Thiết kế robot dò đường theo hình chữ z

Thiết kế robot dò đường theo hình chữ z

ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT GVHD: TRÁƯN MINH CHÊNH LÅÌI MÅÍ ÂÁƯU Våïi sỉû phạt triãøn ca khoa hc - cäng nghãû, quạ trçnh sn xút ngy cng âỉåüc tỉû âäüng họa. Cạc hãû thäúng sn xút tỉû âäüng â giụp náng cao c vãư säú lỉåüng, cháút lỉåüng sn pháøm v kh nàng kinh tãú v hiãûu qu sỉí dủng ca hãû thäúng. Trong âọ, Robot l thiãút bë quan trng hng âáưu v khäng thãø thiãúu âỉåüc trong cạc hãû thäúng sn xút tỉû âäüng. Våïi sỉû tråü giụp ca Robot, con ngỉåìi khäng chè âỉåüc gii phọng khi nhỉỵng cäng viãûc nàûng nhc, làûp âi làûp lải hay nhỉỵng cäng viãûc trong mäi trỉåìng âäüc hải, nguy hiãøm m cn cọ thãø khạm phạ, thỉûc hiãûn nhỉỵng âiãưu måïi lả trong thiãn nhiãn, v trủ. ÅÍ nỉåïc ta, viãûc nghiãn cỉïu v ỉïng dủng cạc hãû thäúng trê tû nhán tảo trong viãûc thiãút kãú chãú tảo cạc Robot thäng minh cn khạ måïi m nhỉng âang l mäüt xu hỉåïng phạt triãøn v cọ nhiãưu triãøn vng trong tỉång lai. Âäúi våïi sinh viãn, nhỉỵng k sỉ tỉång lai thç viãûc nghiãn cỉïu, thiãút kãú Robot âiãưu khiãøn âån gin l nhỉỵng bỉåïc khåíi âáưu cho viãûc tçm hiãøu vãư cạc hãû thäúng sn xút tỉû âäüng sỉí dủng Robot. Âáy l mäüt cäng viãûc ráút thụ vë v bäø êch. Tuy váûy, Robot l mäüt lénh vỉûc khoa hc cọ liãn quan âãún nhiãưu phảm tr kiãún thỉïc ca nhiãưu ngnh khoa hc khạc nhau. Thê dủ nhỉ cạc ngnh cå hc, cå khê chãú tảo chênh xạc, k thût âiãûn tỉí, cäng nghãû thäng tin v âiãưu khiãøn hc. Våïi âãư ti “Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z” l mäüt âiãưu kiãûn täút âãø chụng em cọ thãø tçm kiãúm, hc hi thãm kinh nghiãûm trong lénh vỉûc ny. Âäưng thåìi, chụng em cng cọ cå häüi âãøì kiãøm nghiãûm nhỉỵng kiãún thỉïc â âỉåüc hc åí nh trỉåìng v bäø sung thãm nhỉỵng váún âãư cn thiãúu. Tuy nhiãn, âáy cng l cäng viãûc hon ton måïi m v thỉûc sỉû l mäüt thỉí thạch cho chụng em. Chênh vç thãú, chàõc chàõn chụng em khäng thãø trạnh khi nhỉỵng thiãúu sọt, khuút âiãøm trong quạ trçnh thiãút kãú, thỉûc hiãûn âãư ti do chỉa thãø váûn dủng cạc kiãún thỉïc mäüt cạch håüp l v âáưy â nháút. Chụng em xin chán thnh cm ån tháưy Tráưn Minh Chênh â táûn tçnh giụp âåỵ v tảo âiãưu kiãûn cho chụng em hon thnh âãư ti ny. Â Nàơng, thạng 12 nàm 2005. Nhọm Sinh viãn thỉûc hiãûn  &  PHÁƯN 1: THIÃÚT KÃÚ CÅ KHÊ ROBOT D ÂỈÅÌNG HÇNH CHỈỴ Z. 1. THIÃÚT KÃÚ CẠC BÄÜ PHÁÛN CÅ SÅÍ. 1.1. Khung Robot. Khung Robot là nơi gắn các bộ phận khác nhau của Robot như: trụ nâng, bánh xe, động cơ, thanh ray có gắn hệ thống điều khiển và rơ le… Ta thiãút kãú khung Robot cọ dảng mäüt hçnh häüp chỉỵ nháût kêch thỉåïc: 160x120x160 (mm) âỉåüc lm tỉì cạc thanh nhäm cọ kêch thỉåïc 10 x 10 (mm) l loải âỉåüc bạn phäø biãún trãn thë trỉåìng. -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 1 - Hçnh 1: Khung ngoi Robot ghẹp tỉì cạc thanh nhäm ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT GVHD: TRÁƯN MINH CHÊNH 1.2. Bạnh xe. Bạnh xe có tác dụng nâng đỡ và khi động cơ bánh xe quay làm di chuyển xe. Robot cọ 3 bạnh xe gäưm: - 1 bạnh xe trỉåïc lm bàòng cao su âàûc, cọ thãø tỉû xoay theo chiãưu dc trủc. - 2 bạnh xe sau lm bàòng nhỉûa âục v trãn bạnh xe cọ dạn mäüt låïp cao su nhàòm tàng ma sạt. Bạnh trỉåïc l bạnh tỉû lỉûa chuøn âäüng, cäú âënh vo khung xe bàòng vêt v âai äúc. Hai bạnh sau chuøn âäüng âäüc láûp nhau, mäùi bạnh âỉåüc truưn âäüng bàòng mäüt âäüng cå riãng. Âãø âm bo täúc âäü âäüng cå: v xe = 0,25 (m/s), ta chn bạnh sau cọ âỉåìng kênh 40mm, bạnh trỉåïc cọ âỉåìng kênh 30mm. 1.3. Âäüng cå. Động cơ dùng để dẫn động các cơ cấu thực hiện các chuyển động cần thiết. ÅÍ âáy ta sỉí dủng âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì âäüc láûp. Bãn trong mäùi âäüng cå cọ bäü truưn trủc vêt - bạnh vêt nhàòm gim täúc, tàng momen xồõn trãn trủc ra ca âäüng cå v tỉû hm khi ngàõt âiãûn. Trong thiãút kãú, ta sỉí dủng âäüng cå trong cạc mạy hạt âãø lm âäüng cå truưn âäüng. 