Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các robot thông minh phục vụ cho các ứng dụng quan trọng - Nhóm sản phẩm đồ gá CNC



Mục lục
I. Mở đầu 3
II. Cơ cấu RBSS 3 chân 6
2.1. Robot song song 3 chân RPS 7
2.1.1 Kết cấu hình học 7
2.1.2. Bậc tự do 8
2.1.3. Hệ trục tọa độ 9
2.1.4. Bài toán vị trí 11
2.1.5. Ví dụ tính toán 18
2.2. Robot song song 3 RSS 22
2.2.1 Kết cấu hình học 22
2.2.2. Bậc tự do 22
2.2.3. Hệ trục tọa độ và ký hiệu 23
2.2.4. Phương trình liên kết 24
2.2.5. Bài toán động học ngược 26
2.2.6. Bài toán động học thuận 26
2.3. Robot song song phẳng 3 chân 26
2.4. Đồ gá gia công vỏ hộp động cơ xe máy 28
III. Robot song song RBSS 29
3.1. Giới thiệu chung 30
3.2. Thiết kế kết cấu và lập trình điều khiển chuyển động của robot 30
3.3. Sơ đồ hệ thống điều khiển 33
3.4. Chương trình phần mềm điều khiển RBSS – 322 35
IV. Robot “Nhện nước” 56
4.1. Giới thiệu chung 57
4.2. Mô tả Robot “Nhện nước” 58
4.3. Tính toán xây dựng chương trình điều khiển Robot “Nhện nước” 60
4.4. Mô phỏng hoạt hình Robot “Nhện nước” 60
V. Mô phỏng RBSS dùng làm đồ gá CNC 61
5.1. Mô phỏng RBSS chân RPS 62
5.2. Robot song song 3 RSS 72
VI. Kết luận 78
Tài liệu tham khảo 80


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-10-de_tai_nghien_cuu_thiet_ke_che_tao_cac_robot_thon.DzMGVaSoTf.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-48964/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

λ λ
⎧ − + = + − +⎪ − + = + − +⎨⎪ − + = −⎩
x x x
y y y
z z z
p u a u d a u d
p u a u d a u d
p u u d u d
(2.12)
16
Với 3
2
y
y
b
b
λ = , 1 2 3x xb bλ λ= −
Thay các kết quả của hệ (2.9) vào hệ (2.12) ta đ−ợc:
11 1 1 1
1 1 21 2 2 31 3 3
1
1 1 2
2 1 22 2 2 32 3 3
1
1 1 3
3 1 2 2 3 3
1
( 1) ( ) ( )
( 1) ( ) ( )
( 1) )
x
x x
x
y
y y
x
z
z z
x
a u d pp a u d a u d
b
u d p
p a u d a u d
b
u d pp u d u d
b
λ λ λ
λ λ λ
λ λ λ
+ −⎧ − + = + − +⎪⎪⎪ −− + = + − +⎨⎪⎪ −− + = −⎪⎩
(2.13)
Mặt khác, dựa vào kết cấu của bàn di động B ta có :
B1
B2
3B
b1
3b
2b
Hình 2.2.4
2
1 2 =
uuuur
B B 1 2 1 2( ) ( )
Tb b b b− − =b32
2
1 3 =
uuuur
B B 1 3 1 3( ) ( )
Tb b b b− − =b22
2
2 3 =
uuuur
B B 2 3 2 3( ) ( )
Tb b b b− − =b12
với : = +i ib a A .iR 0
0
id⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
(i=1,2,3)
17
1⇒ =b
11 1 1
1 1
1 1
x
y
z
a u d
u d
u d
+⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
; 2 =b
21 2 2
22 2 2
2 2
x
y
z
a u d
a u d
u d
+⎡ ⎤⎢ ⎥+⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
; 3 =b
31 3 3
32 3 3
3 3
x
y
z
a u d
a u d
u d
+⎡ ⎤⎢ ⎥+⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
11 21 1 1 2 2 11 21 1 1 2 2
2
1 1 22 2 2 1 1 22 2 2 3
1 2 2 1 2 2
.
T
x x x x
y y y y
z z z z
a a u d u d a a u d u d
u d a u d u d a u d b
u u d u u d
− + − − + −⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥⇒ − − − − =⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥− −⎣ ⎦ ⎣ ⎦
11 31 1 1 3 3 11 31 1 1 3 3
2
1 1 32 3 3 1 1 32 3 3 2
1 1 3 3 1 1 3 3
.
