĐẦU:
3.1.1.Mối quan hệ giữa các khâu khớp trong tay máy:
o+d-C)"j@!"-CD+g!+,I!G$=
+=ƒ,7;9:W)X-‚+g0)-C%&:C7_'A•
:s8@-#R$()c>H:<$">=%&:C897
h$7Ž7:;T:s8-#RQ%-C+g$"-C+g+!"
-C-)O7U:HRH2-C-)O!"-C-#R:s8*
•Q9$"•(>H:<%&:C0+g!G7O4-#R$(
)c$">=0+g:8XaO6-#R$()c$">=0+gY,$=+gY
7U>$9$()c$">=0+gY,$=%&:C<:>D@'|*
-)7
6•O47O6

j>$92Or-#R+gY,$=+gY$"
r•O47O67Or
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 15
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
jh$2c0-)O:>DT!"-)2>?
…,<)X$"'>=7…,<)X…%&:C-=2^Q…,<)X…,<
:]M7…,<'>=>?'e:@…+g"<7U-C)L+g

L•O47O67Or7Of7Ox7OL
L-#R-<Q%$G>=$"$()c0+g"<:<$=%&
:C<7NC)L+g@LS'$"@:>D:($()c$":(>=
))>?$:C0)t-7oS':($()c8E$"
S'+:(>=--<7L,B!"-))`"9R>=$"$(
)c0)7m`r74-#RQ%:$="9-97:W<&:C0%-#R
&:@-097w<&:C89:>D-#R*$H:($()c0
"97o$H:H$(-#R>=0"9:>D:(>,
ZZH>=-":"9,B::<>D7
ZZH>=-":90"9I-$"+8-
I-:<>D7
ZZH9)-!7
aon
×=
9@$(
L
,B8_














=
4MMM
M
M
M
L
zzzz
yyyy
xxxx
pan
pan
pan
T
N)
L
@@%TH>,

L
N):(
>=

N)$(
)c
MMM 4
N)+c>=rr2!"-))S@'|>=0"+b
+g"<:<$=%&:CHR7Z%:(>=0+g"
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 16
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
<}@S%•Q9•!)9•Q9!!2p2Šv7
ZH:@-
p
+c>=r42@'|-<Q%T:C$()c00<
%T:CI)X+g"<:<$=%&:CHR7
3.1.2.Các phép biến đổi thuần nhất:
1-•2XY-<Q%)$"$@+#8
Qg-:$()cp,9%:<0:@-2:>?2-W0$@,$=:@-
:C <•' tt) 0) -" }8 Qg- : $ :G:( >=
~)0+g"<+$:CW:($(&-C$()c7J@-#R
Q%$G$()c$">=)$"$@R'e:•:s8
7
r7476747p•:s(
wR,_8(-C:@-W-C$@$'u
kcjbiah
++=
7)>=
:( -C-)9@:sm7
m•),22•













4MMM
4MM
M4M
MM4
c
b
a
wT!"$@'|:@-8(
[ ]
T
wzyxu
=
`$!"$@'|:@-:;:s:>D:(*
$•m7•













4MMM
4MM
M4M
MM4
c
b
a
7












w
z
y
x

•












+
+
+
w
cwz
bwy
awx
•













+
+
+
4
†
†
†
cwz
bwy
awx
U>$9R0•:s(!"•C$$@'|
89@:s$"$'u7
r7476767p•Q9Q)AT:C
wR,_8Q9-C:@-9-C$@Q-C)A&:C":-C
θ
-)9@:s>,7
2
M
θ
•













−
4MMM
M,,M
M,,M
MMM4
θθ
θθ
92
M
θ
•












−
4MMM

M,M,
MM4M
M,M,
θθ
θθ
2
M
θ
•












−
4MMM
M4MM
MM,,
MM,,
θθ
θθ

3.2.BIẾN ĐỔI TỌA ĐỘ:

Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 17
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
3.2.1.Phép quay Euler:
)XS$%:(>=!"+QR0•Q9Q)A2927p•
Q9•!)-#R+;3:(>=]7
y9-C
θ
Q)A7
y9-C
θ
Q)A9-=2:!"9.7
<e!"Q9-C
ψ
Q-C)A-=!"..7

m`r767p•Q9•!)7
@@'|•Q9•!)]gr-)$=7
•!)
2
φ
ψθ
2
•2
φ
92
θ
2
ψ

7
•!)
2
φ
ψθ
2
•2
φ
7












−
4MMM
M,M,
MM4M
M,M,
θθ
θθ
7













−
4MMM
M4MM
MM,,
MM,,
ψψ
ψψ
•













−
4MMM
M4MM
MM,,
MM,,
φφ
φφ
7












−
−
4MMM
M,,,,,
MM,,
M,,,,,
θψθψθ
ψφ
θψθψθ

•












−
+−+
−−−
4MMM
M,,,,,
M,,,,,,,,,,,,
M,,,,,,,,,,,,
θψθψθ
θφψφψθφψφψθφ
θφψφψθφψφψθφ
3.2.2.Phép quay Roll-Pitch-Yaw :
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 18
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
m` r7r7p•Q9!!\p\
Šv7