2. TÊNH TOẠN ÂÄÜNG HC, ÂÄÜNG LỈÛC HC ROBOT. 2.1. Âäüng cå. 2.1.1. Âäüng cå truưn âäüng tải vë trê cạc bạnh xe. Ngưn âäüng lỉûc chênh trong mäüt Robot l âäüng cå âiãûn. Cạc u cáưu k thût, âäü tin cáûy trong quạ trçnh lm viãûc v tênh kinh tãú ca Robot phủ thüc nhiãưu vo sỉû lỉûa chn âụng âäüng cå âiãûn v phỉång phạp âiãưu khiãøn âäüng cå. Chn mäüt âäüng cå âiãûn thêch håüp cho truưn âäüng Robot bao gäưm nhiãưu tiãu chøn phi âạp ỉïng: + Âäüng cå phi cọ â cäng sút kẹo. + Täúc âäü ph håüp v âạp ỉïng âỉåüc phảm vi âiãưu chènh täúc âäü våïi mäüt phỉång phạp âiãưu khiãøn thêch håüp. + Tho mn cạc u cáưu måí mạy v hm âiãûn. + Ph håüp våïi ngưn âiãûn nàng sỉí dủng (loải dng âiãûn, cáúp âiãûn ạp ). + Thêch håüp våïi âiãưu kiãûn lm viãûc (âiãưu kiãûn thäng thoạng, nhiãût âäü âäü áøm, khê âäüc hải, khê näø, bủi bàûm, ngoi tråìi hay trong nh ). + Cạch gạ làõp: nàòm ngang, thàóng âỉïng, âãú hay màût bêch Cáưn chn âụng cäng sút ca âäüng cå sỉí dủng vç tiãu chøn âäüng cå â cäng sút truưn âäüng s âỉåüc âm bo nãúu tênh v chn âụng cäng sút âäüng cå. Viãûc ny cọ nghéa ráút låïn âäúi våïi mäüt Robot, nãúu náng cao cäng sút âäüng cå chn so våïi phủ ti thç âäüng cå kẹo ti dãù dng nhỉng giạ thnh âáưu tỉ tàng cao v hiãûu sút kẹm. Nãúu chn cäng sút âäüng cå nh hån cäng sút ti u cáưu thç âäüng cå cọ thãø khäng kẹo näøi ti hay kẹo ti mäüt cạch nàûng nãư dáùn âãún cạc cün dáy bë phạt nọng quạ mỉïc lm gim tøi th âäüng cå hồûc âäüng cå bë chạy hng nhanh chọng. Truưn âäüng motor l thnh pháưn quan trng nháút trong viãûc thiãút kãú Robot. Chụng ta cáưn phi quan tám mäüt cạch cáøn tháûn truưn âäüng cho motor åí tỉìng vë trê v -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 2 - ệ AẽN THIT K KYẻ THUT GVHD: TRệN MINH CHấNH caùch bọỳ trờ noù sao cho khọỳi lổồỹng coù thóứ phỏn bọỳ õóửu trong cồ cỏỳu khung chờnh cuớa Robot. Hỏửu hóỳt Robot õổồỹc thióỳt kóỳ vồùi 2 motor giọỳng nhau truyóửn õọỹng cho hai baùnh xe chuớ õọỹng. Nhổợng baùnh xe naỡy cung cỏỳp caùc momen õi tồùi vaỡ õi lui. Tờnh toaùn õọỹng cồ dỏựn õọỹng baùnh xe. Hỗnh 2: Sồ õọử phỏn tờch lổỷc taùc duỷng lón baùnh xe Goỹi N A , N B , N C lỏửn lổồỹt laỡ caùc phaớn lổỷc taỷi caùc baùnh xe . Tổỡ cỏn bũng phaớn lổỷc taùc duỷng lón caùc baùnh xe ta coù : Y = 0 N A + N B + N C = P Do tờnh õọỳi xổùng cuớa xe vaỡ giaớ thuyóỳt rũng khung xe coù õọỹ phúng tuyóỷt õọỳi, ta giaớ sổớ rũng troỹng lổỷc taùc duỷng õóửu lón 3 baùnh xe ta coù : N A = N B = N C = P/3 (1) Tổỡ cỏn bũng cuớa momen taùc duỷng lón õióứm C ta coù : m C = 0 N A .(a+b) + N B . 22 4)( cba ++ = P. 22 ca + N A .[(a+b) + 22 4)( cba ++ ] = P. 22 ca + (2) Thay (1) vaỡo (2) ta coù: ( 2 P -N A ).2c + N A .[(a+b) + 22 4)( cba ++ ] = P. 22 ca + N A .[(a+b) + 22 4)( cba ++ -2c] = P.( 22 ca + - c) N A = 22 22 4)(2 c)-a P.( cbacba c ++++ + Tổỡ N A ta tờnh õổồỹc lổỷc ma saùt taùc duỷng lón baùnh xe: FA ms = f ms . N A Trong õoù hóỷ sọỳ ma saùt f ms õổồỹc xaùc õởnh tổỡ thổỷc nghióỷm. Tổỡ õoù xaùc õởnh õổồỹc cọng suỏỳt cỏửn thióỳt cho õọỹng cồ: P cỏửn = F Ams .v xe Choỹn õọỹng cồ coù cọng suỏỳt P = 10 kW 2.1.2. ọỹng cồ taỷi vở trờ nỏng vaỡ xoay. Ta cuợng duỡng caùc õọỹng cồ coù cọng suỏỳt tổồng tổỷ vồùi caùc õọỹng cồ baùnh xe, tuy nhión caùch bọỳ trờ khaùc õi õóứ phuỡ hồỹp. ọỹng cồ nỏng vaỡ xoay phaới õỷt vóử phờa trổồùc õóứ cỏn bũng troỹng lổồỹng vồùi hai õọỹng cồ gừn