T
x x x x
y y y y
z z z z
a a u d u d a a u d u d
u d a u d u d a u d b
u d u d u d u d
− + − − + −⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥− − − − =⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥− −⎣ ⎦ ⎣ ⎦
21 31 2 2 3 3 21 31 2 2 3 3
2
22 32 2 2 3 3 22 32 2 2 3 3 1
2 2 3 3 2 2 3 3
.
T
x x x x
y y y y
z z z z
a a u d u d a a u d u d
a a u d u d a a u d u d b
u d u d u d u d
− + − − + −⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥− + − − + − =⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥− −⎣ ⎦ ⎣ ⎦
Hay :
2 2 2 2
11 21 1 1 2 2 1 1 22 2 2 1 1 2 2 3
2 2 2 2
11 31 1 1 3 3 1 1 32 3 3 1 1 3 3 2
2 2 2 2
21 31 2 2 3 3 22 32 2 2 3 3 2 2 3 3 1
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
x x y y z z
x x y y z z
x x y y z z
a a u d u d u d a u d u d u d b
a a u d u d u d a u d u d u d b
a a u d u d a a u d u d u d u d b
⎧ − + − + − − + − =⎪⎪ − + − + − − + − =⎨⎪ − + − + − + − + − =⎪⎩
Kết hợp với hệ (2.13) ta có hệ 6 ph−ơng trình, 6 ẩn:
(2.14)
18
Hệ ph−ơng trình (2.14) chứa 9 ẩn số 1 2 3 1 2 3 1 2 3, , , , , , , ,d d d p p pα α α . Các
thành phần , ,ix iy izu u u đã xác định đ−ợc, các thành phần , ,x y zu u u xác định
theo (2.9)
Khi giải quyết bài toán động học thuận hay ng−ợc, ta biết tr−ớc đ−ợc 3
ẩn. Công việc còn lại chỉ phải giải hệ 6 ph−ơng trình 6 ẩn số.
a. Bài toán động học thuận
Bài toán động học thuận là bài toán biết độ dài các chân di (i=1,2,3), ta
phải tìm vị trí của bàn máy động P và ma trận ARB.
Theo phần trên ta thay các giá trị di (i=1,2,3) vào hệ (4.14), ta sẽ đ−ợc
hệ 6 ph−ơng trình với 6 ẩn là : 1 2 3 1 2 3, , , , ,p p pα α α
Chú ý là 3 ph−ơng trình sau của hệ (2.14) chỉ chứa di và iα nên việc
giải 6 ph−ơng trình đ−ợc đơn giản lại còn giải hệ 3 ph−ơng trình với 3 ẩn là
iα . Sau đó thay các giá trị của di và iα vào 3 ph−ơng trình đầu ta sẽ tính
đ−ợc các giá trị của P.
Các giá trị còn lại tính đ−ợc bằng cách thay trực tiếp vào các ph−ơng
trình (2.9), (2.10), (2.11).
b. Bài toán động học ng−ợc
Bài toán động học ng−ợc là bài toán biết vị trí bàn máy động P, ta phải
tìm độ dài các chân di (i=1,2,3) và các góc iα (i=1,2,3) .
T−ơng tự nh− cách làm đối với bài toán động học thuận ta thay các
giá trị của P vào hệ (2.14), ta sẽ đ−ợc hệ 6 ph−ơng trình với 6 ẩn là :
1 2 3 1 2 3, , , , ,d d dα α α .
Các giá trị còn lại tính đ−ợc bằng cách thay trực tiếp vào các ph−ơng
trình (2.9), (2.10), (2.11).
2.1.5. Ví dụ tính toán
Ta tính toán cho một rô-bốt song song 3 RPS cụ thể :
- Tam giác A1A2A3 và tam giác B1B2B3 là các tam giác đều.
