bài giảng động học vị trí robot - ts. phan tấn tùng

1 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng Chng Chng 4 4     ng ng h h   c c v v   tr tr í í Robot Robot 1. Bài toán đng hc(v trí) thun (forward kinematics) • Tay máy là 1 chui đng h bao gm các khâu và khp • Các thông s không thay đigiátr khi tay máy hot đng gilàTHAM S ( Vd: chiu dài các khâu ) • Các thông s thay đigiátr khi tay máy hot đng gilàBIN KHP (Vd: góc hpbi2 khâuti1 khp) • Các khpthng dùng trong tay máy là KHP TRT và KHP QUAY (là khploi5) • Bài toán thun mô tà v trí và hng ca đim End Effector didng hàm s ca các binkhp 2 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng Hàm s mô t v trí ca đim End Effector Vi Vd1: C cutaymáynh hình bên pqTp n n ).( 00 = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ = 1000 )( 0000 0 pwvu qT ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + + − = 1000 0100 0 0 )( 2112121 2112121 21 21 0 θθθθθθθ θθθθθθθ SaSaCS CaCaSC qT ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + + = ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + + − == ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = 1 0 1 0 0 0 . 1000 0100 0 0 ).( 1 211 211 2112121 2112121 21 21 21 21 2 2 00 θθθ θθθ θθθθθθθ θθθθθθθ SaSa CaCa SaSaCS CaCaSC pqT z y x p E E E 3 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng 1.1 Qui tc Denavit Hartenberg H tođgn lên các khâu nh sau: • TrcZ i đtdctheotrckhpi+1 • TrcX i đtdctheophng pháp tuyn chung giaZ i-1 và Z i , hng t khpi đnkhpi+1 • TrcY i vuông góc viX i và Y i theo qui tcbàntayphi • GctođO i là giao catrcZ i và pháp tuyn chung nh nhtca trcZ i-1 và Z i • GctođO i’ là giao catrcZ i-1 và pháp tuyn chung nh nhtca trcZ i-1 và Z i Các thông s Denavit Hartenberg • Khong cách gia2 khpliêntiptheophng X i là a i (tham s) • Khong cách gia2 khpliêntiptheophng Z i-1 là d i (binkhp) • Góc quay quanh trcX i giatrcZ i-1 và trcZ i là α I (tham s) • Góc quay quanh trcZ i-1 giatrcX i-1 và trcX i là θ I (binkhp) 4 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng nh nghah tođvà các thông s Denavit Hartenberg 5 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − = − 1000 100 00 00 int 1 i ii ii i d CS SC A θθ θθ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − = 1000 00 00 001 int ii ii i i CS SC a A αα αα Xác đnh ma trn chuyn đit h tođth i v h tođth i-1 Ma trnchuyn đit h tođth i v h tođtrung gian int. Xoay quanh trcX int góc α I sau đótnh tintheotrcX int đona i . Ma trnchuyn đit h trunggianintv h i-1. Xoay quanh trcZ i góc θ i sau đótnh tintheotrcZ int đond i . 6 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − == −− 1000 0 int int 11 iii iiiiiii iiiiiii i i i i dCS SaSCCCS CaSSCSC AAA αα θαθαθθ θαθαθθ Vyma trnchuyn đit h i v h i-1 là Tóm litikhâuth i ta có ma trnchuyn đit h th i v h i-1 nh trên vi các thông s Denavit Hartenberg đc xác đnh trong bng thông s DH nh sau 7 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng Phng trình đng hcthun(v trí) cataymáylà pAAAApTp n n n i in n 11 2 1 1 000 − − == Vd2: Xét c cutaymáynh hình bên Bng thông s DH cataymáy ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − = 1000 0100 0 0 222 222 2 2 2 1 θθθ θθθ SaCS CaSC A ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − = 1000 0100 0 0 111 111 1 1 1 0 θθθ θθθ SaCS CaSC A Ma trnchuyn đit h 2 v h 1 và t h 1 v h 0 8 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng ( ) ( ) () ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ++−+ + − + − − == 1000 0100 0 0 1212121212121 1212121212121 12 12 2 1 1 0 2 0 θθθθθθθθθθθθθ θθθθθθθθθθθθθ SaSCCSaSSCCSCCS CaSSCCaCSSCSSCC AAA ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + + − == 1000 0100 0 0 1212121 1212121 12 12 2 0 2 0 θθθθθθθ θθθθθθθ SaSaCS CaCaSC AT Vyma trnchuyn đit h tođ2 v h tođ0 là Phng trình đông hc(v trí) cataymáy ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + + = ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + + − == ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = 1 0 1 0 0 0 . 1000 0100 0 0 . 