vồùi baùnh xe. 2.2. Hóỷ sọỳ ma saùt. Hóỷ sọỳ ma saùt laỡ mọỹt thọng sọỳ maỡ ta hay sổớ duỷng õóứ tờnh toaùn choỹn õọỹng cồ. Trong thổỷc tóỳ, ta coù mọỹt phổồng phaùp õồn giaớn õóứ xaùc õởnh hóỷ sọỳ ma saùt giổợa 2 bóử mỷt laỡ: -Thióỳt kóỳ Robot doỡ õổồỡng theo hỗnh chổợ Z - -Trang 3 - ệ AẽN THIT K KYẻ THUT GVHD: TRệN MINH CHấNH Hỗnh 3. Phổồng phaùp thổỷc nghióỷm xaùc õởnh hóỷ sọỳ ma saùt Ta õỷt vỏỷt lón bóử mỷt cỏửn xaùc õởnh hóỷ sọỳ ma saùt, sau õoù tng dỏửn goùc nghióng cho õóỳn khi vỏỷt bừt õỏửu chuyóứn õọỹng, taỷi thồỡi õióứm vỏỷt bừt õỏửu chuyóứn õọỹng ta õo goùc , khi õoù ta coù hóỷ sọỳ ma saùt giổợa 2 bóử mỷt laỡ: f ms = tg. 2.3. Truyóửn õọỹng taỷi vở trờ xoay cuớa Robot. 2.3.1. Tọứng quaùt. Vở trờ xoay laỡ vở trờ maỡ taỷi õoù khi robot õóỳn vở trờ goùc xoay trón õổồỡng hỗnh chổợ Z thỗ bừt õỏửu thổỷc hióỷn nhióỷm vuỷ xoay xe õi 1 goùc 135 0 2.3.2.Tờnh toaùn truyóửn õọỹng baùnh rng a. Sọỳ rng n khồùp (taỷi vở trờ xoay). õỏy ta coù trổồùc khoaớng caùch truỷc giổợa truỷc xoay vaỡ truỷc õọỹng cồ A = 300 mm, tố sọỳ truyóửn i = 3, vaỡ mọõun m = 2 mm. Ta coù: ( ) 1 2 2 1 2 + = = m z z A z i z 1 2 1 2. 2.30 8 (1 ) 2(1 3) . 3.8 24 = = = + + = = = A z m i z i z Chióửu cao õốnh rng: h a = m = 2mm Chióửu cao chỏn rng: h f = 1,25m = 1,25. 2 = 2,5 mm Baùn kờnh voỡng chia: 1 1 2 2 8 2. 8 2 2 24 2. 24 2 2 = = = = = = z r m mm z r m mm Baùn kờnh voỡng õốnh: 1 2 1 2 8 2 10 24 2 26 = + = + = = + = + = a a a a r r h mm r r h mm Baùn kờnh voỡng õaùy: 1 2 1 2 8 2,5 5,5 24 2,5 21,5 = = = = = = f f f f r r h mm r r h mm Bổồùc rng trón voỡng chia: t = .m = 3,14. 2 = 6,28 mm Goùc lổồỹn chỏn rng: t = 0,25m = 0,25.2 = 0.5 0 -Thióỳt kóỳ Robot doỡ õổồỡng theo hỗnh chổợ Z - -Trang 4 - Truỷ xoay ọỹng cồ Baùnh rng lión kóỳt truỷ xoay Hỗnh 4: Baùnh rng truyóửn õọỹng taỷi vở trờ xoay robot Voỡng õốnh Voỡng õaùy Voỡng chia Hỗnh 5: Caùc õổồỡng cồ baớn trong baùnh rng ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT GVHD: TRÁƯN MINH CHÊNH b. Kãút cáúu bạnh ràng. Bạnh ràng thàóng thỉåìng âỉåüc dng khi váûn täúc trung bçnh hồûc tháúp, trong cạc bäü truưn håí, hồûc khi cáưn dëch âäüng dc trủc trong cạc häüp täúc âäü. Bạnh ràng nghiãng dng trong cạc bäü truưn quan trng, täúc âäü trung bçnh hồûc cao. Bạnh ràng chỉỵ V âỉåüc dng trong cạc bäü truưn chëu ti ráút låïn, khäng gáy nãn lỉûc dc trủc âäúi våïi cạc äø. Kãút cáúu bạnh ràng phủ thüc nhiãưu vo kêch thỉåïc (ch úu l âỉåìng kênh bạnh ràng), quy mä sn xút (âån chiãúc, hong loảt v v.) v phỉång phạp làõp våïi trủc (chãú tảo liãưn trủc hồûc chãú tảo råìi räưi làõp trãn trủc). Nãúu âỉåìng kênh bạnh ràng khäng låïn (dỉåïi 150mm) bạnh ràng thỉåìng âỉåüc chãú tảo mäüt khäúi, khäng khoẹt lm. Nãúu âỉåìng kênh vng âạy ràng êt chãnh lãûch våïi âỉåìng kênh trủc hồûc cáưn tàng âäü âäưng tám ca bạnh ràng âäúi våïi trủc, bạnh ràng âỉåüc chãú tảo liãưn trủc .Thỉåìng lm liãưn våïi trủc khi khong cạch tỉì âạy ràng âãún rnh then nh hån 2.5 m (mä âun) âäúi våïi bạnh ràng trủ v 1.6 m âäúi våïi bạnh ràng cän. Bạnh ràng cọ âỉåìng kênh nh hån 500mm âỉåüc chãú tảo bàòng phäi rn hồûc phäi dáûp (nãụ sn xút nhiãưu). Nhỉỵng bạnh ràng khäng quan trng cọ thãø âục hồûc chãú tảo bàòng thẹp cạn. Bạnh ràng cọ âỉåìng kênh låïn (nhỉng khäng quạ 500mm) âỉåüc khoẹt lm v lm läù âãø gim båït khäúi lỉåüng. Nhåì cọ cạc läù trãn thán bạnh ràng, viãûc giạ làõp âãø gia cäng trãn mạy càõt v váûn chuøn bạnh ràng âỉåüc thûn tiãûn. Kêch thỉåïc kãút cáúu bạnh ràng cọ thãø láúy nhỉ sau: d c = (1,5 - 1,7)d ; I c = (0,8 - 1,5)d; c = (0,15 - 0,3) b ω ; S = (1,5 - 3)m Bạnh ràng âỉåìng kênh trãn 500mm âỉåüc chãú tảo bàòng hn, nãúu sn xút âån chiãúc v