Phân tích v trí robot song song không gian Stewart-Gough ...
B GIÁO DO I HC BÁCH KHOA HÀ NI - TRN XUÂN TIN ĐỘNG LỰC HỌC NGƯỢC ROBOT SONG SONG LUC S KHOA HC n t Hà Nội - 2012 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131808841000000 B GIÁO DO I HC BÁCH KHOA HÀ NI TRN XUÂN TIN ĐỘNG LỰC HỌC NGƯỢC ROBOT SONG SONG n t LUC S KHOA HC NG DN KHOA HC : GS.TSKH NGUYG Hà Nội - 2012 MỤC LỤC M U .1 Lý ch tài .1 Lch s nghiên cu Các luin u .2 LÝ THUY NG H NG LC HC ROBOT SONG SONG 1.1 ng hc robot song song 1.1.1 Thit lp toán 1.1.1.1 Khơng gian cu hình khơng gian thao tác 1.1.1.2 ng hc robot song song 1.1.1.3 Robot song song chun 1.1.2 u ch suy rng ging hc robot song song 1.1.2.1 Các cơng thn tc t khp 1.1.2.2 Thut tốn hiu ch suy rng 1.1.2.3 Công th q ti thm t k 1.1.2.4 1.2 ng lc h c robot song song 10 1.2.1 ng cu trúc 10 1.2.2 Lagrange loi ca cu trúc 11 1.2.2.1 Biu th a robot 11 1.2.2.2 Thit lp dng thc Lagrange loi 14 1.2.3 Dng ma trn ci 15 1.2.4 ng nhân t ca h nhiu vt 17 1.2.4.1 Thit lng nhân t cho h n chm 17 1.2.4.2 Thit lng nhân t cho h p vt rn 19 1.2.4.3 ng nhân t cho h n vt rn chu liên kt hônôlôm 21 1.3 Ví d 21 1.3.1 Thit lng ca chân th nht 23 1.3.2 Thit lng ca chân th hai 27 1.3.3 Thit lng ca chân th ba 31 1.3.4 Thit lng cng 35 1.4 ng lc hc 36 1.4.1 n hình chiu ging lc hc 36 1.4.2 ng lc h c d Lagrange dng nhân t 36 1.4.3 ng lc hc d phân thu gn v t khp ch ng 38 1.5 Kt luI 41 NG H C ROBOT SONG SONG KHÔNG GIAN STEWART-GOUGH 42 2.1 Phân tích v trí robot song song không gian Stewart-Gough 42 2.1.1 nh v trí cng 43 2.1.2 nh v trí chân 43 2.1.3 Thit lt 46 2.1.4 Chn t suy rng 49 2.2 Phân tích vn tc robot song song Sterwart Gough 49 2.2.1 Trng thái vân tc chân 49 2.2.2 Trng thái vn tc, gia tc cng 50 2.3 Mô phng s ng lc h c robot song song không gian Stewart-Gough 51 2.3.1 Ni dung toán 51 2.3.2 ging hc 53 2.3.2.1 Mô phng s ng hc s dng Maple 59 2.4 Kt lu 73 NG LC H C ROBOT SONG SONG STEWARTGOUGH 74 3.1 Thit li s mô t chuyng robot song song Stewart-Gough 74 3.1.1 ng ca chân th i 74 3.1.2 ng 79 3.1.3 H i s ca robot song song Stewart-Gough 81 3.2 Gi ng lc h c robot song song khơng gian StewartGough bn hình chiu 85 3.2.1 ng lc hc 85 3.2.1.1 i 85 3.2.1.2 ng lc h c d Lagrange dng nhân t 89 3.2.1.3 i ng lc hc d phân thu gn v t khp ch ng 93 3.2.1.4 Mô phng s ng hc s dng Maple 94 3.3 Kt luIII 101 KT LUN VÀ KIN NGH .103 TÀI LIU THAM KHO PH LC MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Robot song phng 3RRR Hình 1.2 Robot song phng 3RRR 10 Hình 1.2 Chân th Hình 1.4 Chân th 11 Hình 1.5 Chân th ng 11 Hình 1.7 H quy chiu khâu 12 Hình 1.8 Robot song phng RRR 22 Hình 1.9: Bn cu trúc ca robot 23 Hình 1.10: Cu trúc th nht 23 Hình 1.11: Cu trúc th hai 27 Hình 1.12: Cu trúc th hai 31 Hình 1.12: Cu trúc th hai 35 Hình 2.1: Robot Stewart-Gough 42 Hình 2.2:Các góc Euler ca mi chân thông s c, khng chân .44 Hình 2.5 : Qu o chuyng cm P 60 Hình 2.6: Quy lut bii ca di 61 Hình 2.7: Quy lut bii ci .61 Hình 2.8: Quy lut bii ca i 62 Hình 2.9: Quy lut bii ca vn tc góc t suy rng 63 Hình 2.10: Quy lut bii ca gia tc t suy rng 65 th bii v trí, vn tc, gia tc t suy rng di 68 Hình 2.11: Quy lut bii ca di 69 Hình 2.12: Quy lut bii ca i 69 Hình 2.13: Quy lut bii ca i 70 Hình 2.14: Quy lut bii ca vn tc góc t suy rng 71 Hình 2.15: Quy lut bii ca gia tc t suy rng 73 Hình 3.1: Cu trúc ca robot 74 ng 79 Hình 3.3: Các lc không th tác dng lên chân .95 Hình 3.4: Các lc không th tác dng lên chân .95 Hình 3.5: Các lc khơng th tác dng lên chân .96 Hình 3.6: Các lc khơng th tác dng lên chân .96 Hình 2.20: Các lc khơng th tác dng lên chân 97 Hình 3.7: Các lc không th tác dng lên chân .97 Hình 3.8: Lc dng cn thit truyng cho khp dng 98 Hình 3.9: Các lc khơng th tác dng lên chân .98 Hình 3.10: Các lc không th tác dng lên chân 99 Hình 3.11: Các lc không th tác dng lên chân 99 Hình 3.12: Các lc khơng th tác dng lên chân 100 Hình 3.13: Các lc khơng th tác dng lên chân 100 Hình 3.14: Các lc khơng th tác dng lên chân 101 Hình 3.15: Lc dng cn thit truyng cho khp dng .101 NG LC HC ROBOT SONG SONG MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Robot song song robot có cu trúc vịng kín khâ c ni vi bng khp ng Trong robot song song, khâu thao tác c ni vi giá c nh bi mt s mch ng hc, tc ni song song vi cng hot ng song song vi Robot song song có nhiu u im nh kh nng chu ti trng ln cng vng cao kt cu hình hc ca chúng, có th thc hin thao tác phc tp hot ng vi xác cao Vì nhng u im , c ng dng nhiu lnh vc ca công nghip c bit lnh vc c khí - t ng hóa Robot song song in hình gm có bàn máng c ni vi giá c nh, dn ng theo nhiu nhánh song song hay cịn gi châng robot song song có s chân bng s bc t c iu khin bi ngun phát ng t giá c nh hoc chân Ngun ng s truyn chuyn ng cho chân ch ng bng momen hoc lc Vì vy có th iu khin c hot ng ca robot, ta cn phi tính tốn c mơmen hay lc ca khâu ch ng T xác nh c công sut ng c y nhim v ca tốn ng lc hc c Lịch sử nghiên cứu NG LC HC ROBOT SONG SONG chân khoa nh Các luận điểm Các lum luc th hin qua ni dung c t s v n ca bng hc ng lc h c tính tốn tốn ng hng lc hc c thit lp ng hc,h liên kt ca robot song song không gian Stewart-Gough, tính tốn mơ phng s ging hc s dng phn mm MAPLE c thiêt lp h i s ca robot song song không gian Stewart-Gough s d u trúc,gii ng lc h c robot không gian Stewart-Gough b trình bày (s dng phn mm MAPLE) Phương pháp nghiên cứu Hin có nhiu phng pháp tính tốn ng lc hc ngc robot song song nh: phng pháp tách cu trúc, phng pháp nhân t Lagrange, phng pháp ngun lý cơng oLu xin trình bày phng pháp tách cu trúc tính tốn ng lc hc c robot song song