1 211 211 2112121 2112121 21 21 21 21 2 2 00 θθθ θθθ θθθθθθθ θθθθθθθ SaSa CaCa SaSaCS CaCaSC pT z y x p E E E 9 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng Các bc khi xác đnh ma trnchuyn đitheophng pháp Denavit Hartenberg Qui ckhâuth i nmgiakhpth i và i+1 Bc 1: xác đnh các đng tâm trc các khp 10 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng Bc 2: xác đnh kích thcca pháp tuyn chung nh nhtgia đng tâm trckhpth i và i+1 và gilàa i . [...]... 4 - Robot công nghi p ng trình TS Phan T n Tùng ng h c c a các robot i n hình 2.1 Robot Stanford Robot Stanford có 6 b c t kh p tr t ) do Robot có 6 kh p ( 5 kh p xoay và 1 28 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng 29 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng 30 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng 31 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng 32 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan. .. tr c Xi-1 và tr c Xi Chi u d quanh tr c Zi-1 TS Phan T n Tùng ng là chi u d ng quay 24 Ch ng 4 - Robot công nghi p nh ngh a kích th c ai: TS Phan T n Tùng ai H i Oi 25 Ch ng 4 - Robot công nghi p nh ngh a kích th c di: TS Phan T n Tùng di H i Oi 1 26 Ch ng 4 - Robot công nghi p 1.2 Không gian ho t TS Phan T n Tùng ng c a robot • Không gian ho t ng c a robot (workspace) là vùng mà i m tác cu i có th... a h to trung gian Hi là giao c a kh p i TS Phan T n Tùng ng ai và tr c kh p ng ai và tr c 13 Ch ng 4 - Robot công nghi p N u tr c kh p i và i+1 c t nhau thì Hi TS Phan T n Tùng Oi 14 Ch ng 4 - Robot công nghi p V i kh p 1 (kh p n i giá c TS Phan T n Tùng nh) thì ch n O0 H1 15 Ch ng 4 - Robot công nghi p B c 4: Xác nh h to Ch n tr c Z0 c a h to TS Phan T n Tùng u tiên (h 0) u tiên có ph t t i kh p 1... công nghi p TS Phan T n Tùng 31 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng 32 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng 2.2 Robot Elbow 33 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng 34 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng 35 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng 36 ... - Robot công nghi p Ch n tr c Xi c a h to th i theo ph h ng t i m Hi n i m Oi TS Phan T n Tùng ng pháp tuy n chung nh nh t 20 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng N u ng tâm 2 tr c kh p th i và i+1 c t nhau thì tr c Xi có ph ng vuông góc tr c kh p i và kh p i+1và t t nh t là h p v i tr c Xi-1 m t góc nh n 21 Ch ng 4 - Robot công nghi p Ch n tr c Yi c a h to t c bàn tay ph i th TS Phan T n Tùng. .. 1 c a khâu 1 ng trùng v i tr c kh p 1 16 Ch ng 4 - Robot công nghi p Ch n tr c X0 c a h to nh t h ng t i m H1 u tiên theo ph n i m O1 TS Phan T n Tùng ng pháp tuy n chung nh 17 Ch ng 4 - Robot công nghi p Ch n tr c Y0 c a h to quy t c bàn tay ph i TS Phan T n Tùng u tiên h p v i tr c X0 và Z0 v a ch n theo 18 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng B c 5: Xác nh h to th i c a khâu th i ( t t i...Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng N u 2 tr c kh p th i và i +1 song song thì có th ch n ai b t k Nh ng t t nh t nên ch n ai giao v i ai-1 11 Ch ng 4 - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng N u ng tâm 2 tr c kh p th i và i+1 c t nhau thì o n ai tr thành 1 i m có ph ng vuông góc v i tr c kh p i và i +1 12 Ch ng 4 - Robot công nghi p B c 3: xác nh g c cu h to... - Robot công nghi p TS Phan T n Tùng B c 6: xác nh h to trung gian c a khâu th i ( t t i kh p th i) H to trung gian có g c to là i m Hi, tr c Xint Xi, tr c Zint Zi-1, tr c Yint h p v i tr c Xint và Zint theo qui t c bàn tay ph i Góc I là góc h p b i tr c Zi-1 và Zi có chi u d ng là chi u d ng quay quanh tr c Xi 23 Ch ng 4 - Robot công nghi p Góc i h p b i tr c Xi-1 và tr c Xi Chi u d quanh tr c Zi-1 . trc khpi. 14 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng Nutrckhp i và i+1 ctnhauthìH i ≡ O i 15 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS. công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng Vikhp1 (khpnigiácđnh) thì chnO 0 ≡ H 1 16 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng Bc4:. 1 Chng Chng 4 4 - - Robot Robot công công nghi nghi   p p TS TS Phan Phan T T   n n T T ù ù ng ng Chng Chng 4 4     ng ng h h   c c v v   tr tr í í Robot Robot 1. Bài toán đng