hng loảt nh , hồûc chãú tảo bàòng âục, nãúu sn xút hng loảt låïn. Âäúi våïi cạc bạnh ràng cọ kêch thỉåïc låïn âàût trong cạc häüp gim täúc, cọ khong cạch trủc ω a > 400mm, âãø tiãút kiãûm thẹp täút (vê dủ thẹp håüp kim) nãn chãú tảo riãng vnh ràng bàòng thẹp täút räưi làõp våïi pháưn li âục bàòng gang hồûc thẹp cháút lỉåüng thỉåìng. Vnh ràng âỉåüc làõp bàòng bäü âäi våïi li v âỉåüc làõp thãm vêt. Cạc bạnh ràng làõp trãn trủc âỉåüc cäú âënh theo phỉång dc trủc v phỉång tiãúp tuún (chäúng xoay). Theo phỉång tiãúp tuún bạnh ràng âỉåüc cäú âënh bàòng làõp cọ bäü âäi våi trủc, kiãøu làõp âỉåüc chn theo ti trong cáưn truưn v táưn säú thạo làõp . Nãúu ti trng khäng låïn v thỉåìng hay thạo làõp, ngỉåìi ta dng cạc kiãøu làõp trung gian H7/k6, H7/m6 v.v , mäúi ghẹp cọ thãø cọ âäü däi nh hồûc khe håí. Âãø truưn mämen xồõn dng then, then hoa. Trỉåìng håüp êt thạo làõp ta dng kiãøu làõp H7/n6 hồûc H7/p6. Bạnh ràng âỉåüc cäú âënh theo phỉång dc trủc bàòng vng l xo, vêt âënh vë hồûc cạc bảc chàûn, gai äúc chàûn, gåì trủc v.v Nãúu bäü truưn chëu mämen xồõn låïn hồûc khi lm viãûc cọ cháún âäüng mảnh (cạc bäü truưn váûn täúc cao ) cạc bạnh ràng âỉåüc cäú âënh trãn trủc bàòng kiãøu làõp H7/r6, H7/t6 hồûc H7/u6 , âäü däi trong khong (0,0002 - 0,002)d 1 (d 1 - âỉåìng kênh trủc). c. Âäü chênh xạc ca viãûc truưn âäüng bàòng bạnh ràng. Kh nàng lm viãûc ca bạnh ràng phủ thüc nhiãưu vo âäü chênh xạc chãú tảo bạnh ràng. Nhỉỵng sai säú chãú tảo lm sai lãûch hçnh dảng profin v phỉång ca ràng, gáy nãn sai säú bỉåïc ràng, tảo ra âäü khäng song song giỉỵa cạc trủc bạnh ràng Kãút qu l tè säú truưn tỉïc thåìi ω 1 /ω 2 thay âäøi, dao âäüng vãư hai phêa so våïi giạ trë trung bçnh u = z 2 /z 1 , gáy nãn ti trng phủ, rung âäüng v tàng thãm tiãúng äưn. Nhỉỵng sai säú trong chãú tảo cng lm xút hiãûn sỉû táûp trung ti trong trãn ràng. Bạnh ràng âỉåüc kiãøm tra theo cạc úu täú chiãưu dy ràng, bỉåïc ràng, âäü âo hỉåïng tám ca vnh ràng, hçnh dảng than khai ca màût ràng v.v v kiãøm tra theo cạc chè tiãu täøng håüp nhỉ chênh xạc âäüng hc, lm viãûc ãm, sỉû tiãúp xục cạc ràng v khe håí cảnh ràng khi àn khåïp. Chè tiãu chênh xạc âäüng hc âỉåüc âënh båíi sai säú giỉỵa gọc quay thỉûc våïi gọc quay danh nghéa ca bạnh ràng bë dáùn. Chè tiãu lm viãûc ãm âỉåüc âënh båíi sai säú bỉåïc ràng v sai säú profin ràng. -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 5 - ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT GVHD: TRÁƯN MINH CHÊNH Chè tiãu vãút tiãúp xục âỉåüc âạnh giạ theo kêch thỉåïc cạc vãút tiãúp xục trãn ràng khi àn khåïp Tiãu chøn quy âënh 12 cáúp chênh xạc chãú tảo cạc bäü truưn bạnh ràng trủ v bạnh ràng cän (cáúp 1 l cáúp cao nháút, cáúp 12 l cáúp tháúp nháút). Trong mäùi cáúp chênh xạc cọ quy âënh củ thãø cạc chè tiãu âäüng hc, lm viãûc ãm v tiãúp xục cạc ràng, cáúp chênh xạc âỉåüc chn theo âiãưu kiãûn lm viãûc v cäng dung ca bạnh ràng. d. Ti trng trong truưn âäüng bạnh ràng. Khi xạc âënh lỉûc tạc dủng lãn bạnh ràng khi àn khåïp ta b qua lỉûc ma sạt sinh ra trãn màût ràng vç hãû säú ma sạt f tải âáy khạ nh. Lỉûc phạp tuún ton pháưn tạc dủng giỉỵa cạc ràng F n nàòm trong màût phàóng àn khåïp (hçnh 10-10), l täøng cạc ti trng phán bäú trãn chiãưu di tiãúp xục, nghéa l: = ∆ ∑ n i i i F q l Trong âọ : q i - cỉåìng âäü ti trng (ti trng riãng) trãn âoản thỉï i cọ chiãưu di. Khi xạc âënh cạc phn lỉûc trong cạc äø v cạc lỉûc ún trủc, ti trng phán bäú âỉåüc thay bàòng lỉûc táûp trung âàût ti âiãøm giỉỵa ca vnh ràng. Lỉûc ton pháưn F n trong màût phàóng àn khåïp âỉåüc chia lm 2 thnh pháưn : lỉûc dc trủc F a v lỉûc, gọc nghiãng ca ràng trong màût phàóng àn khåïp