BÀI TẬP GIỮA KỲ ROBOT CÔNG NGHIỆP đề tài KHẢO SÁT ROBOT 6 BẬC TỰ DO 5 KHỚP QUAY VÀ 1 KHỚP TỊNH TIẾN

Với sự ra đời của robot đã thay thế cho con người khi làm việc giúp cho việc thực hiện các công việc đòi hỏi độ chính xác cao mà con người khó có thể làm được.. “Robot Công Nghiệp” là mộ

Trang 2

Tieuluanmoi skkndowloadbychat@gmail.com

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, khoa học kỹ thuật về robot nói chung và về robot công nghiệp nói riêng đang phát

triển rất mạnh mẽ và đặc biệt ở các nước có nền kinh tế phát triển, đã góp phần mang lại hiệu

quả kinh tế cao Việc nghiên cứu chế tạo robot công nghiệp để ứng dụng trong sản xuất là rất cần

thiết Với sự ra đời của robot đã thay thế cho con người khi làm việc giúp cho việc thực hiện các

công việc đòi hỏi độ chính xác cao mà con người khó có thể làm được Việc sử dụng robot công

nghiệp trong các nhà máy sản xuất đã làm tăng năng suất, nâng cao chất lượng của sản phẩm

Nhận thấy vai trò và tầm quan trọng của robot như vây, ở nước ta hiện này, robot đang được đầu

tư nghiên cứu rất nhiều, đặc biệt ở các trường đại học trong đó có Trường Đại học Bách khoa Hà

Nội

“Robot Công Nghiệp” là một học phần bắt buộc trong chương trình Module 3: Robot - Cơ

điện tử, học phần giúp cho sinh viên bước đầu làm quen với việc thiết kế cơ khí của một hệ

thống Robot cơ bản, ứng dụng phần mềm CAD 2D/3D, mô phỏng nguyên lý hoạt động robot,

giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của các học phần và làm quen với nhiệm

vụ của người kỹ sư Có thể nói đây là học phần không thể thiếu được đối với sinh viên chuyên

ngành Cơ điện tử

Được sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của TS Trần Thị Thanh Hải, em đã hoàn thành đề

tài được giao “Khảo sát robot 6 bậc tự do: 5 khớp quay, 1 khớp tịnh tiến” Bởi thời gian và kiến

thức có giới hạn, sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn Do vậy em rất mong được sự

chỉ bảo và sự đóng góp ý kiến của thầy để đề tài được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn

sự hướng dẫn của TS Trần Thị Thanh Hải đã giúp em hoàn thành đề tài này

Hà Nội, tháng 6 năm 2022

Ninh Ngọc Quý

Trang 3

Mục lục

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT 4

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ KHẢO SÁT KHÔNG GIAN LÀM VIỆC 5

CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH KHÔNG GIAN LÀM VIỆC CỦA ROBOT 11

Trang 4

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT

1.1 Nhiệm vụ thiết kế

- Robot 6 bậc tự do: 5 khớp quay và 1 khớp tịnh tiến

- Các kích thước khâu và biến khớp phù hợp yêu cầu của đề bài

1.2 Các thành phần kết cấu của robot

- Thân robot: Là khâu cố định, đặt thẳng đứng giữ robot cố định khi làm việc, gắn với

khâu động 1 qua khớp quay 1 với trục z01 thẳng đứng

- Khâu 1: Khâu dẫn động nằm ngang vuông góc với trục thẳng đứng trong suốt quá trình

làm việc của robot, có khả năng quay xung quanh trục z01 qua khớp quay 1

- Khâu 2: Khâu động có khả năng quay trong mặt phẳng vuông trục thẳng đứng qua khớp

quay 2 nối với khâu 1

- Khâu 3: trục vít me - đai ốc bi (trục vít tịnh tiến, đai ốc quay)

- Khâu 4, 5, 6: Khớp quay cổ tay robot dùng để định hướng điểm thao tác cuối trong không

gian

Trang 5

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ KHẢO SÁT KHÔNG GIAN LÀM VIỆC

