Thông tin tài liệu
MẪU BÌA LUẬN VĂN CĨ IN CHỮ NHŨ VÀNG Khổ 210 x 297 mm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ CHÍ HIỆP Lê Chí Hiệp KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ TỔNG HỢP CHUỖI ĐỘNG HỌC PHẲNG, KÍN TRONG BÀI TỐN THIẾT KẾ CẤU TRÚC CƠ CẤU MÁY VÀ RÔ BỐT BẰNG LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ 2017B Hà Nội – Năm 2019 MẪU TRANG PHỤ BÌA LUẬN VĂN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Chí Hiệp TỔNG HỢP CHUỖI ĐỘNG HỌC PHẲNG, KÍN TRONG BÀI TỐN THIẾT KẾ CẤU TRÚC CƠ CẤU MÁY VÀ RÔ BỐT BẰNG LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN HỒNG THÁI Hà Nội – Năm 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Lê Chí Hiệp Đề tài luận văn: Tổng hợp chuỗi động học phẳng, kín trong bài tốn thiết kế cấu trúc cơ cấu máy và rơ bốt bằng lý thuyết đồ thị Chun ngành: Kỹ thuật cơ điện tử Mã số SV: CB170296 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày… 09/05/2019 với các nội dung sau: Ý kiến hội đồng: Sửa lại đầy đủ và chính xác tên đề tài luận văn theo quyết định giao đề tài * Tác giả luận văn chỉnh sửa: đã sửa tên đề tài đúng với tên trong quyết định giao đề tài. Ý kiến hội đồng: Sửa lại nội dung về “Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn” trong phần “Lời mở đầu” để làm nổi bật nội dung khoa học của luận văn. * Tác giả luận văn chỉnh sửa: đã sửa nội dung này ở trang vii phần “Lời mở đầu” của luận văn. Ý kiến hội đồng: Viết lại dịng 9 – 11 (dưới lên) ở trang 2 khi nói về vai trị của cấu trúc cơ cấu máy trong thiết kế máy và rơ bốt. * Tác giả luận văn chỉnh sửa: đã sửa nội dung này ở trang 2 của luận văn cho chính xác. Ý kiến hội đồng: Thay từ “tổng hợp” bằng từ “xác định” ở chương 2. * Tác giả luận văn chỉnh sửa: đã kiểm tra và thay từ “tổng hợp” bằng từ “xác định” trong luận văn để chính xác hơn về mặt thuật ngữ. Ý kiến hội đồng: Bổ sung các khái niệm “Bộ thơng số khâu” ở mục 2.2.2 và “Bộ thơng số mạch vịng” ở mục 2.3.2. * Tác giả luận văn chỉnh sửa: đã chỉnh sửa theo ý kiến của hội đồng. Ý kiến hội đồng: Bổ sung cơng thức tính số phần tử của chuỗi nhị phân ở mục 4.1.1b. * Tác giả luận văn chỉnh sửa: luận văn bổ sung công thức theo ý kiến của hội đồng. Ý kiến hội đồng: Bổ sung nguồn gốc cơng thức tính số khâu của chuỗi động học từ kích thước của chuỗi nhị phân ở “Thuật tốn 3”, mục 4.1.2. * Tác giả luận văn chỉnh sửa: luận văn đã bổ sung nguồn gốc công thức theo ý kiến của hội đồng. Ý kiến hội đồng: Sửa lại đồng nhất thuật ngữ “đồng cấu”. * Tác giả luận văn chỉnh sửa: sau khi thảo luận với người hướng dẫn, thuật ngữ “đồng cấu” là thuật ngữ của chun ngành hẹp mà luận văn nghiên cứu, nếu sửa sẽ mất tính học thuật của chun ngành vì vậy luận văn bảo lưu cụm từ “đồng cấu” và khơng sửa. Ý kiến hội đồng: Chính xác hóa kết luận chương 2. * Tác giả luận văn chỉnh sửa: ở kết luận chương 2, trang 27, bổ sung ý “…theo số bậc tự do, số khâu và/hoặc số khớp cho trước”. 