våïi sai säú khäng âạng kãø trong tênh toạn âäü bãưn cọ thãø Lỉûc F n âỉåüc chia lm 2 thnh pháưn: Lỉûc hỉåïng tám F r v lỉûc vng F t . Lỉûc tạc dủng lãn bạnh ràng nghiãng (cạc kê hiãûu trong ngồûc dng cho trỉåìng håüp cạc bäü truưn x 2 = x 1 = 0 ), ta cọ: 2 t T F d w = ; F a = F t tanβ ω ; F r = F t tanα 1 ω 2 cos cos cos cos ω ω ω ω ω α β α β = = t n n n F T F d trong âọ: T - Mämen xồõn tạc dủng lãn bạnh ràng âang xẹt α n ω - gọc àn khåïp trong màût càõt phạp tuún Trỉåìng håüp: 2 1 0x x= = , ta cọ ω β β = ; d d w = ; ω = n n a a 1 2T F d = ; β = a t F Ftg ; α = r t n F Ftg 1 1 ω π =v d ; 2 cos cos cos cos α β α β = = t n n n F T F d Trỉåìng håüp bäü truưn bạnh ràng thàóng: β = 0; α n ω = α 1 ω = α ω 2 t T F d w = ; . ω α = r t F F tg ; 0 a F = ; 2 cos cos ω ω ω α α = = t n F T F d Âäúi våïi bäü truưn bạnh ràng thàóng : 2 1 0x x= = 2 t T F d = ; α = r t F Ftg ; 0 a F = 2 cos cos α α = = t n F T F d e. Cạc váût liãûu thỉåìng dng âãø chãú tảo bạnh ràng. - Bạnh ràng thỉåìng lm bàòng cạc váût liãûu bàòng gang hồûc thẹp, bạnh ràng lm bàòng gang khi cáưn bäü truưn chëu ti nh - Bạnh ràng lm bàòng thẹp khi cáưn truưn âäüng ti nàûng -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 6 - ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT GVHD: TRÁƯN MINH CHÊNH Nhỉ váûy, bạnh ràng âỉåüc chãú tảo tỉì cạc váût liãûu âỉåüc nhiãût luûn nhỉ täi, tháúm than, tháúm Nitå, tháúm Xyanua, täi ci thiãûn. Bạnh ràng cn cọ thãø chãú tảo bng cạc váût liãûu phi kim loải nhỉ: cháút do, tãch-tä- lich, cọ khäúi lỉåüng nh, khäng gè, lm viãûc khäng äưn, tuy nhiãn chëu ti nh, v chãú tảo phỉïc tảp, giạ thnh cao. Trong thiãút kãú ny, vç u cáưu ti trng truưn âäüng khäng cao nãn ta cọ thãø chn váût liãûu lm bạnh ràng nhỉ sau:  Chn váût liãûu. Ta sỉí dủng thẹp â qua nhiãût luûn bàòng cạch thỉåìng họa: - Bạnh nh: thẹp C50 täi ci thiãûn, âäü ràõn ca ràng: 200 HB, giåïi hản bãưn kẹo 2 600( / ) bk N mmσ = , giåïi hản chy 2 300( / ) ch N mmσ = . Phäi rn, gi thiãút âỉåìng kênh phäi dỉåïi 100 mm. - Bạnh låïn: thẹp C45, âäü ràõn ca ràng: 170 HB, giåïi hản bãưn kẹo 2 500( / ) bk N mmσ = , giåïi hản chy 2 260( / ) ch N mmσ = . Phäi rn, gi thiãút âỉåìng kênh phäi dỉåïi 100 ÷ 300 mm.  Kiãøm nghiãûm ràng vãư âäü bãưn tiãúp xục theo cäng thỉïc: [ ] 1 1 2 . . .( 1) . H HV M H H H w w T K K u Z Z Z d b u β ε σ σ + = ≤ trong âọ: 2 1,76 sin 2 H w Z α = = l hãû säú xẹt âãún hçnh dảng bãư màût tiãúp xục 4 4 1,6 0,89 3 3 Z α ε ε − − = = = l hãû säú tênh âãún täøng chiãưu di tiãúp xục 1,25 H K β = â tçm åí trãn. Âãø xạc âënh H K α , trỉåïc hãút cáưn tênh váûn täúc vng: 1 1 3,78 ( / ) 60.1000 π = = w d n v m s Váûn täúc vng 6 ( / ) v m s ≤ , chn cáúp chênh xạc 8 cho bäü truưn bạnh ràng. 1 1 1 2 H w w Hv H H v b d K TK K α β = + våïi 0 / H H w v g v a uσ = , 0,004 H σ = (ràng thàóng, cọ vạc mẹp); 0 73 g = 150 0,004.73.3,78 6,76 4 H v ⇒ = = 1,2⇒ = Hv K Váûy: [ ] 386,6 427 σ σ = ≤ = H H MPa MPa  Kiãøm nghiãûm ràng vãư âäü bãưn ún [ ] [ ] 1 1 1 1 1 2 2 1 2 1 2 . . . F F F FV F w w F F F F F T Y K K b d m Y Y β σ σ σ σ σ = ≤ = ≤ -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 7 - ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT GVHD: TRÁƯN MINH CHÊNH Tra trãn âäư thë hãû säú dảng ràng 1 2 , F F Y Y våïi hãû säú dëch chuøn x = 0 v 1 2 25, 100 Z Z ⇒ = = , ta cọ: 1 2 3,88 ; 3,6 F F Y Y = = . Hãû säú 1,27 F K β = Hãû säú 1 1 1 2 F Fv F F v b d K TK K ω ω α β = + våïi 0 / F F w v g v a uσ = , 0,011 H σ = (ràng thàóng, cọ vạc mẹp); 0 73 g = 150 0,011.73.3,78 18,58 4 F v ⇒ = = 1,6⇒ = Fv K Váûy: [ ] [ ] 1 1 2 2 84,67 262 78,55 218 σ σ σ σ = ≤ = = ≤ = F F F F MPa MPa MPa