19
- PB1 = h; OA1 = g; 2 3 2 /3η η π= =
- Do kết cấu của cơ cấu ta có i i iz A B⊥
- Trục i iz OA⊥ ⇒ / 2iβ π=
Khi đó các đại l−ợng trong công thức (4.6) trở thành :
1
Bb = 0
0
⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
h
; 2
Bb =
2
3
2
0
⎡ ⎤−⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
h
h ; 3
B b =
2
3
2
0
⎡ ⎤−⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥−⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
h
h (2.15)
1a = 0
0
⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
g
; 2a =
2
3
2
0
⎡ ⎤−⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
g
g ; 3a =
2
3
2
0
⎡ ⎤−⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥−⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
g
g (2.16)
Do / 2iβ π= nên iγ = ( / 2 )iπ β− = 0
Khi đó các ma trận cosin chỉ h−ớng ARi trở thành:
1
A R =
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1
cos sin cos cos sin
sin sin sin cos cos
cos sin 0
γ α γ α γ
γ α γ α γ
α α
− −⎡ ⎤⎢ ⎥−⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
1
A R =
1 1
1 1
sin cos 0
0 0 1
cos sin 0
α α
α α
−⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
(2.17)
20
2
A R =
2 2 2 2 2 2 2 2
2 2 2 2 2 2 2 2
2 2
1 3 1 3 1 3( cos sin )sin ( cos sin )cos sin cos
2 2 2 2 2 2
3 1 3 1 3 1( cos sin )sin ( cos sin )cos sin cos
2 2 2 2 2 2
cos sin 0
γ γ α γ γ α γ γ
γ γ α γ γ α γ γ
α α
⎡ ⎤+ − + −⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥− + − − −⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
2
A R =
2 2
2 2
2 2
1 1 3sin cos
2 2 2
3 3 1sin cos
2 2 2
cos sin 0
α α
α α
α α
⎡ ⎤− −⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥− −⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
(2.18)
3
A R =
3 3 3 3 3 3 3 3
3 3 3 3 3 3 3 3
3 3
1 3 1 3 1 3( cos sin )sin ( cos sin ) sin cos
2 2 2 2 2 2
3 1 3 1 3 1( cos sin )sin ( cos sin )cos sin cos
2 2 2 2 2 2
cos sin 0
γ γ α γ γ α γ γ
γ γ α γ γ α γ γ
α α
⎡ ⎤− − + +⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥+ − − −⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
cos
3
A R =
3 3
3 3
3 3
1 1 3sin cos
2 2 2
3 3 1sin cos
2 2 2
cos sin 0
α α
α α
α α
⎡ ⎤−⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥− −⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
(2.19)
Khi đó : 3
2
y
y
b
b
λ = = -1 ; 1 2 3x xb bλ λ= − = h;
Thay vào hệ (2.14) ta đ−ợc :
21
1 2 2 3 3 1 1
2 2 2 3 3
3 1 1 2 2 3 3
2 2 2
1 1 2 2 1 2 1 2 1 2
13 ( sin sin ) sin
2
33 ( sin sin )
2
3 cos cos cos (4.20)
3 3 sin 3 sin sin sin
p d d d
p d d
p d d d
g gd gd d d d d
α α α
α α
α α α
α α α α
= + −
−= −
= + +
− − + + + 21 2 1 2
2 2 2 2
1 1 3 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3
2 2 2 2
2 2 3 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3
2 cos cos 3
3 3 sin 3 sin sin sin 2 cos cos 3
3 3 sin 3 sin sin sin 2 cos cos 3
d d h
g gd gd d d d d d d h
g gd gd d d d d d d h
α α
α α α α α α
α α α α α α
⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪ − =⎪⎪ − − + + + − =⎪⎪ − − + + + − =⎩
a) Bài toán động học thuận
Bài toán động học thuận là bài toán biết độ dài các chân di (i=1,2,3),
ta phải tìm vị trí của bàn máy động P và ma trận ARB.
Theo phần trên ta thay các giá trị di (i=1,2,3) vào hệ (2.20), ta sẽ đ−ợc
hệ 6 ph−ơng trình với 6 ẩn là : 1 2 3 1 2 3, , , , ,p p pα α α
Chú ý là 3 ph−ơng trình sau của hệ (2.20) chỉ chứa di và iα nên việc
giải 6 ph−ơng trình đ−ợc đơn giản lại còn giải hệ 3 ph−ơng trình với 3 ẩn là
iα . Sau đó thay các giá trị của di và iα vào 3 ph−ơng trình đầu ta sẽ tính
đ−ợc các giá trị của P
Các giá trị còn lại tính đ−ợc bằng cách thay trực tiếp vào các ph−ơng
trình (2.9), (2.10), (2.11).
b) Bài toán động học ng−ợc
Bài toán động học ng−ợc là bài toán biết vị trí bàn máy động P, ta phải
tìm độ dài các chân di (i=1,2,3) và các góc iα (i=1,2,3) .
T−ơng tự nh− cách làm đối với bài toán động học thuận ta thay các
giá trị P vào hệ (2.20), ta sẽ đ−ợc hệ 6 ph−ơng trình với 6 ẩn là :
1 2 3 1 2 3, , , , ,d d dα α

---