ĐỒ án môn học đề tài THIẾT kế và điều KHIỂN ROBOT BA bậc tự DO

ộng lực học bao gồm : ận direct dynamics khảo sát tính toán các đại lượng đ nh .ịnh.. ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r ận direct dynamics khảo sát tính toán các đại lượng ỉ hướng r ướ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN ROBOT BA BẬC TỰ DO

Hà Nội, 06/2017

LỜI MỞ ĐẦU

Robot công nghiệp là lĩnh vực được nghiên cứu và phát triển mạnh trên thếgiới nhưng ở nước ta, lĩnh vực này còn mới mẻ Ngày nay trong quá trình sản xuấthiện đại, hầu hết các quy trình được thực hiện bằng máy chuyên dùng Cácphương pháp này đã làm giảm rõ rệt chi phí sản xuất các sản phẩm công nghiệpphù hợp với đa số người tiêu dùng

Tuy nhiên, mỗi máy công cụ được thiết kế để thực hiện nguyên công chotrước, mỗi khi cần thay đổi kiểu mẫu sản phẩm, thì toàn bộ dây chuyền sản xuấtphải được cải tạo lại Việc sửa đổi rất tốn kém Chính những lý do đó đã thúc đẩy

sự phát triển của phươnng pháp sản xuất tiên tiến, đó là chế tạo ra các loại robotđược đưa vào quy trình chế tạo để thực hiện nhiều nguyên công như: chuyển tảivật tư và các thiết bị trong các dây truyền hiện đại, hàn điểm, sơn phun và lắp ráptrong công nghiệp ô tô Đây là kiểu tự động hóa linh hoạt và mang lại hiệu quảkinh tế cao, rất cần thiết trong hoàn cảnh đất nước ta hiện nay đang tiến tới côngnghiệp hóa hiện đại hóa toàn diện

Robot công nghiệp được ứng dụng rộng rãi trong các dây truyền sản xuấthiện đại và có sự linh hoạt cao Vì vậy việc nghiên cứu và chế tạo robot là rất cầnthiết và vô cùng quan trọng

Chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tâm huyết của thầyTS.Nguyễn Kiên Trung– Bộ môn Công nghệ chế tạo máy - Viện cơ khí – Đại họcBách khoa Hà Nội đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian hoànthành đồ án này

Do kiến thức còn hạn hẹp và thời gian thực hiện không nhiều nên trong quátrình thực hiện sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Đề tài rất mong được sự góp

ý của quý thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn!

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 2

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1:PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CẤU TRÚC ĐỀ TÀI 5

