Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm

Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.Phát triển và tối ưu hóa tay kẹp chi tiết dạng trục sử dụng cơ cấu mềm.

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HCM CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION HO NHAT LINH DEVELOPMENT AND OPTIMIZATION OF GRIPPERS FOR CYLINDER SAMPLES USING COMPLIANT MECHANISMS PH.D DISSERTATION MAJOR: MECHANICAL ENGINEERING CODE: 9520103 Ho Chi Minh City, July 2023 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HCM CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION HO NHAT LINH DEVELOPMENT AND OPTIMIZATION OF GRIPPERS FOR CYLINDER SAMPLES USING COMPLIANT MECHANISMS PH.D DISSERTATION MAJOR: MECHANICAL ENGINEERING CODE: 9520103 Supervisor 1: Assoc Prof Dr Le Hieu Giang Supervisor 2: Dr Dao Thanh Phong Reviewer 1: Reviewer 2: Reviewer 3: I SCIENTIFIC CURRICULUM VITAE I Personal information Full name: HO NHAT LINH Birthday: 01/01/1982 Place of birth: Long An Nationality: Vietnam Sex: Male Academic degree: Master of Engineering - 2016 Contact: No Address Phone/ fax Email Office Home 2nd Floor, No.63, Xuan Hong street, 12 Ward, Tan Binh District, HCMC, Viet Nam B69/4, My Hoa 2, Xuan Thoi Dong Ward, Hoc Mon District, HCMC, Viet Nam (+84) 944.800.004 (+84) 944.800.004 honhatlinh01011982@gmail.com Education background (latest): Level Time Institution BS 2005 HCM University of Technology and Education, Viet Nam MS 2016 Ho Chi Minh City University of Technology, Viet Nam Major/Specialty Mechanical Engineering Mechanical Engineering II Work experience Time Organization From to 06/2005 01/2007 CÔNG TY TNHH VIE-PAN – Việt nam Position Mechanical Engineer 01/2007 05/2009 CTY TNHH IKEBA SANGYO – Nhật Bản Mechanical Engineer 06/2009 10/2012 CTY TNHH SEKO SANGYO – Nhật Bản Mechanical Engineer 12/2012 09/2013 CTY TNHH NIDEC SEIMITSU VIET NAM Mechanical Engineer 09/2013 Present CTY TNHH KOEI VIET NAM Sales engineer III Reference Dr Dao Thanh Phong Office: Institute for Computational Science, Ton Duc Thang University Email: daothanhphong@tdtu.edu.vn Assoc.Prof Dr Le Hieu Giang Office: HCMC University of Technology and Education Email: gianglh@hcmute.edu.vn Commitment: I hereby guarantee that all the above declaration is the truth and only the truth I will fully take responsibility if there is any deception Ho Chi Minh City, July 2023 Signature and Full name Ho Nhat Linh CONTENTS CONTENTS IV ORIGINALITY STATEMENT IX ACKNOWLEDGMENTS X ABSTRACT XI LIST OF ABBREVIATIONS XII LIST OF SYMBOLS XIV LIST OF FIGURES .XVII LIST OF TABLES XXII CHAPTER INTRODUCTION 1.1 Background and motivation .1 1.2 Problem description of proposed compliant grippers 1.3 Objects of the dissertation 1.4 Objectives of the dissertation .8 1.5 Research scopes .8 1.6 Research methods 1.7 The scientific and practical significance of the dissertation 1.7.1 Scientific significance .9 1.7.2 Practical significance 1.8 Contributions 1.9 Outline of the dissertation 10 CHAPTER LITERATURE REVIEW 11 2.1 Overview of compliant mechanism 11 2.1.1 Definition of compliant mechanism 11 2.1.2 Categories of compliant mechanism 13 2.1.3 Compliant joints or flexure hinges 15 2.2 Actuators 17 2.3 Displacement amplification based on the compliant mechanism 18 2.3.1 Lever mechanism 19 2.3.2 The Scott-Russell mechanism 20 2.3.3 Bridge mechanism 22 2.4 Displacement sensors based on compliant mechanisms 25 2.5 