0

Tiểu luận về robotics

21 262 0

Đang tải.... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 25/12/2014, 06:29

Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI * * * VIỆN CƠ KHÍ ĐƠN VỊ CHUYÊN MÔN: VIỆN CƠ KHÍ ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN: ROBOTICS - PGS. PHAN BÙI KHÔI MÃ HỌC PHẦN: ME 3168 MÃ ĐỀ: 3168_9         -  Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 2 LỜI NÓI ĐẦU                                                                                                                                                Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 3 MỤC LỤC I. Xây dựng cấu trúc động học của robot: 1.Thiết lập hệ tọa độ theo quy tắc Denavit Hartenberg 2.Thiết lập hệ phương trình động học của robot II. Giải bài toán động học:      Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 4 I.Xây dựng cấu trúc động học : 1. Mô hình 3D của robot.         * Trục   được chọn dọc theo trục của khớp thứ (i+1). Hướng của phép quay và phép tịnh tiến được chọn tùy ý. * Trục   được xác định dọc theo đường vuông góc chung giữa trục khớp động thứ i và (i+ 1), hướng từ khớp động thứ i tới trục ( i+1) * Trục   được xác định theo quy tắc bàn tay phải Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 5 Hình 1.1 : Cấu trúc và hệ tọa độ gắn lên robot Từ quy tắc trên ta xây dựng các tọa độ khảo sát (Hình 1.1).                                                                                                                                                                                     Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 6                                     2.Thiết lập hệ phương trình động học của robot. Từ việc chọn hệ tọa độ ta có bảng D-H sau :    θ    α                                     -    - i i i i i i i i i i i i i i i1 i i i i cosθ sin θ cosα sin θ sin α a cosθ sinθ cosθ cosα sin α cosθ a sinθ A 0 sinα cosα d 0 0 0 1           --  1 1 1 11 1 1 0 1 1 cos sin .cos sin 0 cos .sin (1) 0 1 0 0 0 0 0 1 0 a a A               --  22 2 2 1 2 2 cos 0 sin 0 sin 0 cos 0 (2) 0 1 0 0 0 0 1 A d            Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 7 --  3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 cos sin 0 .cos sin cos 0 .sin (3) 0 0 1 0 0 0 0 1 A a a                                      1 2 1 1 2 2 1 1 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 0 0 1 2 1 2 22 cos .cos sin cos .sin .sin .cos sin .cos cos sin .sin .sin .cos . (4) sin 0 cos 0 0 0 0 1 da ad A A A                                          1 2 3 1 3 1 2 3 1 3 1 2 3 1 2 3 1 3 1 1 2 1 1 2 3 1 3 1 2 3 1 3 1 2 3 1 2 3 1 3 1 1 2 1 0 0 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 () () ( ) . (5) 0 0 0 1 C C C S S C C S S C C S a C C C S S a C d S S C C C S S C S C C S S a S C C C S a S d C A q A A S C S S C a S C                        C i = cosθ i , S i = sinθ i , i=1÷3. -         , , , , , E E E x y z                             ,, E E E x y z                                  00 0 ( ) ( ) ( ) (6) 01 nE n T R t r t At         0 E A                    0 E r               Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 8     0 ( ) (t), (t), ( ) (7) T E E E E r t x y z t 0 cos cos cos sin sin sinsin cos cos sin sin sin sin cos cos sin cos (8) cos sin cos sin sin cos sin sin sin cos cos co s n CD R R                                           - 0 3 ()Aq                  0 () E At                00 3 ( ) ( ) n A q A t     00 33 ( ) ( ) (9)A q A t  -       00 1 3 3 3 1 2 3 1 3 1 1 2 1 00 2 3 3 3 1 2 3 1 3 1 1 2 1 00 3 3 3 3 2 3 00 4 3 3 1 2 3 1 3 ( )[1,4] ( )[1,4] [ ( ) ] 0 ( )[2,4] ( )[2,4] [ ( ) ] 0 ( )[3,4] ( )[3,4] [ ] 0 ( )[1,1] ( )[1,1] ( ) ( E E E f A q A t a C C C S S a C d S x f A q A t a S C C C S a S d C y f A q A t a S C z f A q A t C C C S S                           00 5 3 3 1 2 3 1 3 00 6 3 3 2 (10) cos cos ) 0 ( )[2,2] ( )[2,2] ( ) ( sin sin sin cos cos ) 0 ( )[3,3] ( )[3,3] ( ) (cos cos ) 0 f A q A t S C S C C f A q A t C                                   Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 9 II. Giải bài toán động học: 2.1: Giải bài toán động học thuận:               E x  E y  E z                    0 3 3 1 2 3 1 3 1 1 2 1 