thảo luận nhóm thiết kế quỹ đạo chuyển động cho robot

bài thảo luận tính toán thiết kế quỹ đạo chuyển động cho robot, dành cho sinh viên nghành cơ khí chế tạo máy...

CHưƠNG III THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CHO ROBOT

Chọn 2 điểm A, B bất kỳ trong không gian làm việc

của Robot Thiết kế quỹ đạo chuyển động Robot ( có

thể chọn quỹ đạo của đa thức bậc 1, 2, 3)

1 Giới thiệu và cơ sở thiết kế quỹ đạo Thiết kế quỹ đạo

chuyển động của robot có liên quan mật thiết đến bài toán điều khiển robot di chuyển từ vị trí này đến vị trí khác trong không gian làm việc Đường đi và quỹ đạo được thiết kế là các đại lượng đặt cho hệ thống điều

khiển vị trí của robot Do đó độ chính xác của quỹ đạo

sẽ ảnh hưởng tới chất lương di chuyển đường đi của

robot

Yêu cầu thiết kế quỹ đạo chuyển động của robot là:

+ Khâu chấp hành phải đảm bảo đi qua lần lượt các điểm trong không gian làm việc hoặc di chuyển theo một quỹ đạo xác định

+ Quỹ đạo của robot phải là đường liên tục về vị trí trong một khoảng nhất định

+ Không có bước nhảy về vận tốc, gia tốc Quỹ đạo là các đường cong dạng:

3.2 Tính toán thiết kế quỹ đạo chuyển động

3.2.1 Thiết kế quỹ đạo trong không gian khớp

Chọn 2 điểm A, B bất kỳ trong không gian làm việc, biết tọa

độ (xE, yE, zE) và hướng của khâu thao tác Thiết kế quỹ đạo chuyển động bất kỳ từ A đến B Theo bài toán động học ngược

ta xác định được các biến khớp 123, , tại A và B Chọn

quỹ đạo thiết kế là đa thức hàm bậc 3 theo thời gian có dạng như sau:

Giả sử thời gian robot đi từ điểm A đến điểm B là trong t(s) và vận tốc tại 2 điểm đó bằng 0 Từ đó ta có hẹ

phương trình sau:

Giả sử Robot RRR cần dịch chuyển từ vị trí A(0.1536036850, 0.2660493873, 0.2747058204) đến điểm B(0.1541938615, -0.1120283979, 0.4048039886) tương ứng với tọa độ khớp là

Ta tính tương tự cho các góc quay còn lại Sau khi thiết kế xong, ta vẽ đồ thị của các biến khớp trên miền thời gian như sau:

a Quỹ đạo của điểm tác động cuối theo đường thẳng từ A đến B trong tc (s) Ta có phương trình đường thẳng trong không gian làm là mặt phẳng giữa hai điểm A(x0,y0),

B(xc,yc) là với (x,y) là tọa độ điểm tác động cuối

Cũng như cách thiết lập quỹ đạo góc khớp ta để thỏa mãn điều kiện về vận tốc đầu và cuối ta thiết lập quan hệ x=x(t)

là đa thức bậc 3

Cần thiết kế quỹ đạo để Robot đi từ điểm (30, 0, 0) đến điểm (-25, -15, 10) trong 5(s) Dựa vào (3.4) và (3.3) ta tìm được các hệ số như sau:

Sử dụng các phương trình vừa tìm được, sử dụng Matlab ta

vẽ các đồ thị sau:

b Thiết kế quỹ đạo điểm tác động tác động cuối di chuyển theo đường tròn từ A đến B trong lấy AB làm đường

kính Ta có phương trình đường tròn trong không gian làm là mặt phẳng giữa hai điểm

lấy AB làm đường kính

cũng để thỏa mãn điều kiện về vận tốc a(t) ta thiết kế cũng phải là bậc 3

(3.5)

Giả sử cần tạo ra một quỹ đạo để Robot chuyển động từ điểm A(0.7, 0) đến B(-0.7, 0) Dựa vào (3.5) và (3.6) ta tìm được

các phương trình sau:

(3.6)

Sử dụng các phương trình vừa tìm được, sử dụng Matlab ta

vẽ các đồ thị sau:

The and