Chương 1 khái niệm robot,robotic chương 2 robot PLANAR

Robot công nghiệp có thể được định nghĩa theo một số tiêu chuẩn sau:  Theo tiêu chuẩn AFNOR của Pháp  Theo tiêu chuẩn RIA của Mỹ Robot institute of America  Theo tiêu chuẩn TOCT 25686

Giới thiệuChương 1.Khái niệm Robot,Robotic

Chương 2.Robot PLANAR

Chương 1:Khái niệm về Robot,Robotic

1.1.Khái niệm Robot.

Robot công nghiệp có thể được định nghĩa theo một số tiêu chuẩn sau:

 Theo tiêu chuẩn AFNOR của Pháp

 Theo tiêu chuẩn RIA của Mỹ (Robot institute of America

 Theo tiêu chuẩn TOCT 25686-85 của Nga

Do đó, robot công nghiệp có thể được hiểu là những thiết bị tự động linh hoạt, thực hiện các chức năng lao động công nghiệp của con người dưới một hệ thống điều khiển theo những chương trình đã được lập trình sẵn.

1.2.Khái niệm Robotic

• Robotic là một ngành khoa học có nhiệm vụ nghiên cứu về thiết kế, chế tạo các

robot và ứng dụng chúng trong các lĩnh vực hoạt động khác nhau của xã hội loài người như nghiên cứu khoa học kĩ thuật, kinh tế, quốc phòng an ninh và dân sinh.

• Robotic là một ngành khoa học liên ngành gồm cơ khí, điện tử, kĩ thuật điều khiển

và công nghệ thông tin Nó là sản phẩn đặc thù của nghành cơ điện tử.

• Tại Việt Nam, nghiên cứu phát triển robot đã có những bước tiến đáng kể trong 25 năm vừa qua Nhiều đơn vị trên toàn quốc đã thực hiện các nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng về robot như: Trung tâm Tự động hoá-Đại học Bách Khoa

Hà Nội, Viện Điện tử -Tin học, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Viện Cơ học, Viện Công nghệ thông tin thuộc Viện KHCNVN…

Chương 2 :Robot PLANAR

2.1.Cấu trúc

• Tay máy (manipulator) là cơ cấu cơ khí gồm các khâu

khớp, chúng hình thành cánh tay (arm) để tạo các chuyển động cơ bản, cổ tay (wrist) tạo nên sự khéo léo, linh hoạt và bàn tay (hand) để trực tiếp thao tác trên đối tượng

• Hệ thống cảm biến: gồm các sensor và thiết bị chuyển đổi tín hiệu khác

• Cơ cấu chấp hành: tạo chuyển động cho các khâu của tay máy

Một vài hình ảnh của robot PLANAR

2.2.Động học thuận vị trí

Giới thiệu

• Mục đích của bài toán động học thuận là tính toán vị trí và hướng của tay

robot tương ứng với cấu hình robot xác định.

Q = []

X = [Px, Py, 0, 0, 0, ]

Trong đó:

Px = l 1 cos() + l 2 cos() + l 3 cos()

Py = l 1 sin() + l2sin() + l 3 sin()

•

Phương pháp Danevit – Hartenberg (D-H) Bước 1: xác định số khớp và thanh nối

- Robot Planar 3 DOF 3 khớp, 4 thanh nối

Bước 2: gắn các trục tọa độ lên các thanh nối

Tại thời điểm ban đầu

Khớp 1 + 2 + 3 quay

Bước 4 : Xác định mà trận đồng nhất

Ta có:

Trong đó :

0 T3 = A1.A2.A3

0 , ,

0 0

2.3.Tính toán ma trận JACOBIEN2.3.1.Phương pháp trực tiếp

T i   n 

Bước 2: Xác định ma trận theo quy tắc D-H

• Khi (i+1) là khớp trượt, biến khớp

z i

z i

z i

z i

Bước 3 : Tính J

0

0

0 0

H n

2.4.Ma Trận Jacobi của Robot Planar 3DOF

• Phương pháp tính trực tiếpTheo bài toán động học thuận vị trí, ta có :

1 1 2 1 2 3 1 2 3

1 1 2 1 2 3 1 2 3

1 2 3

0 0 0

• Phương pháp tính Ma trận JH cho Robot Planar 3D Bước 1 : xác định các ma trận

l l

Bước 2: Xác định ma trận JH

0 3

0 0

2.5.Thiết kế quỹ đạo2.5.1 Quỹ đạo dạng đa thức bậc 3 qua 1 điểm trung gian

• Thông số đầu vào :

i i i

q q q

1 2 3

( ) ( ) ( )

i i i

1 2 3

( / ) ( / ) ( / )

o i o i o i

v s

v s

v s

• Xét với khớp thứ nhất ( các khớp còn lại làm tương tự ):

Đường bậc 3 đầu có dạng :

Đường bậc 3 sau có dạng :

• Giả sử mỗi đường cong đều xuất phát từ t=0 và dừng lại tại t= (với i=1,2) chọn

• Cân bằng vị trí tại đầu - cuối- trung gian :

• Phương trình cân bằng tốc độ tại điểm điểm đầu cuối :

a a

q q q q

• Phương trình cân bằng tốc độ tại điểm trung gian :

• Phương trình cân bằng gia tốc tại điểm trung gian :

• Giải các phương trình trên ta được :

3

01

10 11

f

f v

f v

a q a

a a

• 2.5.2 Quỹ đạo dạng đa thức 2-1-2

Thông số đầu vào:

Thời gian xuất phát khớp thứ i:

Thời gian dừng lại khớp thứ i:

Gia tốc khớp thứ i:

Góc tại thời điểm ban đầu của khớp thứ i:

Góc tại thời điểm tf của khớp thứ i:

a s

0 0

• Thông số đầu ra: phương trình quỹ đạo chuyển động của khớp

Khớp 1:

• Phương trình của quá trình tăng tốc của khớp: đoạn AB

• Phương trình của quá trình tốc độ ổn định: đoạn BC

2 01

• Phương trình của quá trình giảm tốc : đoạn CD

• Cân bằng giá trị tốc độ tại B trên AB và trên BC ta thu được

1

2 ( )

q q delta t

q

t delta t