Compliant grippers based on embedded displacement sensors 28 2.6 International and domestic research .29 2.6.1 Research works in the field by foreign scientists 29 2.6.1.1 Study on compliant mechanisms by foreign scientists 29 2.6.1.2 Study on robotic grippers and compliant grippers by foreign scientists .30 2.6.2 Research works in the field by domestic scientists 38 2.6.2.1 Research on compliant mechanisms by domestic scientists 38 2.6.2.2 Research on robotic grippers and compliant grippers by domestic scientists… .39 2.7 Summary 43 CHAPTER THEORETICAL FOUNDATIONS 45 3.1 Design of experiments 45 3.2 Modeling methods and approaches for compliant mechanisms 48 3.2.1 Analytical methods 48 3.2.1.1 Pseudo-rigid-body model 49 3.2.1.2 Lagrange-based dynamic modeling approaches 50 3.2.1.3 3.2.1.4 Finite Element Method .51 Graphic method, Vector method, and Mathematical analysis 52 3.2.2 Data-driven modeling methods 52 3.2.3 Statistical methods 55 3.3 Optimization methods 56 3.3.1 Metaheuristic algorithms 58 3.3.2 Data-driven optimization 59 3.4 Weighting factors in multi-objective optimization problems 59 3.5 Summary 60 CHAPTER DESIGN, ANALYSIS, AND OPTIMIZATION OF A DISPLACEMENT SENSOR FOR AN ASYMMETRICAL COMPLIANT GRIPPER .61 4.1 Research targets of displacement sensor for compliant gripper 61 4.2 Structural design of proposed displacement sensor 62 4.2.1 Mechanical design and working principle of a proposed displacement sensor 62 4.2.1.1 Description of structure of displacement sensor 62 4.2.1.2 The working principle of a displacement sensor 65 4.2.2 Technical requirements of a proposed displacement sensor .68 4.3 Behavior analysis of the displacement sensor 68 4.3.1 Strain versus stress 68 4.3.2 Stiffness analysis 80 4.3.3 Frequency response .82 4.4 Design optimization of a proposed displacement sensor 85 4.4.1 Description of optimization problem of a proposed displacement sensor……………………… 85 4.4.1.1 Definition of design variables .88 4.4.1.2 Definition of objective functions 89 4.4.1.3 Definition of constraints 90 4.4.1.4 The proposed method for optimizing the displacement sensor 90 4.4.2 Optimal Results and Discussion 95 4.4.2.1 Determining Weight Factor 95 4.4.2.2 Optimal results .104 4.4.3 Verifications 108 4.5 Summary 111 CHAPTER COMPUTATIONAL MODELING AND OPTIMIZATION OF A SYMMETRICAL COMPLIANT GRIPPER FOR CYLINDRICAL SAMPLES………………… …………………113 5.1 Basic application of symmetrical compliant gripper for cylinder samples ……………………… 113 5.2 Research targets of symmetrical compliant gripper 114 5.3 Mechanical design of symmetrical compliant gripper .115 5.3.1 Description of structural design 115 5.3.2 Technical requirements of proposed symmetrical compliant gripper 117 5.3.3 Behavior analysis of the proposed compliant gripper .117 5.3.3.1 Kinematic analysis 117 5.3.3.2 Stiffness analysis .121 5.3.3.3 Static analysis 124 5.3.3.4 Dynamic analysis 125 5.4 Design optimization of the compliant gripper .126 5.4.1 Problem statement of optimization design 126 5.4.1.1 Determination of design variables 127 5.4.1.2 Determination of objective functions .128 5.4.1.3 Determination of constraints .128 5.4.2 Proposed optimization method for the compliant gripper 129 5.4.3 Optimized results and validations 131 5.4.3.1 Optimized results 131 5.4.3.2 5.5 Validations 136 Summary 139 CHAPTER CONCLUSIONS AND FUTURE WORKS 141 6.1 Conclusions .141 6.2 Future works 142 REFERENCES 143 APPENDIX 165