MPa  Kiãøm nghiãûm âäü bãưn ca ràng khi quạ ti. Kiãøm nghiãûm ỉïng sút tiãúp xục ca ràng bạnh låïn cọ ỉïng sút tiãúp xục cho phẹp khi quạ ti [ ] [ ] 2 1 max max 952 H H MPaσ σ = < Ti trng khäng âäøi: 1max 1 T T = nãn: [ ] 1max max 2 max 1 386,6 952 H H H T MPa MPa T σ σ σ = = < = Kiãøm nghiãûm ỉïng sút ún khi quạ ti: [ ] [ ] 1max 1max 1 1 max 1 1max 2max 2 1 max 1 84,67 528 78,55 440 F F F F F F T MPa MPa T T MPa MPa T σ σ σ σ σ σ = = < = = = < =  Mäüt vi thäng säú trãn bn v. - Âỉåìng kênh vng chia: 1 16( )= d mm ; 2 48( )= d mm - Âỉåìng kênh vng âènh: 1 20( )= a d mm ; 2 52( )= a d mm - Âỉåìng kênh vng chán: 1 11( )= f d mm ; 2 43( )= f d mm - Khong cạch trủc: 32( )= w a mm - Säú ràng: 1 8= Z ; 2 24= Z - Chiãưu cao âènh ràng: 2( )= a h mm - Chiãưu cao chán ràng: h f = 2,5 mm 2.3.3. Truưn âäüng bạnh ràng - thanh ràng (tải vë trê náng) a. Giåïi thiãûu. Khi chuøn âäüng âãún vë trê gọc chỉỵ Z, robot cáưn thỉûc hiãûn nhiãûm vủ quay âáưu xe, khi âọ cáưn phi cọ mäüt trủ chäúng lm trủc cho robot xoay, nhỉ thãú cáưn phi cọ bäü truưn âäüng lm cho trủ tënh tiãún xúng dỉåïi, nãn cáưn dng bäü truưn bạnh ràng thanh ràng, vç bäü truưn ny cọ tạc dủng biãún chuøn âäüng quay thnh chuøn âäüng tënh tiãún. b. Tênh toạn säú ràng àn khåïp. Trong truưn âäüng bạnh ràng - thanh ràng, quạ trçnh tênh toạn cå hc cng tỉång tỉû nhỉ trong truưn âäüng giỉỵa hai bạnh ràng àn khåïp, tuy nhiãn do ta cáưn cäng sút nh nãn váût liãûu lm bạnh ràng ta lm bàòng nhỉûa cỉïng -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 8 - ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT GVHD: TRÁƯN MINH CHÊNH Gọc profil ca thanh ràng sinh α = 20 0 Ta chn màût phàóng làn v màût phàóng chia ca thanh ràng sinh trng nhau, khi âọ khong cạch tỉì tám bạnh ràng âãún màût phàóng ny l: E = 0,5d = 0,5m t Z Ta chn bạnh ràng dáùn cọ säú ràng l: Z 1 = 10 (ràng) Trãn thanh ràng, täøng chiãưu di ca ton bäü vng chỉïa ràng ta chn di cåỵ 30mm, do hnh trçnh ca thanh ràng tỉì vë trê ban âáưu âãún khi dỉìng lải l 20mm (ban âáưu trủc cạch màût âáút 10mm, sau âọ náng c Robot lãn cạch màût âáút 10mm nỉỵa) c. Váût liãûu lm bạnh ràng, thanh ràng. ÅÍ âáy ta chn bạnh ràng âỉåüc gia cäng trỉûc tiãúp trãn trủ xoay ca âäüng cå, tỉïc l giỉỵa bạnh ràng v trủc khäng cọ liãn kãút m liãưn nhau mäüt khäúi, v ta cng chn váût liãûu nhỉ ca pháưn bạnh ràng â xẹt trãn. Do lỉûc náng Robot nh, nãn ta chn váût liãûu ca thanh ràng bàòng nhỉûa cỉïng, vç dãù chãú tảo v gim trng lỉåüng, hån nỉỵa do robot khäng hoảt âäüng thỉåìng xun nãn êt såü bë mn. 2.3.4. Truưn âäüng trong lng âäüng cå. a. Giåïi thiãûu. Vç âäüng cå dng trong Robot cáưn hản chãú vãư khäúi lỉåüng nãn kêch thỉåïc v cäng sút ca âäüng cå cng nh, âãø tàng cäng sút ta cáưn mäüt tè säú truưn låïn. b.Tênh toạn truưn âäüng trong âäüng cå. Ta sỉí dủng trủc vêt thán khai Chn mäâun m = 1,25mm Hãû säú âỉåìng kênh q theo theo tiãu chøn (St SEV 267-76): q = 6,3 Gọc vêt γ ca âỉåìng xồõn äúc: tanγ = 1 1 1 π π = mZ Z d q ÅÍ âáy ta chn Z 1 = 4 (theo tiãu chøn ) d 1 = m.q = 1,25.6,3 = 8 mm suy ra: tanγ = Z 1 /q = 4/6,3 = 0,63 ⇒ γ = arctan(0,63) = 32 0 Âỉåìng kênh màût trủ làn ca trủc vêt: 1 2 ω + = q x d m Våïi x : khong dëch dao khi càõt bạnh vêt, ta chn x = 0.5 suy ra: 1 2 6,3 2.0,5 5,84 1,25 ω + + = = = q x d mm m Màût trủc cọ âỉåìng kênh bàòng âỉåìng kênh trung bçnh ca ren, l màût trủc chia ca trủc vêt, âỉåìng kênh màût trủ chia ca trủc vêt: d 1 = q.m = 6,3.1,25 = 8 mm Âỉåìng kênh vng âènh v vng âạy ren trủc vêt: 1 1 * 1 * 1 2 2  = +   = −   a a f f d d h m d d h m Våïi h a * =1, l hãû säú chiãưu cao âáưu ràng -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 