I Tổng quan về đề tài 5

1) Khái niệm và nguyên lý hoạt động của Robot 5

2) Đối tượng thao tác, dạng thao tác 6

II Phân tích các thông số kỹ thuật Robot 6

1) Các thành phần kết cấu của Robot 6

2) Thông số kỹ thuật 7

3) Phân tích nguyên lý hoạt động 8

CHƯƠNG 2: Tính toán quỹ đạo chuyển động 10

1) Bảng D-H 10

2) Thiết lập các phương trình động học Robot 11

3) Bài toán động học thuận 13

4) Bài toán động học ngược 18

CHƯƠNG 3: Bài toán tĩnh học 21

1) Tính toán lý thuyết 21

2) Thay số liệu thực tế 26

CHƯƠNG 4: Bài toán động lực học 28

1) Cơ sở lý thuyết 28

2) Thiết lập phương trình động học 30

CHƯƠNG 5: Kiểm nghiệm bền 39

CHƯƠNG 6: Thiết kế quỹ đạo chuyển động của Robot 41

1) Khái niệm, yêu cầu và nhiệm vụ thiết kế quỹ đạo 41

2) Không gian làm việc của Robot 41

3) Thiết kế quỹ đạo trong không gian khớp 41

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 3

CHƯƠNG 7: Xây dựng mô hình toán và điều khiển động cơ 48

I Giới thiệu chung 48

1) Động cơ Bước là gì ? 48

2) Hoạt động 48

3) Ứng dụng 48

II Điều khiển động cơ bước 49

1)Giới thiệu phương pháp điều khiển tần số , băm xung cho động cơ step 49

2) Nguyên lý 50

3) Thiết kế bộ điều khiển PID và mô phỏng trên MATLAB 52

CHƯƠNG 8: Thiết kế hệ thống điều khiển bám quỹ đạo Robot 61

1) Cơ sở lý thuyết 61

2) Mô phỏng bằng phần mềm Matlab-simulink 64

PHỤ LỤC 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 4

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

c u đ tài ấu đề tài ề tài

I Tổng quan về đề tài

Thuật ngữ “Robot” đã được sử dụng lần đầu tiên bởi Karel Capek trong vởkịch của ông Rosum’s Universal Robots được xuất bản vào năm 1921 Co lẽ đó làmột gợi ý ban đầu cho các nhà sáng chế kỹ thuật về việc sáng chế nhưng cơ cấu,máy móc bắt chước các hoạt động của con người

Về mặt kỹ thuật, những robot công nghiệp ngày nay có nguồn gốc từ hailĩnh vực kỹ thuật ra đời sớm hơn đó là các cơ cấu điều khiển từ xa (Teleoperator)

và các máy công cụ điều khiển số (NC-Numerially Controoled Machine Toll)

 Robot là thiết bị linh hoạt phục vụ con người

– Có hình dạng (cơ cấu) gần giống tay người

– Có khả năng thao tác tự động

– Có khả năng bắt chước thao tác con người

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 5

 Các bộ phận chính của cánh tay robot

– Cơ cấu chấp hành

– Hệ thống dẫn động

– Hệ thống điều khiển theo chương trình có khả năng lập trình linh hoạt

– Hệ thống thông tin giám sát

• Tay máy hoạt động được nhờ các động cơ thông qua các bộ truyền như: hộp giảm tốc bánh răng, bánh răng - thanh răng, trục vít, khí nén, …

• Kết cấu tay robot vững chắc, hoạt động tin cậy, dễ dàng đạt đến vị trí của vật thể được tác động

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

Các khâu chính

Tay robot có 3 bậc tự do, thiết kế cơ khí dạng 3 khớp xoay

 Thân robot: Là khâu cố định,đặt thẳng đứng giữ robot cố định khi làm việc,gắn với khâu động 1 qua khớp xoay 1 với trục z01 thẳng đứng

 Khâu 1: khâu dẫn động nằm ngang vuông góc với trục thẳng đứng trongsuốt quá trình làm việc của robot,có khả năng quay xung quanh trục Z0 qua khớpxoay 1

 Khâu 2: Khâu động có khả năng xoay trong mặt phẳng chứa trục Z0

 Khâu 3: Giống như khâu 2 , có khả năng quay trong mặt phẳng chứa trục Z0

Hệ dẫn động

 Khớp xoay 1 : hệ bánh răng(hộp giảm tốc), truyền động đai…

 Khớp xoay 2 , 3 : truyền động bánh răng vi sai ăn khớp

 Động cơ truyền động : Servo , Step

 Sử dụng hộp giảm tốc , biến tần hoặc PWM để điều khiển tốc độ

Hệ điều khiển

 Dùng biến tần kết nối với PLC

 Dùng các mạch nguyên lý như mạch băm xung PMW

 Dùng các Driver để điều khiển : WHD24

Hình 2: Các thông số kỹ thuật của Robot 3 DOF RRR

3) Phân tích nguyên lý hoạt động

Mô hình 3D của robot :

Khâu 0: Khâu cố định

Khâu 1: Khâu động quay quanh trục thẳng đứng

Khâu 2: Khâu động quay quanh trục nằm ngang vuông góc với khâu 1

Khâu 3: Khâu thao tác quay quanh trục nằm ngang vuông góc khâu

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 8

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

Mô hình 3D của robot

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 9

CH ƯƠNG 1 NG 2 Tính toán quỹ đ o chuy n ạo chuyển ển

đ ng ộng

Kh o sát đ ng h c thu n, kh o sát đ ng h c ng ảo sát động học thuận, khảo sát động học ngược ộng học thuận, khảo sát động học ngược ọc thuận, khảo sát động học ngược ận, khảo sát động học ngược ảo sát động học thuận, khảo sát động học ngược ộng học thuận, khảo sát động học ngược ọc thuận, khảo sát động học ngược ược c

1) B ng D-H ảo sát động học thuận, khảo sát động học ngược

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

 θ1 , θ2 , θ3 là các biến , góc quay theo thời gian của các khớp

 d1 , a2 , a3 là các góa trị hằng số , là độ dài của các khâu đã chọn ở bên trên :