10 Ý kiến hội đồng: Đồ thị bên phải ở hình 3.6 chưa chính xác. * Tác giả luận văn chỉnh sửa: đã đổi lại vị trí hai đỉnh 2 và 5 ở đồ thị bên phải hình 3.6 cho chính xác. 11 Ý kiến hội đồng: Sửa lại một số lỗi chính tả và chế bản. * Tác giả luận văn chỉnh sửa: đã chỉnh sửa các lỗi chính tả và chế bản ở trang 5, 10, 21… Hà Nội, Ngày 10 tháng năm 2019 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CAM ĐOAN Tên tơi là LÊ CHÍ HIỆP, học viên cao học lớp 17BCĐT.KH. Sau thời gian học tập, nghiên cứu tại trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo đặc biệt là TS NGUYỄN HỒNG THÁI, tơi đã hồn thành luận văn tốt nghiệp thạc sĩ. Tơi xin cam đoan các nội dung được trình bày trong luận văn này là kết quả nghiên cứu của bản thân tơi, khơng có sự sao chép hay copy của bất cứ tác giả nào. Tơi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình. Hà Nội, Ngày 10 tháng 05 năm 2019 Tác giả LÊ CHÍ HIỆP MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT IVV DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ IVV DANH MỤC CÁC BẢNG . VIII LỜI MỞ ĐẦU IXX CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC CƠ CẤU 1 1.1 VAI TRÒ CỦA CẤU TRÚC CƠ CẤU TRONG CHẾ TẠO MÁY VÀ RÔ BỐT 1 1.1.1 Cấu trúc cơ cấu trong thiết kế máy 2 1.1.2 Cấu trúc cơ cấu trong thiết kế rô bốt .3 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC 4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 5 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH BỘ THƠNG SỐ KHÂU KHỚP MẠCH VỊNG TRONG BÀI TỐN TỔNG HỢP CHUỖI ĐỘNG HỌC PHẲNG, KÍN, TỒN KHỚP THẤP KHI BIẾT TRƯỚC SỐ BẬC TỰ DO VÀ SỐ KHÂU 7 2.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 7 2.2 HỆ PHƯƠNG TRÌNH KHÂU KHỚP 12 2.2.1 Cơng thức tính bậc tự do của cơ cấu . 12 2.2.2 Mối quan hệ giữa khâu, khớp và số bậc tự do . 13 2.3 HỆ PHƯƠNG TRÌNH MẠCH VỊNG 14 2.3.1 Khái niệm mạch vòng 14 2.3.2 Các phương trình cơ bản về mạch vịng 16 2.4 CÁC TÍNH CHẤT KHÂU, KHỚP, MẠCH VỊNG 16 2.4.1 Tính chất của khâu, khớp 16 2.4.2 Tính chất của mạch vịng 18 2.5 VÍ DỤ ÁP DỤNG . 19 2.6 XÂY DỰNG THUẬT TỐN TỔNG HỢP BỘ THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA CHUỖI ĐỘNG DỰA VÀO SỐ BẬC TỰ DO CHO TRƯỚC 21 2.6.1 Thuật tốn tổng hợp bộ thơng số khâu khớp 21 2.6.2 Thuật tốn tổng hợp bộ thơng số mạch vịng 25 i KÊT ́ LUÂN ̣ CHƯƠNG 2 27 CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ 28 3.1 TÔN ̉ G QUAN VỀ LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ 28 3.1.1 Định nghĩa 28 3.1.2 Bậc của một đỉnh 28 3.1.3 Đường đi và chu trình 28 3.1.4 Đồ thị liên thông 29 3.1.4 Đồ thị phân đoạn 29 3.1.5 Cạnh song song, slings, đa đồ thị 30 3.1.6 Đồ thị đồng cấu 30 3.1.7 Cây . 31 3.1.8 Đồ thị phẳng 31 3.1.9 Cây khung và chu trình cơ bản . 