Báo cáo môn học kĩ thuật robot cánh tay robot bốn bậc tự do

CÁC LỆNH DÙNG TRONG BÀI BÁO CÁO.- Lệnh get: Lấy giá trị+ Cú pháp: get biến,’thuộc tính của biến’;+ Dùng để lấy giá trị từ biến có thuộc tính bất kì.+Ví dụ: gethandles.a,’String’;+Giải th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

 ◊  ◊ 

BÁO CÁO MÔN HỌC: KĨ THUẬT ROBOT

CÁNH TAY ROBOT BỐN BẬC TỰ DO

GVHD: NGUYỄN VĂN THÁI

SVTH:

Nguyễn Chí Bảo 15151251

Phan Võ Thành Lâm 15151173

Trần Văn Sơn 15151211

1

Downloaded by NHIM BIEN (nhimbien1@gmail.com)

Tp HCM tháng 12/2017

BÁO CÁO MÔN HỌC: KĨ THUẬT ROBOT

CÁNH TAY ROBOT BỐN BẬC TỰ DO

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Thái

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Chí Bảo 15151251 Phan Võ Thành Lâm 15151173

Trần Văn Sơn 15151211 ĐIỂM:

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN:

………

………

………

………

………

………

PHẦN 1

GIỚI THIỆU VỀ CÁNH TAY ROBOT

I Chi tiết cánh tay robot:

1.1 Đế robot:

1.2.link1:

3

Downloaded by NHIM BIEN (nhimbien1@gmail.com)

1.4.link3:

1.5.link4:

II Cánh tay robot:

5

Downloaded by NHIM BIEN (nhimbien1@gmail.com)

PHẦN 2

LẬP TRÌNH GIAO DIỆN GIAO TIẾP VỚI NGƯỜI DÙNG TRONG MATLAB

(GUI)

1 CÁC LỆNH DÙNG TRONG BÀI BÁO CÁO.

- Lệnh get: Lấy giá trị

+ Cú pháp: get (biến,’thuộc tính của biến’);

+ Dùng để lấy giá trị từ biến có thuộc tính bất kì

+Ví dụ: get(handles.a,’String’);

+Giải thích lệnh: Lấy giá trị từ TAG “a” đặt ở miền TAG nằm trong GUI Giá trị được nhập từ bàn phím nên Matlab sẽ hiểu nó là một chuỗi kí tự

- Lệnh Str2num: là lệnh dùng để chuyển chuỗi ký tự thành số để tính logic.

- Lệnh set: đặt giá trị

+ Cú pháp: set (biến, ‘ thuộc tính của biến’ , giá trị gán cho biến);

+ Ví dụ: set(handles.Px, ‘string’, num2str(X) : dùng để đặt giá trị X đã được chuyển

từ số sang ký tự sang biến Px hiển thị trên giao diện người dùng

- Lệnh set_param: đặt giá trị

+ Cú pháp: set_param([Tên file ‘/Tên khối’],’Gain’ , giá trị);

+ Ví dụ: set_param([ModelName’/ Slider Gain1’], ‘Gain’, num2str(round(val))) +Giải thích lệnh: dùng để đặt giá trị “val” đã được làm tròn vào khối “Slider Gain1” trong file có tên ModelName, rồi hiển thị ra giao diện GUI

2 GIAO DIỆN NGƯỜI DÙNG

7

Downloaded by NHIM BIEN (nhimbien1@gmail.com)

PHẦN 3:

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CHO CÁNH TAY ROBOT

1 ĐỘNG HỌC THUẬN.

Tính toán động học thuận.

- Đặt trục tọa độ cho cánh tay robot:

- Bảng thông số Denavit – Hartenberg:

Ma trận chuyển đổi tổng quát giữa link I và i+1

cosθ −sinθ∗cosα

sinθ cosα ∗cosθ

sinθ ∗sinα a ∗cosθ

−cosθ∗sinα a∗sinθ

0 sinα

0 0

cosα d

0 1

BẢNG D-H

a α d θ

1 L1 -90 d1 ¿θ1

2 L2 0 0 ¿θ2

- a là khoảng cách giữa 2 trục z, alpha là góc giữa 2 trục z, d là khoảng cách giữa 2 trục, theta là góc giữa 2 trục x

- hình vẽ minh họa của cánh tay robot:

- Các ma trận chuyển đổi tính toán trên Matlab

T1=[cosd(t1) 0 -sind(t1) 50*cosd(t1) ;sind(t1) 0 cosd(t1) 50*sind(t1) ; 0 -1 0 145 ; 0