Trong đó cθ1=cosθ1 ; sθ1=sinθ1 tương tự đối với các góc θ3

2) Thiết lập các phương trình động học RoBot

Từ các ma trận (2.1) và (2.2) ta xác định được ma trận biến đổi tọa độ

thuần nhất của hệ Ox3y3z3 so với hệ cố định Ox0y0z0 là :

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 11

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

Khi đó ma trận (2.8) được kí hiệu thành : 0A3(q)

Sử dụng các góc Cardan xác định hướng của vật rắn Gọi [xE ,yE ,zE , , , ] là giá trị mô tả trục tiếp vị trí và hướng của điểm tác động cuối E so với hệ cố định.Do các tọa độ đều là hàm của thời gian nên ta biểu diễn :

0

r 3 0

−

− (+( +

Từ đó ta có phương trình động học Robot có dạng :

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 12

3) Bài toán động học thuận

Bài toán động hoc thuận : q = [ , , 3] T , ̇ = [̇,̇,̇] T

Ta cần xác định tọa độ điểm tác động cuối E =[xE , yE , zE] và hướng của hệ

cuối trong hệ cơ sở

Từ hệ các phương trình độc lập bên trên ta có điểm tác động cuối :

Từ đó ta có thể tính được vận tốc và gia tốc khâu thao tác :

• Vận tốc điểm thao tác cuối :

Mà V E = J TE ̇ nên ta có ma trận Jacobi tịnh tiến :

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 13

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Các biến khớp θ1,θ2, 3 là các biến phụ thuộc thời gian t.

Theo yêu cầu đề bài góc quay các khớp : 135˚ x 270˚ 270˚

Ta chọn quy luật chuyển động cho các khớp:

Đơn vị của góc quay là rad và khoảng tịnh tiến là mm

Số liệu đề bài cho chiều dài các trục d1=240;a2=350;a3=325

*Tính vận tốc góc các khâu trong hệ tọa độ cơ sở:

Cần tìm được:

 Ma trận cosin chỉ hướng của từng khâu

 Ma trận chuyển vị của các khâu

 Đạo hàm của ma trận cosin chỉ hướng

 Tìm được ma trận sóng ω = Ṙ.R

Từ các ma trận 0A1, 0A2, 0A3, 0A4 đã tìm được ta tìm được các ma trận cosin chỉ hướng sau:

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 14

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

 Z E =325sin( 2

)+ 350sin( ) + 240

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 16

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Đồ thị xE theo thời gian t

Đồ thị yE theo thời gian t

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 17

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

Đồ thị zE theo thời gian t

Không gian thao tác của robot

4) Bài toán động học ngược

Ta biết trước tọa độ của khâu thao tác,yêu cầu cần tính ra được các thông

số tọa độ khớp.Thực tế đây là bài toán thường gặp,vì khi robot làm việc thực tế

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 18

trong công nghiệp thường có vùng làm việc xác định.Nhiệm vụ là tính toán thiết

kế cách chuyển động của khớp để thỏa mãn yêu cầu làm việc

Thường giải bài toán này bằng 2 phương pháp:

_Phương pháp số

_Phương pháp giải tích

Nhóm chọn giải bằng phương pháp giải tích vì phạm vi đề bài nhỏ

Nghiệm của bài toán động học ngược robot là nghiệm của hệ phương trình:

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 20

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

Trong đó (chiếu trong hệ tọa độ thứ i) :

 i F i,i-1 : lực tác dụng từ khâu i-1 sang khâu i tại Oi-1

 i F i+1,i : lực tác dụng từ khâu I sang khâu i+1 tại Oi

 i M 1,i-1 : momen lực tác dụng từ khâu i-1 sang khâu i

 i M i+1,i : momen lực tác dụng từ khâu i sang khâu i+1

 - i F i+1,i : lực tác dụng từ khâu i+1 sang khâu i tại Oi

 - i M i+1,i : momen lực tác dụng từ khâu i+1 sang khâu i

 ⃗ : vector có gốc tại Oi,mút tại Oi-1

 ⃗ sθ : vector có gốc tại O i ,mút tại C i

Để đạt điều kiện cân bằng thì :