32 3.1.10 Phương trình Euler 33 3.1.11 Đặc tính Topo của đồ thị phẳng 33 ̣ BIỂU DIỄN ĐỒ THI ̣ 34 3.2 CÁC MA TRÂN 3.2.1 Ma trận kề đỉnh-đỉnh 34 3.2.2 Ma trận liên thuộc 36 3.2.3 Ma trận kề cạnh-cạnh 36 3.2.4 Ma trận chu trình 37 3.2.5. Mối quan hệ giữa các ma trận kề và ma trận liên thuộc 37 3.2.6 Xây dựng ma trận liên thuộc và ma trận kề cạnh – cạnh từ ma trận kề đỉnh – đỉnh 38 3.3 BIỄU DIỄN CHUỖI ĐÔN ̣ G HOC ̣ DƯỚI DAN ̣ G ĐỒ THI ̣ 41 3.3.1 Biểu diễn chuỗi động dưới dạng đồ thị 41 3.3.2 Sự tương quan giữa chuỗi động và đồ thị 42 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 43 CHƯƠNG 4: MƠ HÌNH HĨA VÀ ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ TRONG TỔNG HỢP CHUỖI ĐỘNG HỌC 44 4.1 MƠ HÌNH HĨA CHUỖI ĐỘNG HỌC 44 4.1.1 Biểu diễn chuỗi động dưới dạng số nhị phân 44 ii 4.1.2 Các thuật toán tổng hợp chuỗi nhị phân 46 4.2 ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ TRONG TỔNG HỢP CHUỖI ĐỘNG HỌC 53 4.2.1 Chu trình của đồ thị 54 4.2.2 Thuật tốn tìm tất cả chu trình trong một đồ thị 55 4.2.3 Chu trình bao và chuỗi bậc bao tiêu chuẩn 59 4.2.4 Đồ thị bao . 63 4.2.5 Nhãn tiêu chuẩn cho đồ thị bao . 64 4.2.6 Ma trận đặc trưng của đồ thị 67 4.2.7 Ứng dụng lý thuyết đồ thị để lọc bỏ các chuỗi nhị phân đồng cấu 68 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 71 KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN 72 PHỤ LỤC A: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ TỔNG HỢP CHUỖI ĐỘNG HỌC 73 PHỤ LỤC B: VÍ DỤ MINH HỌA VỀ ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM TRONG TỔNG HỢP CÁC CHUỖI ĐỘNG HỌC . 81 PHỤ LỤC C: LÝ THUYẾT BỔ SUNG . 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Nội dung, ý nghĩa F Bậc tự do của cơ cấu / chuỗi động. n Số khâu của chuỗi động. J Số khớp của cơ cấu. hi Số khâu hạng i L Số mạch vòng độc lập của chuỗi động / đồ thị. L Tổng số mạch vòng của chuỗi động / đồ thị. Số mạch vòng loại i rmax Hạng lớn nhất của các khâu trong chuỗi động. eij Biểu diễn cạnh nối giữa 2 đỉnh i và j trong đồ thị. v Số đỉnh trong đồ thị e Số cạnh trong đồ thị i di Bậc của đỉnh i vk Số đỉnh có bậc k Avv Ma trận kề đỉnh – đỉnh của đồ thị. Aee Ma trận kề cạnh – cạnh của đồ thị. Ave Ma trận liên thuộc của đồ thị. N Độ dài chuỗi nhị phân biểu diễn chuỗi động. TN Tổng số chu trình của đồ thị. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ STT Hình 1.1 Nội dung Q trình chế tạo ra thiết bị máy và rơ bốt iv Trang 1 Hình 2.1 Thanh truyền trong động cơ đốt trong 7 Hình 2.2 Biểu diễn các bậc tự do tương đối giữa hai khâu trong khơng 8 gian Hình 2.3 Hai khâu được nối với nhau bởi khớp bản lề 8 Hình 2.4 Minh họa về thành phần khớp động 9 Hình 2.5 Khớp cao trong cơ cấu Cam 9 Hình 2.6 Khớp trụ loại 4 10 Hình 2.7 Minh họa về bậc của khớp 10 Hình 2.8 Một số chuỗi động học hở 10 Hình 2.9 Một số chuỗi động học kín 11 Hình 2.10 Chuỗi động phân đoạn 11 Hình 2.11 Các cơ cấu được hình thành từ các chuỗi động học 12 Hình 2.12 Cơ cấu có 3 bậc tự do 12 Hình 2.13 Chuỗi động 9 khâu, 11 khớp 15 Hình 2.14 Chuỗi động 5 khâu, 5 khớp 15 Hình 2.15 Chuỗi động học của cơ cấu Watt 20 Hình 2.16 Thuật tốn xác định số khâu, số khớp theo số bậc tự do 21 Hình 2.17 Thuật tốn