9 - Âäüng cå Trủc vêt Bạnh vêt Bạnh vêt Trủc vêt â xoay Roto ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT GVHD: TRÁƯN MINH CHÊNH h f * = h a * + c* : hãû säú chiãưu cao chán ràng; c* = 0,2 hãû säú khe håí hỉåïng tám suy ra: h f * = h a * + c* = 1+ 0,2 = 1,2 mm Do âọï: 1 1 * 1 * 1 2 8 2.1.1,25 10,5 2 8 2.1,2.1,25 5 a a f f d d h m mm d d h m mm = + = + = = - = - = c. Kãút cáúu trủc vêt, bạnh vêt. Bạnh vêt cọ ràng nghiãng våïi gọc nghiãng β = γ = 32 0 Bỉåïc vng ca ràng bạnh vêt trãn màût trủ chia cọ âỉåìng kênh d 2 bàòng bỉåïc p ca profil ren trủc vêt , do âọ : πd 2 = Z 2 .P hồûc d 2 = m.Z 2 = d ω 2 Âỉåìng kênh vng làn bạnh vêt bàòng âỉåìng kênh vng chia: d 2 = d ω 2 Âỉåìng kênh vng âènh v vng âạy ràng bạnh vêt: 2 2 * 2 * ( 2 2 ) 2 (0,5 ) ω  = + +     = − +     a a f f d m Z h x d a m q h Âỉåìng kênh låïn nháút cáúu bạnh vêt: d aM2 = d 2 + d 1 (1- cosδ) x d a2 + k.m Trong âọ k - hãû säú, láúy bàòng 2,; 1,5; v 1 tỉång ỉïng våïi Z 1 = 1;2 v 4. δ: nỉía gọc tiãúp xục ren trủc vêt våïi ren bạnh vêt. Khong cạch trủc: a ω = 0,5m(q + Z 2 + 2x) Våïi khong cạch trủc â cho cọ thãø thay âäøi m, q v x âãø âỉåüc cạc tè säú truưn khạc nhau. Âãø âảt âỉåüc khong cạch trủc cho trỉåïc, ngỉåìi ta xạc âënh hãû säú dëch chènh x theo cäng thỉïc: 2 0,5( ) ω = − + a x q Z m d. Cạc thäng säú trong truưn âäüng trủc vêt, bạnh vêt. Trủc vêt thỉåìng âỉåüc chãú tảo liãưn våïi trủc, cn bạnh vêt thç âỉåüc chãú tảo riãng räưi làõp lãn trủc. Bạnh vêt cọ thãø chãú tảo liãưn mäüt khäúi hồûc ghẹp lải. Bạnh vêt liãưn khäúi âỉåüc chãú tảo trong trỉåìng håüp âỉåìng kênh nh, khäng quạ 100÷120 mm. Âäúi våïi bạnh vêt cọ âỉåìng kênh låïn, âãø tiãút kiãûm âäưng thanh, ngỉåìi ta lm vnh bạnh bàòng âäưng thanh, dng buläng, vêt hồûc âinh tạn âãø ghẹp våïi thán bạnh bàòng gang. Vnh bạnh vêt trong häüp gim täúc tiãu chøn nhiãưu khi âỉåüc âục bàòng âäưng thanh trỉûc tiãúp vo ma.  Cå hc truưn âäüng trủc vêt: - Váûn täúc v tè säú truưn: Khạc våïi truưn âäüng bạnh ràng, váûn täúc vng v 1 ca trủc vêt v v 2 ca bạnh vêt khäng cng phỉång (tảo thnh mäüt gọc no âọ, thỉåìng l 90°) v cọ trë säú khạc nhau. Khi trủc vêt quay âỉåüc mäüt vng thç ràng bạnh vêt tiãúp xục våïi mäüt ren no âọ ca trủc vêt, di chuøn âỉåüc mäüt khong bàòng 1 π mZ , nghéa l bạnh vêt quay âỉåüc 1 2 / π π mZ d vng. Váûy trong 1 phụt trủc vêt quay âỉåüc n 1 vng thç bạnh vêt quay âỉåüc: 1 2 1 2 π π = mZ n n d vng. Chụ ràòng bỉåïc âỉåìng xồõn äúc ca ren vêt 1 1 π π γ =mZ d tg , ta cọ cäng thỉïc tênh t säú truưn: 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 8 5 5,84.0,63 n d Z d u n mZ Z d tg ω π ω π γ = = = = = = = säú ràng bạnh vêt âỉåüc tênh nhỉ sau: -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 10 - [...]... Robot phạt hiãûn v chảy bạm theo vảch tràõng, ta cáưn bäú trê cm biãún mäüt cạch ph håüp âãø mảch âiãưu khiãøn Robot thỉûc hiãûn âỉåüc cạc chỉïc nàng sau: - Phạt hiãûn âỉåüc vảch tràõng - Âiãưu khiãøn xoay Robot nàòm song song v âäúi xỉïng trãn vảch tràõng - Âiãưu khiãøn Robot chảy bạm theo vảch tràõng Ta cọ thãø chè cáưn mäüt cm biãún âãø phạt hiãûn âỉåüc vảch tràõng, nhỉng âãø âiãưu khiãøn xoay Robot. .. âáúu l cạc âỉåìng thàóng càõt nhau Do sai säú ngáùu nhiãn ca mảch âiãưu khiãøn Robot, cng nhỉ do quạn tênh ca Robot khi chuøn âäüng nãn khi Robot bạm theo vảch tràõng, nọ cọ xu hỉåïng bë lãûch ra khi vảch tràõng Âãø âiãưu khiãøn Robot chảy bạm theo vảch tràõng, cáưn phi bäú trê cạc cm biãún sao cho mảch âiãưu khiãøn ca Robot nháûn biãút âỉåüc hỉåïng lãûch v täút hån l nháûn biãút âỉåüc c âäü lãûch... cọ thãø tênh toạn quy ỉåïc theo âiãưu kiãûn ỉïng sút trung bçnh σd trãn cạc