0 3 3 1 2 3 1 3 1 1 2 1 0 3 3 2 3 1,4 (cos cos cos sin sin ) cos sin 2,4 (sin cos cos cos sin ) sin cos (11) 3,4 sin cos E E E A a a d A a a dy Aa x z                                      -              --                  cosβ cosη cosβsin η sinβ sinsinβcos η cosαsin η sin αsinβsin η cosαcos η sinαcosβ cosαsinβcosη sin αsin η cosαsinβsin η sin αcosη cosαcosβ                     Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 10   0 cos cos cos sin sin sin sin cos cos sin sin sin sin cos cos sin cos cos sin cos sin sin cos sin sin sin cos cos cos 0 0 0 ( ) 1 ’ 1 2 E E E n At x y z                                                        0 () n At              3 1 2 3 1 3 2 3 1 2 3 1 3 0 0 0 3 0 3 0 3 23 12 12 1,3 cos .cos .sin sin .cos cos 1 sin 2,3 sin .cos .sin cos .cos sin cos cos 3,3 sin .sin cos cos cos 1,2 cos .sin sin cos cos 1,1 cos .cos .cos cos A A A A η sin co η s A                                       3 1 3 (13) sin .sin cos                       2.1.1. Vị trí và quỹ đạo tác động của khâu thao tác:                                  [...]... ̇ 𝐸 , 𝑦 ̇ 𝐸 , 𝑧 ̇ 𝐸 + 𝑇 Sử dụng phần mềm Maple tính toán vận tốc VE điểm tác động cuối: > > > > SVTH: Trần Duy Trung Page 13 Robotics PGS: Phan Bùi Khôi > Đồ thị vận tốc điểm tác động cuối SVTH: Trần Duy Trung Page 14 Robotics PGS: Phan Bùi Khôi 2.1.3 Bài toán động học thuận về vận tốc góc khâu thao tác Bài toán vận tốc góc của khâu thao tác: Từ ma trận 0 A3 , rút ra ma trận cosin chỉ hướng: 0 𝑅3 =... Duy Trung Page 17 Robotics PGS: Phan Bùi Khôi  Xet khău 3: r r Ngoại lực tác dụng tại điểm E là: FE3 và M E3  T  FE ,3  [Fx , Fy , Fz ]  T  M E ,3  [M x , M y , M z ] i T  ri  [a i , 0, 0]  a  i rci  [ i , 0, 0]T 2  0  P  [0,  m g, 0]T i  i Suy ră: PTCB Với SVTH: Trần Duy Trung Page 18 Robotics PGS: Phan Bùi Khôi  Xet khău 2: Với: SVTH: Trần Duy Trung Page 19 Robotics PGS: Phan... kien băn đău băi toăn: Tự 2.1.4: Tă co: ă1 = 400 (mm), d2 = 200(mm), ă3 = 300 (mm) > > > > > > > SVTH: Trần Duy Trung Page 11 Robotics PGS: Phan Bùi Khôi > Đồ thị vị trí điểm tác động cuối bằng phần mềm maple Đồ thị điểm tác động cuối trong không gian SVTH: Trần Duy Trung Page 12 Robotics PGS: Phan Bùi Khôi 2.1.2 Vận tốc điểm tác động cuối,vận tốc góc khâu thao tác Từ phần trên ta đã xây dựng được quy... 𝑅̇3 0 𝑅3𝑇 = -𝜔 𝑧 𝜔𝑦 𝜔𝑧 - 𝜔𝑦 0 𝜔𝑥 𝜔𝑥 0 (18) Đối chiếu (17) và (18) ta được vận tốc góc khâu tác động Sử dụng phần mềm Maple ta tính được vận tốc góc khâu tác động cuối: > SVTH: Trần Duy Trung Page 15 Robotics PGS: Phan Bùi Khôi 2.2 Giải bài toán động học ngược: 2.2.1: Giải bằng phương pháp giải tích: Từ hệ phựớng trình(11) tă có:  xE  0 A3 1, 4  a3 (cos 1 cos  2 cos 3  sin 1 sin 3 )  a1... )- 1 sin𝜃1 + 2 cos𝜃1 =0 1 = 𝑧𝐸 - 3 F= 1 2 𝜃2 𝜃3=0 =0 3 Băi toăn biet đựớc 𝑥 𝐸 , 𝑦 𝐸 , 𝑧 𝐸 tại mỗi thời điểm t ta sẽ tìm 𝑇 đựợc vector q= 𝜃1 , 𝜃2 , 𝜃3 tại mỗi thời điểm đó: SVTH: Trần Duy Trung Page 16 Robotics PGS: Phan Bùi Khôi Chương 3 TÍNH TOÁN TĨNH HỌC Cơ cấu gắn vào Robot bao gồm các khâu nối với nhau bởi các khớp Trọng tâm được đặt vào trung điểm của từng khâu Bài toán đặt ra là: Giả thiết ngoại.. .Robotics PGS: Phan Bùi Khôi   xE  0 A3 1, 4  a3[cos(t ) cos  cos(2t )  sin(t ) sin(2t )]  a1 cos(t )  d 2 sin(2t )  0  yE  A3  2, 4  a3[sin(t ) cos  cos(2t )  cos(t ) sin(2t )]  a1 sin(t... 0]T i  i Suy ră: PTCB Với SVTH: Trần Duy Trung Page 18 Robotics PGS: Phan Bùi Khôi  Xet khău 2: Với: SVTH: Trần Duy Trung Page 19 Robotics PGS: Phan Bùi Khôi  Xet khău 1: SVTH: Trần Duy Trung Page 20 Robotics PGS: Phan Bùi Khôi Với căc thong so băi toăn cho trựớc: m1 ( kg) 13 m2 ( kg) 12.5 m3 ( kg) 11 𝐹𝑥 (N) 60 𝐹𝑦 (N) 70 𝐹𝑧 (N) 50 Chương trình tính toán tĩnh học tính bằng phần mềm Maple SVTH: Trần . Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI * * * VIỆN CƠ KHÍ ĐƠN VỊ CHUYÊN MÔN: VIỆN CƠ KHÍ ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN: ROBOTICS -. > Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 12 > Đồ thị vị trí điểm tác động cuối bằng phần mềm maple Đồ thị điểm tác động cuối trong không gian Robotics. > > > Robotics PGS: Phan Bùi Khôi SVTH: Trn Duy Trung Page 14 > Đồ thị vận tốc điểm tác động cuối Robotics PGS: Phan Bùi Khôi
- Xem thêm -

Xem thêm: Tiểu luận về robotics, Tiểu luận về robotics,