xác định các chuỗi thơng số khâu 23 Hình 2.18 Thuật tốn xác định các bộ thơng số khâu 24 Hình 2.19 Thuật tốn xác định các chuỗi mạch vịng 25 Hình 2.20 Thuật tốn xác định bộ thơng số mạch vịng 26 Hình 3.1 Đồ thị (11,10) 28 Hình 3.2 Đồ thị (5,6) 29 Hình 3.3 Đồ thị phân đoạn theo cạnh 30 Hình 3.4 Đồ thị phân đoạn điểm 30 Hình 3.5 (a) Đa đồ thị (b) Đồ thị có sling 30 Hình 3.6 Hai đồ thị đồng cấu 31 Hình 3.7 Hai cây có 6 đỉnh 31 Hình 3.8 Đồ thị (a) và một biểu diễn phẳng của nó (b) 31 v Hình A4 Giao diện module tổng hợp chuỗi nhị phân Với số khâu là 7 và số bậc tự do là 2. Ta được file .txt có chứa các chuỗi nhị phân sau: Hình A5 File liệu chuỗi nhị phân cho chuỗi động có khâu bậc tự Module tiêu chuẩn hóa đồ thị Cuối cùng là module tiêu chuẩn hóa đồ thị (Standardize Graph). Module này được xây dựng dựa trên cơ sở lý thuyết và các thuật tốn đã trình bày ở chương 4. Giao diện của module được mơ tả như hình A6. Module tiêu chuẩn hóa đồ thị bao gồm hai phân vùng: Tiêu chuẩn hóa đồ thị (Standardize Graph) và Phát đồng cấu (Isomorphism Detection). 75 Trong phân vùng tiêu chuẩn hóa đồ thị, cho phép người dùng tải lên từ một file dạng .txt có chứa chuỗi nhị phân biểu diễn đồ thị. Hình A6 Giao diện module tiêu chuẩn hóa đồ thị Từ chuỗi nhị phân này, module tiêu chuẩn hóa đồ thị sẽ phân tích và đưa ra các thơng tin về đồ thị như sau: - Number of Vertices: Số đỉnh của đồ thị. - Adjacent Lists(Before): Mảng danh sách kề đỉnh trong đồ thị ban đầu. 76 - All Circuits: Danh sách các chu trình của đồ thị ban đầu. - The Canonical Perimeter Circuit: Chu trình bao tiêu chuẩn của đồ thị ban đầu. - The Canonical Perimeter Sequence: Chuỗi bậc bao tiêu chuẩn của đồ thị. - Sub Chains: Danh sách các chuỗi con của đồ thị. - Relabel Vertices: Danh sách q trình đánh lại nhãn cho các đỉnh của đồ thị. - Adjacent Lists(After): Mảng danh sách kề đỉnh trong đồ thị sau khi tiêu chuẩn hóa HìnhA7 Tiêu chuẩn hóa đồ thị có 15 đỉnh Sau q trình tiêu chuẩn hóa, dựa vào danh sách kề các đỉnh của đồ thị, ta có thể phân tích xem các đồ thị có đồng cấu hay khơng. Nếu danh sách kề các đỉnh của chúng giống nhau, thì chúng đồng cấu. Hình A7 mơ tả việc tiêu chuẩn hóa một đồ thị với 15 đỉnh. Ngồi ra, module tiêu chuẩn hóa đồ thị cũng cho ta biết được một đồ thị có phải là đồ thị phân đoạn hay khơng, bằng cách dựa vào nhận xét sau: “Nếu tồn chuỗi đồ thị mà đỉnh đầu cuối chuỗi khơng kề với hai đỉnh khác nằm chu trình bao tiêu chuẩn (của đồ thị chuẩn hóa) đồ thị phân đoạn” Hình A8, biểu diễn q trình tiêu chuẩn hóa một đồ thị để biết được nó có phân đoạn hay khơng. 