bãư màût lm viãûc ca then hoa khäng vỉåüt quạ trë säú cho phẹp: σd = 2T/dmlhZψ ≤ [σd ] T: mämen xồõn truưn qua mäúi ghẹp, åí âáy l mä men do âäüng cå truưn qua: T = F.d = 50.0,5=25 Nmm F: trng lỉåüng robot, d: khong cạch tỉì ràng âäüng cå âãún tám trủ xoay -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 17 - ÂÄƯ ẠN THIÃÚT... phỉång phạp hn, ba thanh ny bäú trê nhỉ sau: + 1 thanh theo hỉåïng chuøn âäüng chênh ca robot, + 2 thanh cn lải, mäùi thanh håüp våïi thanh ban âáưu gọc 135 0 vç trãn âọ s gàõn hai cäng tàõc hnh trçnh, hai cäng tàõc ny cọ tạc dủng ngàõt âiãûn cho âäüng cå xoay v âäüng cå náng sau khi robot xoay âỉåüc gọc 1350 -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 13 - ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT TRÁƯN MINH... nhỉỵng vë trê håüp l Robot cọ thãø tiãúp cáûn vảch tràõng theo gọc nghiãng báút k, do âọ nãúu bäú trê hai cm biãún nàòm thàóng hng ngang nhỉ trãn hçnh a, thç cọ thãø c hai cm biãún âãưu åí trãn vảch tràõng, nhỉng Robot khäng nàòm song song trãn vảch tràõng Âãø Robot nháûn biãút âỉåüc nọ nàòm song song trãn vảch tràõng thç cáưn phi cọ êt nháút hai cm biãún bäú trê theo chiãưu dc ca Robot Nãúu bäú trê... dng trong thiãút kãú Robot d âỉåìng Trong Robot d âỉåìng ny ta cáưn dng then bàòng dng âãø liãn kãút åí cạc vë trê nhỉ sau: + Trong cạc âäüng cå tải vë trê liãn kãút giỉỵa bạnh vêt våïi trủc cáưn truưn âäüng ra bãn ngoi -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 16 - ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT TRÁƯN MINH CHÊNH GVHD: Then bàòng + Tải vë trê liãn kãút giỉỵa bạnh ràng xoay robot våïi âäüng cå Hçnh... trçnh khạc Så âäư bäú trê cäng tàõc hnh trçnh nhỉ sau: 3 SÅ ÂÄƯ TOẠN ÂIÃƯU ROBOT 3.1 Phán têch âỉåìn g âi hçnh -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 34 - THÛT KHIÃØN âàûc âiãøm chỉỵ Z ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT TRÁƯN MINH CHÊNH  GVHD: Så âäư âỉåìng âi: A B 3 cm 45º 135 C ° D Trãn cạc âoản âỉåìng di chuøn AB, BC, CD thç Robot chảy d âỉåìng bçnh thỉåìng v kãút thục âoản âỉåìng AB v CD l cạc... âỉåüc trçnh by củ thãø nhỉ sau: 3.2 Quạ trçnh Robot chảy d âỉåìn g theo hçnh chỉỵ Z Ban âáưu, ta cho Robot chảy d âỉåìng trãn âoản thàóng nàòm ngang Nãúu Robot lãûch qua phi thç cm biãún phi vãư trảng thại 0, cm biãún trại váùn åí mỉïc 1, khi âọ bäü âiãưu khiãøn âỉa ra lãûnh âiãưu khiãøn bạnh phi quay cn bạnh trại âỉïng âãø xe tråí lải vë trê c Tỉång tỉû, khi Robot lãûch qua trại thç cm biãún trại vãư... motor_trai=0 delay=0 Tiãúp theo, Robot thỉûc hiãûn quạ trçnh náng bàòng cạch cho âäüng cå náng quay theo chiãưu thûn, cho âãún khi cọ sỉû tạc âäüng ca cäng tàõc hnh trçnh 2 thç dỉìng quạ trçnh náng Lục ny, Robot chuøn sang thỉûc hiãûn viãûc xoay gọc 135 0 bàòng cạch cho âäüng cå xoay quay theo chiãưu thûn, cho âãún khi cọ sỉû tạc âäüng ca cäng tàõc hnh trçnh 4 thç dỉìng quạ trçnh quay Sau âọ, Robot thỉûc hiãûn... trong cạc Robot k thût cao Hån nỉỵa Råle cọ thãø bë hng tiãúp âiãøm sau mäüt khong thåìi gian sỉí dủng, nhỉng chụng lải r hån cạc phỉång phạp khạc, dãù dng thỉûc hiãûn hån v chiãúm êt khäng gian -Thiãút kãú Robot d âỉåìng theo hçnh chỉỵ Z - -Trang 31 - ÂÄƯ ẠN THIÃÚT KÃÚ K THÛT TRÁƯN MINH CHÊNH GVHD: Trong pháưn ny, ta chè quan tám âãún viãûc thiãút kãú mảch âiãưu khiãøn cho cạc âäüng cå ca Robot vng . coù: ( ) 1 2 2 1 2 + = = m z z A z i z 1 2 1 2. 2.30 8 (1 ) 2(1 3) . 3.8 24 = = = + + = = = A z m i z i z Chióửu cao õốnh rng: h a = m =. âỉåìng kênh q theo theo tiãu chøn (St SEV 267-76): q = 6,3 Gọc vêt γ ca âỉåìng xồõn äúc: tanγ = 1 1 1 π π = mZ Z d q ÅÍ âáy ta chn Z 1 = 4 (theo tiãu chøn