2.1 Thiết lập sơ đồ động robot

Trang 6

Ta chọn: d1 = 3; d2 = 2; d4 = 1; d5 = 0; d6 = 0.5

2.2 Giải bài toán động học thuận

Đối với bài toán động học thuận, vị trí, vận tốc, gia tốc các biến khớp xem như đã biết, cần

tìm vị trí, vận tốc, gia tốc của khâu thao tác đối với hệ tọa độ cố định Vị trí của khâu thao tác đối

với hệ tọa độ cố định được xác định bởi các tọa độ thao tác gồm các tọa độ định vị điểm tác động

cuối và hướng của khâu thao tác

Chú ý: Từ nay, để đơn giản các biểu thức, ta quy ước sin = s, cos = c

2.2.1 Các ma trận biến đổi thuần nhất

Trang 9

2.2.2 Thiết lập ma trận trạng thái khâu thao tác theo tọa độ thao tác

Lấy gốc tọa độ thiết lập trên khâu thao tác O3trùng với E Sử dụng góc Cardan xác định

hướng vật rắn Gọi p là vector tọa độ định vị khâu thao tác

R0(α , β , γ )= c (α , β , γ ) c (α , β , γ ) c (α , β , γ ) = sin α sin β cos γ

Trang 10

Tieuluanmoi skkndowloadbychat@gmail.comKhi đó, ma trận biến đổi tọa độ thuần nhất của khâu cuối biểu diễn bởi tọa độ khâu thao tác

là:

0 [R0 r0]

2.2.3 Thiết lập ma trận trạng thái khâu thao tác theo cấu trúc động học

Ma trận biến đổi tọa độ thuần nhất biểu diễn trạng thái khâu thao tác có thể xác định được từ

cấu trúc động học của robot

Ma trận được đưa về dạng như sau;

Trang 11

a13(q)]

a31(q ) a32(q) a33(q)

Trang 12

2.2.4 Giải bài toán động học thuận

a Xác định tọa độ định vị điểm tác động cuối:

Các tọa độ định vị điểm tác động cuối được xác định bằng các so sánh các phần tử ở 2 vế của

Trang 13

b Xác định hướng của khâu thao tác

Hướng của khâu thao tác có thể xác định bằng cách đối chiếu 3 phần tử không cùng hàng

(cột) giữa hai ma trận quay của phương trình (*):

Trang 14

cos

γ

=

a

1 1

(

q

)sin

β

=

a

1 3

(

q

)sin

α

cos

β

=

a

2 3

Trang 15

Tieuluanmoi skkndowloadbychat@gmail.coma) Chương trình 1:Ma_tran_truyen.m

b) Chương trình chính: Vẽ không gian làm việc của robot

Ta nhận thấy tọa độ 3 khâu cuối 4, 5, 6 chỉ xác định hướng của khâu thao tác nên để giảm bớt

tính toán, ta coi tọa độ 3 khâu này không đổi trong quá trình vẽ

Ta đặt giới hạn khớp các khâu như sau:

Trang 16

assume(a1, 'real' );assume(a1>0);

assume(d1, 'real' );assume(d1>0);

A_01 = Ma_tran_truyen(theta1, a1, d1, alpha1)

A_06 = A_01*A_12*A_23*A_34*A_45*A_56

R_06 = A_06(1:3, 1:3);

%% Thay so

%d1 = 3; d2 = 2; d4 = 1; d5 = 0; d6 = 0.5

A_06 = subs(A_06,{theta1 theta2 theta3 theta4 theta5 theta6 d1 d2 d3 d4 d5 d6

a1 a2 a3 a4 a5 a6 alpha1 alpha2 alpha3 alpha4 alpha5 alpha6},{q1 q2 0 q4 q5

q6 3 2 q3 1 0 0.5 0 0 0 0 0 0 pi/2 pi/2 0 pi/2 -pi/2 0})

T_06 = A_06(1:3,4);

Trang 17

q6 3 2 q3 1 0 0.5 0 0 0 0 0 0 pi/2 pi/2 0 pi/2 -pi/2 0})

%% Ve khong gian thao tac

step1 = (max_q1 - min_q1)/90;

Trang 18

Trang 19

3.2 Kết quả đạt được

Hình 3.1 Không gian làm việc trong không gian 3D

Trang 20

Hình 3.2 Mặt phẳng làm việc XY

Trang 21

Hình 3.3 Mặt phẳng làm việc XZ

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	591,83 KB