77 Hình A8 Tiêu chuẩn hóa đồ thị phân đoạn Với đồ thị ở hình A8, đồ thị này có các chuỗi con sC[1,1] [5 6 7] Hình A9 Chuỗi đồ thị hình A8 Đỉnh đầu và cuối của chuỗi con này kề với cùng một đỉnh thuộc đồ thị bao (đỉnh 1). Cho nên ta có thể kết luận đây là một đồ thị phân đoạn (This is an fractionated Graph). Tiếp theo là phân vùng phát hiện đồng cấu. Phân vùng này có giao diện như hình A10: Hình A10 Giao diện phân vùng phát đồng cấu 78 Phân vùng này có đầu vào là file dạng .txt có chưa các chuỗi nhị phân, với cấu trúc có dạng như hình A11. Hình A11 Cấu trúc file txt có chứa chuỗi nhị phân Trong phân vùng này, có các chức năng: - Kiểm tra đồng cấu giữa hai chuỗi (Check Isomorphism): Bằng cách nhập vào số thứ tự của các chuỗi nhị phân, ta có thể kiểm tra xem hai chuỗi này có đồng cấu hay khơng. Nếu chúng đồng cấu, phần mềm sẽ báo “Two Binary String are Isomorphic!”, ngược lại sẽ thơng báo “Two Binary String are not Isomorphic!”. - Xóa các chuỗi đồng cấu (Remove Iso-BStrings): Chức năng này sẽ qt tồn bộ file chuỗi nhị phân đầu vào, kiểm tra tính đồng cấu của các chuỗi nhị phân để lọc bỏ. Các thơng số về số chuỗi nhị phân trước và sau khi lọc bỏ cũng được hiển thị. Chức năng này, xuất ra một file txt mới có chứa các chuỗi nhị phân khơng đồng cấu với nhau. Hình A10, cũng minh họa các chức năng trên. Với đầu vào là file chứa 360 chuỗi nhị phân (được tổng hợp từ module chuỗi nhị phân với số khâu 6 và số bậc tự do 1), sau q trình thực hiện, ta thu được file mới chỉ chứa 2 chuỗi nhị phân. Cuối cùng, để cho người dùng có thể dễ dàng phân tích và theo dõi, phần mềm cịn đưa ra tính năng cho phép người dùng chọn một chuỗi nhị phân bất kỳ, sau đó tiêu chuẩn hóa đồ thị ứng với chuỗi nhị phân này. Hình A12 minh họa cho chức năng này. 79 Hình A12 Giao diện module tiêu chuẩn hóa đồ thị Người dùng chỉ cần việc chọn một chuỗi ở danh sách chuỗi nhị phân, sau đó ấn vào nút (Here), thì phần mềm tiến hành tiêu chuẩn hóa cho chuỗi nhị phân đã chọn 80 PHỤ LỤC B VÍ DỤ MINH HỌA VỀ ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM TRONG TỔNG HỢP CÁC CHUỖI ĐỘNG HỌC Đặt vấn đề Hãy tổng hợp các chuỗi động học có chứa 7 khâu và 2 bậc tự do Các bước thực Bước 1: Xác định các bộ thơng số khâu, khớp mạch vịng của chuỗi động. Với chuỗi động học có chứa 7 khâu và 2 bậc tự do. Đưa vào tổng hợp bộ thơng số khâu và mạch vịng (Synthesize Parameters) của phần mềm hỉnh B1. Hình B1 Tổng hợp thơng số chuỗi động có khâu bậc tự Ta thu được các thơng số khâu khớp mạch vịng ở hình B2: 81 1 a4 a5 a6 a7 a8 h2 h3 h4 0 2 1 0 0 5 2 0 1 0 2 0 0 6 0 1 1 1 0 1 0 2 0 0 0 1 Hình B2 Bộ thơng số khâu, khớp chuỗi động có khâu bậc tự Bước 2: Tổng hợp các chuỗi nhị phân biểu diễn cho chuỗi động học. Hình B3 Tổng hợp chuỗi nhị phân chuỗi động có khâu bậc tự Hình B4 Các chuỗi nhị phân chuỗi động có khâu bậc tự 82 Nhập các thông số đầu vào cho module tổng hợp chuỗi nhị phân (Synthesize Binary Strings) như hình B3. Ta thu được file txt tại địa chỉ “C:\\ Links_8 Joins_2 DOF.txt ”chứa 5670 chuỗi nhị phân như hình B4. Bước Lọc để loại bỏ các chuỗi nhị phân đồng cấu. Sử dụng module tiêu chuẩn hóa đồ thị (Standardize Graph), tải file .txt đã tạo được ở bước 3 tại địa chỉ “C:\\ Links_8 Joins_2 DOF.txt ” Tiến hành lọc bỏ các chuỗi nhị phân như hình B5. Sau q trình này ta thu được một