TÍNH TOÁN VÀ MÔ HÌNH HÓA CHO TAY MÁY ROBOT ĐƯỢC THIẾT KẾ pdf

TÍNH TOÁN VÀ MÔ HÌNH HÓA CHO TAY MÁY ROBOT ĐƯỢC THIẾT KẾ Thiết lập phương trình động học của tay máy robot - Bước 1: Gắn hệ toạ độ lên các khâu: Mô hình cánh tay robot và các hệ trục tọa độ. Đối với robot loại này các trục khớp đều song song với nhau, các hệ toạ độ đặt tại các tâm trục khớp. Khâu thứ hai có O 2 đặt tại tâm trục khớp ba và z 2 hướng về phía các khâu như hình vẽ. + Khâu 1: Có O 1 đặt trên trục khớp thứ hai và có x 1 hướng từ trục khớp thứ hai đến trục khớp thứ ba và z 1 nằm trên trục khớp thứ hai hướng từ dưới lên trên. Do đó xác định được O 1 . Dựa vào quy tắc bàn tay phải ta xác định được y 1 . Ta thấy z 1 song song với z 2 nên O 2 tịnh tiến so với O 1 trên x 1 một đoạn a 2 (Trans(a 2 , 0,0)) và xác định được y 2 theo quy tắc bàn tay phải. + Từ O 1 ta chon được O 0 trên trục khớp một và z 0 nằm trên trục khớp một hướng từ dưới lên trên. O 1 chính là O 0 tịnh tiến đi một đoạn a 1 theo trục x 0 (Trans(a 1 ,0,0)) và y 0 chọn theo quy tắc bàn tay phải. + Chọn O 3 : nằm trên tâm của trục khớp ba trùng với trục khớp thứ hai và có z 3 cùng chiều với z 2 . Do đó O 3 chính là O 2 tịnh tiến đi một đoạn d 3 (Trans(0,0,d 3 )). Như vậy, việc gắn hệ toạ độ lên các khâu của robot đã hoàn thành. - Bước 2: Lập bảng thông số DH. Thông qua các phân tích trên ta xác định được các thông số DH của Robot Khâu i  i  a i d i 1 1   0 1 a 0 2 2   180 0 2 a 0 3 0 0 0 * 3 d - Bước 3: Xác định các matrận A n Trên cơ sở các hệ toạ độ ấn định cho tất cả các khâu liên kết của Robot ta có thể thiết lập mối quan hệ giữa các hệ toạ độ nối tiếp nhau (n 0 ); (n-1); (n) bởi các phép quay và tịnh tiến sau đây: Quay quanh trục z n-1 một góc  n Tịnh tiến dọc trục z n-1 một đoạn d n Tịnh tiến dọc trục x n-1 một đoạn a n Quay quanh trục x n một góc xoắn  n Bốn phép biến đổi đồng nhất này thể hiện quan hệ của hệ toạ độ thuộc khâu thứ n so với hệ toạ độ thuộc khâu thứ n-1 và tích của chúng được gọi là ma trận A. A n = Rot(z,).Trans(0,0,0).Rot(x,)                1000 cossin0 sinsincoscoscossin cossinsincossincos d a a A n    (4.1) Ta quy ước: 11 cos  c ; 11 sin  s ; 22 cos  c ; 22 sin  s ; Từ matrận tổng quát A n ta xác định được các matrận A n của Robot cụ thể như sau:               1000 0100 0 0 1111 1111 1 sacs casc A ;                1000 0100 0 0 2222 2222 2 sacs casc A ;              1000 100 0010 0001 3 3 d A - Bước 4: Tính các ma trận biến đổi thuần nhất + Ma trận 33 2 AT  + Ma trận 323 2 23 1 . AATAT  + Ma trận 3213 1 13 . AAATAT  Như vậy:              1000 100 0010 0001 3 3 2 d T                             1000 100 0010 0001 . 1000 0100 0 0 3 2222 2222 3 1 d sacs casc T               1000 100 0 0 3 2222 2222 d sacs casc                             1000 100 0 0 . 1000 0100 0 0 3 2222 2222 1111 1111 3 d sacs casc sacs casc T                 1000 100 0 0 3 1121221221212121 1121221221212121 3 d sascacsaccsssccs cascaccacsscsscc T Ma trận T 3 là ma trận xác định hướng và vị trí của khâu chấp hành cuối 3 1 13 1000 TA paon paon paon T zzzz yyyy xxxx               (4.2) Ta có hệ phương trình động học thuận của robot như sau:         0 2121 2121 z y x n ssccn scccn ;         0 2121 2121 z y x o ccsso cssco ;         1 0 0 z y x a a a ;         3 11212212 11212212 dp sascacsap cascaccap z y x . TÍNH TOÁN VÀ MÔ HÌNH HÓA CHO TAY MÁY ROBOT ĐƯỢC THIẾT KẾ Thiết lập phương trình động học của tay máy robot - Bước 1: Gắn hệ toạ độ lên các khâu: Mô hình cánh tay robot và các. hai và có x 1 hướng từ trục khớp thứ hai đến trục khớp thứ ba và z 1 nằm trên trục khớp thứ hai hướng từ dưới lên trên. Do đó xác định được O 1 . Dựa vào quy tắc bàn tay phải ta xác định được. O 1 trên x 1 một đoạn a 2 (Trans(a 2 , 0,0)) và xác định được y 2 theo quy tắc bàn tay phải. + Từ O 1 ta chon được O 0 trên trục khớp một và z 0 nằm trên trục khớp một hướng từ dưới