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 21

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Từ (3),(4) ta có :

i

F i,i-1 = i F i+1,i - i P i (5) i

M i,i-1 = i M i+1,i - ii i F i,i-1 -i si P i (6)

Ta xét bài toán tĩnh học trong hệ tọa độ cơ sở.

a) Phương trình lực tác dụng tại khớp O3 của khâu 3 là :

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 23

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

CH ƯƠNG 1 NG 4 Bài toán đ ng l c h c ộng ựa chọn kết ọn kết

1) C s lý thuy t ơ Điện tử 03-k60 ở lý thuyết ết

Ởđây nghiên c u v phân tích đ ng l c h c bao g m :ứu về phân tích động lực học bao gồm : ề phân tích động lực học bao gồm : ộng lực học bao gồm : ực học bao gồm : ọc bao gồm : ồm :

 Đ ng l c h c thu n (direct dynamics) kh o sát tính toán các đ i lộng lực học bao gồm : ực học bao gồm : ọc bao gồm : ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ảo sát tính toán các đại lượng ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ượng ng

đ c tr ng cho chuy n đ ng dặc trưng cho chuyển động dưới tác dụng của lực đã xác định ư ển động dưới tác dụng của lực đã xác định ộng lực học bao gồm : ưới tác dụng của lực đã xác định i tác d ng c a l c đã xác đ nh ụng của lực đã xác định ủa lực đã xác định ực học bao gồm : ịnh

 Đ ng l c h c ngộng lực học bao gồm : ực học bao gồm : ọc bao gồm : ượng c ( inverse dynamics) kh o sát tính toán các l c d nảo sát tính toán các đại lượng ực học bao gồm : ẫn

đ ng đ robot th c hi n động lực học bao gồm : ển động dưới tác dụng của lực đã xác định ực học bao gồm : ện tử 03-k60 ượng c chuy n đ ng thao tác theo quy lu t đã xácển động dưới tác dụng của lực đã xác định ộng lực học bao gồm : ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng

đ nh ịnh

 Thi t l p phết ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ươ Điện tử 03-k60ng trình Lagrange cho h nhi u v t r n ện tử 03-k60 ề phân tích động lực học bao gồm : ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ắn

 V trí m i v t Bịnh ỗi vật B ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng i trong h quy chi u c s Rện tử 03-k60 ết ơ Điện tử 03-k60 ở lý thuyết 0 (Ox0y0z0) đượng c xác đ nhịnh

b i vector xác đ nh kh i tâm và ma tr n cosin ch hở lý thuyết ịnh ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ỉ hướng r ưới tác dụng của lực đã xác định ng rci=rci(q) và Ri=Ri(q)

 Tr ng thái v n t c c a v t r n Bạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r ủa lực đã xác định ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ắn i đượng c xác đ nh b i v n t c kh i tâm ịnh ở lý thuyết ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r

vci và v n t c góc c a nó ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r ủa lực đã xác định ωi

V i ới tác dụng của lực đã xác định vci= drci = ∂r ci ̇; ῶ i =R i̇

Trong đó I là ma tr n tenxo quán tính c a v t r n th i v i kh i tâm Cận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ủa lực đã xác định ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ắn ứu về phân tích động lực học bao gồm : ới tác dụng của lực đã xác định ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r i

c a nó trong h t a đ c s ủa lực đã xác định ện tử 03-k60 ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm : ơ Điện tử 03-k60 ở lý thuyết

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

Đ t ặc trưng cho chuyển động dưới tác dụng của lực đã xác định M(q)= ∑ (m i J Ti T J Ti + J Ri T

 q i-T a đ suy r ng th i ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm : ộng lực học bao gồm : ứu về phân tích động lực học bao gồm :

 Q i- L c suy r ng c a các l c không th ng v i t a đ suy r ng qực học bao gồm : ộng lực học bao gồm : ủa lực đã xác định ực học bao gồm : ết ứu về phân tích động lực học bao gồm : ới tác dụng của lực đã xác định ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm : ộng lực học bao gồm : i

 U i-L c/momen đi u khi n ng v i t a đ suy r ng qực học bao gồm : ề phân tích động lực học bao gồm : ển động dưới tác dụng của lực đã xác định ứu về phân tích động lực học bao gồm : ới tác dụng của lực đã xác định ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm : ộng lực học bao gồm : i