>*>DI%&:C9!X"7hTg"!")A7
!!!"9@:C!I0g"2>H:>H$=$%Q9Qg"-C
φ
2Q9Q)A7p!",S[G2>H:>H$=$%Q9-C
θ
Q)A97 Z"Šv!",S!%>=2>H:>H$=•Q9-C
ψ
Q)A7m`r7r77
pŠ
22
ψθφ
•2
φ
92
θ
2
ψ
7
U !"Q94
ψ
Q)A!"Q94
θ
Q)A92Q9
-C
φ
Q)A7
m`r7f@(Q9)X7

m`r7f7Q90"97
pŠ

22
ψθφ
•2
φ
7












−
4MMM
M,M,
MM4M
M,M,
θθ
θθ
7













−
4MMM
M,,M
M,,M
MMM4
ψψ
ψψ
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 19
Võ Minh Vượng
z
a
X
a
Y
a
A
X
b
X
c
Y
b
Y

c
z
b
z
c
B
C
P
c
Pa
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
•












−
4MMM
M4MM
MM,,
MM,,

φφ
φφ
7












−
−
4MMM
M,,,,,
M,,M
M,,,,,
ψθψθθ
ψψ
ψθψθθ
•













−
−+
+−
4MMM
M,,,,,
M,,,,,,,,,,,,
M,,,,,,,,,,,,
ψθψθθ
ψφψθφψφψθφθφ
ψφψθφψφψθφθφ
3.2.3.Quan hệ giữa các hệ tọa độ biến đổi:
wR,_r%T:CO2o27):%T:CoQ%$=%OQ•
:s
O

o
7Q%$=T:Co#Q•:s
o


7:@-p)
%+E%p
m`r7x7

i:s

"
o
>,

o
•
o


7


i:s
o
"
O
>,

O
•
O

o
7
o

Z9 
O

•
O

o
7
o


7

7
y)X9@-#R-<Q%%T:CI)X:@-:C<
0%&:CHR#Q-<Q%0T:C)I)X+g
0I-)7
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 20
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
m`r7L7m%T:CHR$"%T:C)07
3.3.CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA TAY MÁY:
3.3.1.Bộ thông số Denavit-Hartenberg (DH):
NC)G+g"+g<#Q+=
:C7w<{o,0-C)!"+g,<M$"+#c$",<+g71g
4<$=+g{*+=4$"+#+=*:8-i0+g<e7o+d
+g"j:>D:W)>*+c>=
JC'"9

7
w)A)-Wˆ$#$=



α

7

m`r7k7G'"$"I0-C+g7
m`r7l7oC#,<h$\m))7 
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 21
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
N‚)A,B9$=2-‚9'e-‚+g)>=
$",-C+=7Z()c>H:<0+g!X+>:>D:(*'

!"
+R9:'T)A+=$"
θ

!"
9:)-Wˆ$#$=)A7
'$"
θ
>?:>DT!"+R$"+g7
J@-#R-<Q%+gI$"-‚+g-C%&:C7U9X
I:@I%T:C!X+g>,
w<0%&:CI!X+gY:W&:@-09

$=)A
+=Y•47)>?D)A+=I2<&:C,B:W&c:@-I:7
U)A+=,,$=2<&:C:>DT)X)A+=0+g+

2&:@-cD7
)A0%&:CI!X+gY'W'T)A+=Y•47
3.3.2. Đặc trưng của các ma trận A:
)XH,*%&:C:;:(R+g!X+0)2
@!-<Q%%&:C<\42*•Q9$"
(,:g9
y9Q

\4-C
θ
7
('T

\4-C+R'

7
('T

\4•

-C:&

7
y9Q

-CI
α

7
o<•:s889@%Q%0%&:CC+gY

,$=%&:CC+gY\4$"c0i:>DT!"-)O
O•2
θ
),M2M2'),2M2M2
α
7
O

•












−
4MMM
M4MM
MM,,
MM,,
θθ
θθ
7













4MMM
4MM
MM4M
MM4
d
a
7













−
4MMM
M,,M
M,,M
MMM4
αα
αα
O

•












−
−
4MMM
,,M
,,,,,,
,,,,,,
d
a

a
αα
θαθαθθ
θαθαθθ
J<$=-C+g:-C+=Q9`'2$"!"],<7U>$9-)O
0+=Q9!"-C"-,<0+=
θ
7
J<$=-C+g:-C+=(`
θ
2!"],<7N)O0+=
(!"-C"-,<0,<'7
3.4. PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA TAY MÁY (RRR):
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 22
Võ Minh Vượng
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
m`r757m`'`T9-97
3.4.1. Gắn hệ tọa độ lên cơ cấu.
_'AQI:;:>D)`"9*)X2"I%T:C7
m`r757o@'|%T:C,+I+7
3.4.2. Lập bảng thông số DH:
1g
θ
α
 h
4
θ
4
5M

