Đồ án thiết kế cơ khí , đồ án 1

Đồ án thiết kế cơ khí của sinh viên ĐH BKHN thực hiện tính toán và thiết kế robot 3 bậc tự do , sử dụng gói công cụ tool part để kiểm tra và mô phỏng chi tiết từng bước làm tính toán Đồ án thiết kế cơ khí tử giúp chúng em bước đầu làm quen với những vấn đề cốt lõi và cơ bản nhất về robot, giúp cho sinh viên có thể hệ thống hóa lại các kiến thức của môn học như: Lí thuyết điều khiển tử động, Robotics, Robot công nghiệp, Tính toán thiết kế Robot, Động lực học hệ nhiều vật, …Đồng thời giúp cho sinh viên làm quen với công việc thiết kế và làm đồ án tốt nghiệp sau này. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Ích Thịnh đã hướng dẫn cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.

Trang 2

1 • Thiết lập bảng thông số DH

2 • Tìm các ma trận biến đổi tọa độ thuần nhất

3 • Tìm các ma trận biến đổi tọa độ thuần nhất

4 • Kiểm nghiệm lại kết quả bằng Corke Robotics Toolbo

5 • Giải bài toán động học ngược cho robot

6 • Chương trình Matlab giải bài toán động học ngược cho robot phẳng 3R

7 • Kiểm tra lại toàn bộ kết quả bẳng Corke Robotics Toolbox

8 • Chương trình Matlab tính ma trận Jacobian và mô phỏng thuật toán điều khiển điều tốc đối với robot phẳng 3R

9 • Giải bài toán động lực học ngược

TỔNG QUAN

Trang 3

1.Thiết lập bảng thông số DH

• Thiết lập hệ tọa độ DH

3

Trang 4

- ai là khoảng dịch chuyển giữa 2 trục khớp kề nhau.

- i là góc quay quanh trục zi-1 để trục xi-1 chuyển đến trục xi theo quy tắc bàn tay phải.

- d là dịch chuyển tịnh tiến giữa hai đường vuông góc chung của 2 trục.

Trang 5

2 Tìm các ma trận biến đổi tọa độ thuần

nhất

• Ma trận biến đổi tọa độ thuần nhất Denavit – Hartenberg có dạng :

• Ma trận biến đổi tọa độ thuần nhất :

5

1

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

L L T

Trang 6

2 Tìm các ma trận biến đổi tọa độ

Trang 7

3 Sử dụng Matlab để xác định lời giải cho

bài toán động học thuận

• Chương trình code trên Matlab:

7

Trang 8

• Kết quả chạy chương trình:

Trang 9

Trang 10

3 Sử dụng Matlab để xác định lời giải cho bài

Trang 11

3 Sử dụng Matlab để xác định lời giải cho bài

Trang 12

4 Kiểm nghiệm lại toàn bộ kết quả

bằng Corke Robotics Toolbox

• Chương trình kiểm tra trên MATLAB:

Trang 13

Áp dụng với từng trường hợp ta thu được các kết quả:

Trang 14

b) { , , } = {10 ,20 ,30 } 1 2 3 T 0 0 0 T

  

Trang 15

Trang 16

5 Tìm lời giải bài toán động học

Trang 17

5 Tìm lời giải bài toán động học ngược

17

Trang 18

Trang 19

19

Trang 20

6 Chương trình Matlab giải bài

toán động học ngược

Kiểm nghiệm với các đầu vào:

Trang 21

7 Kiểm tra toàn bộ kết quả phần (6)

Chương trình viết trên Matlab:

21

Trang 22

7 Kiểm tra toàn bộ kết quả phần (6)

Kết quả thu được là:

Trang 23

8 Chương trình MATLAB để tính ma trận Jacobian và mô phỏng thuật toán điều khiển điều tốc (resolved-rate control) đối với robot phẳng 3R

• Các tọa độ của bộ phân tác động cuối

23

Trang 24

8 Chương trình MATLAB để tính ma trận

Jacobian và mô phỏng thuật toán điều khiển điều tốc (resolved-rate control) đối với robot phẳng 3R

Trang 25

8 Chương trình MATLAB để tính ma trận

Jacobian và mô phỏng thuật toán điều khiển điều tốc (resolved-rate control) đối với robot phẳng 3R

• Kết quả sau khi chạy chương trình trên Matlab :

Hình 4: Đồ thị giữa vận tốc khớp với thời gian 25

Trang 26

8 Chương trình MATLAB để tính ma trận Jacobian

và mô phỏng thuật toán điều khiển điều tốc

(resolved-rate control) đối với robot phẳng 3R

- Các góc khớp  = {1 2 3}T với thời gian:

Trang 27

8 Chương trình MATLAB để tính ma trận Jacobian và mô phỏng thuật toán điều khiển điều tốc (resolved-rate control) đối với robot

Trang 28

- Định thức của ma trận Jacobian |J| với thời

gian:

28

Trang 29

- Các mô men xoắn khớp T = { 1 2 3}T với thời

gian:

29

Trang 30

9 Giải bài toán động lực học ngược

Trang 31

31

Trang 32

Đặt lại hệ trục tọa độ theo John Craig để

thuận tiện cho việc sử dụng thuật toán

Newton – Euler:

Trang 33

Chạy chương trình trên Matlab thu được kết quả:

33

Trang 34

Để xác định ảnh hưởng của trọng lực Tg ta đặt:

1 2 3

0 0 0

Trang 35

10 Giải bài toán động lực học

thuận

• Trong trường hợp này ta bỏ qua trọng lực.

• Với các mômen xoắn tại các khớp, các góc khớp ban đầu và vận

tốc các khớp ban đầu tính chuyển động của robot:

• Thực hiện việc mô phỏng các góc khớp và vận tốc khớp trong 4

giây bằng Corke Robotics Toolbox

• Cuối cùng ta sẽ thu được đồ thị của góc khớp và vận tốc khớp

với thời gian trong 4 giây

35

1 2 3

20 5 1

0

0 20

0 30

60 90 30

Trang 36

10 Giải bài toán động lực học thuận

- Các góc khớp (độ)  = { 1 2 3}T với thời gian:

Kết quả:

Trang 37

10 Giải bài toán động lực học

1  

  

 



Trang 38

 Mô phỏng thuật toán điều khiển điều tốc

(resolved-rate control) đối với robot phẳng 3R

• Tuy vậy đồ án vẫn còn một số vấn đề cần tiếp tục

nghiên cứu phát triển:

 Tính toán động lực học Robot

Trang 39

39

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	1,08 MB