D ng ma tr n c a phạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ủa lực đã xác định ươ Điện tử 03-k60ng trình Lagrange lo i 2 :ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 29

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

[q 1 q 2 q 3 q 4 ] T =[θ 1 , θ 2 , 3 ] T

T ph n m m ta suy ra đần mềm ta suy ra được tọa độ trọng tâm theo hệ tọa độ khâu : ề phân tích động lực học bao gồm : ượng ọc bao gồm :c t a đ tr ng tâm theo h t a đ khâu :ộng lực học bao gồm : ọc bao gồm : ện tử 03-k60 ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm :

Khâu V trí tr ng tâm so v i t a đ ịnh ọc bao gồm : ới tác dụng của lực đã xác định ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm : Kh i ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r Momen quán tính kh i t ng khâu ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r

g n trên khâu ắn l ượng ng

B ng 2:Thông s v trí kh i tâm,kh i l ảo sát động học thuận, khảo sát động học ngược ố vị trí khối tâm,khối lượng và momen quán tính của các khâu ị trí khối tâm,khối lượng và momen quán tính của các khâu ố vị trí khối tâm,khối lượng và momen quán tính của các khâu ố vị trí khối tâm,khối lượng và momen quán tính của các khâu ược ng và momen quán tính c a các khâu ủa các khâu

V i khâu 1 : x ới tác dụng của lực đã xác định c1 = -82.33 ; y c1 = -172,1 , z c1 ≈ 0

Khâu 2 :x c2 = -175,5 ; y c2 = z c2 ≈ 0

Khâu 3 :xc3 = -152.15 ; yc3 =0 ; zc3 =0

Coi các khâu đượng c ch t o b i v t r n đ ng ch t,đ i x ng nên ết ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ở lý thuyết ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ắn ồm : ất,đối xứng nên ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r ứu về phân tích động lực học bao gồm :

I xy ,I xz ,I yz =0

a V trí và hịnh ưới tác dụng của lực đã xác định ng c a h t a đ Của lực đã xác định ện tử 03-k60 ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm : ixciycizci có g c là cối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r i bi u di n trong h ển động dưới tác dụng của lực đã xác định ễn trong hệ ện tử 03-k60

t a đ c s xác đ nh b i ma tr n :ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm : ơ Điện tử 03-k60 ở lý thuyết ịnh ở lý thuyết ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng

0 A = 0 A .i Aci = (w ) š(w ) (5.1)

Trong đó :

 0 A – ma tr n bi n đ i t a đ thu n nh t c a t khâu i sang khâu 0 ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ết ổi tọa độ thuần nhất của từ khâu i sang khâu 0 ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm : ần mềm ta suy ra được tọa độ trọng tâm theo hệ tọa độ khâu : ất,đối xứng nên ủa lực đã xác định

 i Aci – ma tr n bi n đ i t a đ thu n nh t c a h t a đ Cận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ết ổi tọa độ thuần nhất của từ khâu i sang khâu 0 ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm : ần mềm ta suy ra được tọa độ trọng tâm theo hệ tọa độ khâu : ất,đối xứng nên ủa lực đã xác định ện tử 03-k60 ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm : ixciycizci bi uển động dưới tác dụng của lực đã xác định

di n trong khâu i ễn trong hệ

T công th ứu về phân tích động lực học bao gồm : (5.1) ta có :

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 30

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

*Ma tr n tenxo quán tính c a khâu i đ i v i kh i tâm Cận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ủa lực đã xác định ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r ới tác dụng của lực đã xác định ối tâm và ma trận cosin chỉ hướng r i trong h t a đ ện tử 03-k60 ọc bao gồm : ộng lực học bao gồm :

đ ng g n v i khâu i ộng lực học bao gồm : ắn ới tác dụng của lực đã xác định

Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cơ điện tử GVHD:TS.Nguyễn Kiên Trung

(− ) ̇ 1

 v c1 = 0 ̇ = ( )̇ 1 ;

0Xác đ nh ma tr n Jacobi t nh ti nịnh ận (direct dynamics) khảo sát tính toán các đại lượng ịnh ết

Bùi Văn M nh – KT C Đi n t 03-k60 ạnh – KT Cơ Điện tử 03-k60 ơ Điện tử 03-k60 ện tử 03-k60 ử 03-k60 Page 32