M
M '
4
6
θ
6
M a
6
0
r
θ
r
M a
r
0
3.4.3.Tính các ma trận đặc trưng A:
 O

•













−
−
4MMM
,,M
,,,,,,
,7,,,,,
a
a
a
αα
θαθαθθ
θαθαθθ
O
4
•
4
7
Z=Q>=
4
•,
θ
4
7
4
•
θ
4
7
6

•,
θ
6
7
6
•
θ
6


r
•,
θ
r

r
•
θ
r

O
6
•













−
4MMM
4MM
6766
67M66
6
6
6
a
SaoCS
CaSC
7O
r
•













−
4MMM
4MM
r7M4r
r7Mrr
r
r
r
a
SaCS
CaSC
7
3.4.4. Lập các ma trận T:
6

r
•
6
O
r
•O
r
7
4

r
•O
6
O

r
7
4

r
•












−
4MMM
4MM
6766
67M66
6
6
6
a
SaoCS
CaSC
77













−
4MMM
4MM
r7M4r
r7Mrr
r
r
r
a
SaCS
CaSC
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 23
Võ Minh Vượng













−
4MMM
4MM
6766
67M66
6
6
6
a
SaoCS
CaSC













+
++++
+−−−−
4MMM
4MM
777M7777
77777M7777
r6
66rr6r66r6r6r6r6
6rr6r66r6r6r6r6
aa
sasaccasscsssccs
casascaccsscsscc
Âäö aïn täút nghiãûp Thiãút kãú tay maïy coï 3 báûc
tæû do
4

r
•













+
++++
+−−−−
4MMM
4MM
777M7777
77777M7777
r6
66rr6r66r6r6r6r6
6rr6r66r6r6r6r6
aa
sasaccasscsssccs
casascaccsscsscc
7

r
•

r
•7
3.4.5. Phương trình động học ngược của RRR :
Nhoïm SVTH : Phan Thế Anh Lớp:05 CDT2 Trang 24
Võ Minh Vượng
( ) ( ) ( ) ( )
( )
( ) ( ) ( ) ( )



















+
+++
++−
++−++−
+++
−+−
+−−+−−
4MMM
64MM


M77
66
6r6
M77

6r
66r6rr6rr66
66rr6r666
r6r66r6r66r6r66r6r66
66rr6rr66
6rr666
r6r666r6r66r6r66r6r66
aa
sasasaccasc
casascacs
SCCSCSSCCCSCCSCSSCCS
casasaccasS
CaSaSCaCC
SCCSSCSSCCSSCCSSSSCCC
( ) ( ) ( ) ( )
( )
( ) ( ) ( ) ( )



















+
+++
++−
++−++−
+++
−+−
+−−+−−
4MMM
64MM


M77
66
6r6
M77
6r
66r6rr6rr66
66rr6r666
r6r66r6r66r6r66r6r66
66rr6rr66
6rr666
r6r666r6r66r6r66r6r66
aa
sasasaccasc
casascacs

SCCSCSSCCCSCCSCSSCCS
casasaccasS
CaSaSCaCC
SCCSSCSSCCSSCCSSSSCCC
ọử aùn tọỳt nghióỷp Thióỳt kóỳ tay maùy coù 3 bỏỷc
tổỷ do
+c
_'A:s!!2p2v:@:(

2

2

7

r
2

792

72

7

\4
2

7
r
92

72

7
ZR














4MMM
M
MM
M



CosSinSinCosSin
CosSin
SinSinCosCosCos

+c
Chng 4: THIT K PHN C KH V TNH TON SC
BN CHI TIT MY.
4.1.GII THIU V VIC THIT K TAY MY:
4.1.1.Cỏch thc truyn ng v phm vi lm vic:
9-9+'&&:C)A)[-r+=2+=Q92+=Q92+=
Q92>?:>DY'A)'g99G,RS:C2"-92W
>*H+c7U@!"-%-$A<-9#S:C2
,R{-W!9,R{-3R
9-9:>D)9G:C]C)9G)32C)9G:)3$=,S+
D0:CHYH!"-+9-9:>D$I2&:C9$"'|
:&:$()c0$@:>D:C7
JCH:>DT:@'u:C!":CH>=#,x242[
r7xZhp,7<:CH,_'A!"r:CH>=$"4:CHh[
!"46Z7
4.1.2.Mt s chi tit chớnh:
J2-2:*7
)AQ9)A:*7
$}:%-2!}2<$c
:CH2:CHh2#I2R-7
4.1.3.ng c bc:
f747r747w=%
JCH>=@:>D-#R>!"-C:CH:%+#'eC9@
-&7A@2-):CH!",)2$"))!"-g-$ _W)
)>?D0:CH)*2!"+<)3!"-]$!%b
Nhoùm SVTH : Phan Th Anh Lp:05 CDT2 Trang 25
Vừ Minh Vng