0 0 1];

T2=[cosd(t2) -sind(t2) 0 90*cosd(t2) ; sind(t2) cosd(t2) 0 90*sind(t2) ; 0 0 1 0 ; 0 0

0 1];

9

L1 = 50mm

L2 = 90mm

L3 = 108mm

L4 = 62.5mm

d1 = 145mm

Downloaded by NHIM BIEN (nhimbien1@gmail.com)

T3=[cosd(t3) -sind(t3) 0 108*cosd(t3) ; sind(t3) cosd(t3) 0 108*sind(t3) ; 0 0 1 0 ; 0

0 0 1];

T4=[cosd(t4) -sind(t4) 0 62.5*cosd(t4) ; sind(t4) cosd(t4) 0 62.5*sind(t4) ; 0 0 1 0 ; 0 0

0 1];

T=T1*T2*T3*T4;

r 11 r 12

r 21 r 22

r 13 px

r 23 py

r 31 r 32

0 0

r 33 pz

0 1

 Tìm Px bằng lệnh px= simplify(T(1,4));

py= simplify(T(2,4));

pz= simplify(T(3,4));

suy ra:

px = (cos(t1)*(125*cos(t2 + t3 + t4) + 216*cos(t2 + t3) + 180*cos(t2) + 100))/2

py = (sin(t1)*(125*cos(t2 + t3 + t4) + 216*cos(t2 + t3) + 180*cos(t2) + 100))/2

pz= 145 - 108*sin(t2 + t3) - 90*sin(t2) - (125*sin(t2 + t3 + t4))/2T=T1*T2*T3*T4;

2 ĐỘNG HỌC NGHỊCH.

Tính toán động học nghịch bằng phương pháp đại số.

Ta có:

T*T 1−1=T 1−1*( T1*T2*T3*T4)

¿ ¿

¿ ¿ ¿

n 1

¿ n 2

¿ ¿

0 0

¿ n 3

0 1

=

¿ ¿

¿ ¿ ¿

m 1

¿ m 2

¿ ¿

0 0

¿ m 3

0 1

m1 =(125*cos(t2 + t3 + t4))/2 + 108*cos(t2 + t3) + 90*cos(t2)

m2=(125*sin(t2 + t3 + t4))/2 + 108*sin(t2 + t3) + 90*sin(t2)

m3=0

n1 =px*cos(t1) + py*sin(t1) - 50

n2 =145 – pz

n3 =py*cos(t1) - px*sin(t1)

 Tính các góc theta:

Ta có:

m3=n3

 py*cos(t1) - px*sin(t1)=0

 sin(t 1)

cos(t 1)=

py px

 T1=atan2(py,px)

Ta có:

px*cos(t1) + py*sin(t1) - 50=(125*cos(t2 + t3 + t4))/2 + 108*cos(t2 + t3) + 90*cos(t2)

145 – pz =(125*sin(t2 + t3 + t4))/2 + 108*sin(t2 + t3) + 90*sin(t2)

 px*cos(t1) + py*sin(t1)-50-(125*cos(t2 + t3 + t4))/2=108*cos(t2 + t3) + 90*cos(t2)

 145 – pz -(125*sin(t2 + t3 + t4))/2 = 108*sin(t2 + t3) + 90*sin(t2)

Đặt

Nx= px*cos(t1) + py*sin(t1) – 50 – 62.5*cos(t2 + t3 + t4)

Ny=145 – pz – 62.5*sin(t2 + t3 + t4)

 Nx =108*cos(t2 + t3) + 90*cos(t2)

11

Downloaded by NHIM BIEN (nhimbien1@gmail.com)

 Ny = 108*sin(t2 + t3) + 90*sin(t2)

 N x2+N y

2

=108 2

+90 2

+2∗108∗90∗cos ⁡(t 3)

 cos(t 3)=N x

2

+N y2

−108 2

−90 2

2 ∗108∗90

 Sin(t3)= √1 −cos(t 3)2

 t3=atan2(sin(t3),cos(t3))

Nx =108*cos(t2 + t3) + 90*cos(t2)

Ny = 108*sin(t2 + t3) + 90*sin(t2)

 Nx=cos(t2)*(108cos(t3)+90)-108sin(t2)sin(t3)

 Ny=sin(t2)*(108cos(t3)+90)+108cos(t2)sin(t3)

Ta có L3=108, L2=90

Downloaded by NHIM BIEN (nhimbien1@gmail.com)