file .txt có chứa 6 chuỗi nhị phân ở hình B6. Hình B5 Lọc bỏ chuỗi nhị phân chuỗi động có khâu bậc tự Hình B6 Các chuỗi cịn lại chuỗi động có khâu bậc tự Bước Vẽ các chuỗi động học từ các số liệu đã thu được Sử dụng phần mềm để phân tích, các chuỗi thứ 1, 3 và 4 trong 6 chuỗi cịn lại thu được là các chuỗi biểu diễn cho các chuỗi động học phân đoạn. Các chuỗi này thực chất là đồng cấu, ta chưa lọc bỏ được những chuỗi này vì việc tiêu chuẩn hóa đồ thị chưa áp dụng cho các đồ thị phân đoạn. Các chuỗi phân đoạn này cùng biểu diễn cho chuỗi động sau: 83 Hình B7 Chuỗi động phân đoạn có khâu bậc tự Chuỗi động ở hình B7 có bộ thông số khâu h2 h3 h4 1 và a4 a8 1 . Hình B8 Phân tích chuỗi nhị phân ứng với chuỗi động khâu, bậc tự Với các chuỗi cịn lại, kết hợp với các bộ thơng số khâu, khớp, mạch vịng, ta vẽ được các chuỗi động sau: - Với chuỗi số 2: 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 Chuỗi này có bộ thơng số khâu: h2 h3 h4 5 0 Đồ thị bao tương ứng của chuỗi này được vẽ ở hình B9a. 84 (a) (b) Hình B9 Các đồ thị bao chuỗi động ứng với chuỗi số Kết hợp với bộ thơng số mạch vịng: a4 a6 1 2 , ta vẽ được chuỗi động như hình B9b. - Với chuỗi số 5: 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 Chuỗi này có bộ thơng số khâu: h2 h3 h4 5 0 Đồ thị bao tương ứng của chuỗi này được vẽ ở hình B10a. (a) (b) Hình B10 Các đồ thị bao chuỗi động ứng với chuỗi số Kết hợp với bộ thơng số mạch vịng: a5 a6 1 , ta vẽ được chuỗi động như hình B10b. - Với chuỗi số 6: 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 Chuỗi này có bộ thơng số khâu: h2 h3 h4 5 0 Đồ thị bao tương ứng của chuỗi này được vẽ ở hình B11a. (a) (b) Hình B11 Các đồ thị bao chuỗi động ứng với chuỗi số 85 Kết hợp với bộ thơng số mạch vịng: a4 a5 a 1 1 , ta vẽ được chuỗi động như hình B11b. Kết luận Qua ví dụ trên, ta nhận thấy cơng việc thiết kế một chuỗi động được thực hiện một cách dễ dàng hơn nhiều nhờ những lý thuyết đã phân tích trong luận văn, cũng như sự trợ giúp của phần mềm phân tích và tổng hợp chuỗi động học. Cũng qua đó, đã thể hiện được khả năng ứng dụng thực tiễn hiệu quả của phần mềm phân tích và tổng hợp chuỗi động. 86 PHỤ LỤC C LÝ THUYẾT BỔ SUNG Ma trận hốn vị Ma trận hốn vị là ma trận thu được bằng cách hốn vị các hàng của một ma trận đơn vị kích thước n n Do đó, mỗi hàng và cột của ma trận hốn vị chỉ có duy nhất một phần tử bằng 1, các phần tử cịn lại bằng 0. Có n ! ma trận hốn vị có kích thước n n Ví dụ, có 2 ma trận hốn vị có kích thước : 1 0 , 1 Có 6 ma trận hốn vị có kích thước : 1 0 1 0 0 0 , 0 , 1 0 , 0 , 0 , 0 0 0 1 0 1 0 Một ma trận đơn vị ln có định thức là 1 , và thỏa mãn tính chất: P.PT I (với P là ma trận hốn vị và I là ma trận đơn vị kích thước n n ) Chuỗi động học đồng cấu Theo tài liệu [4], hai chuỗi động học hoặc cơ cấu được gọi là đồng cấu nếu chúng cùng có chung cấu trúc topo. Nghĩa là, nếu biểu diễn dưới graph, thì sẽ tồn tại một sự tương quan một – một giữa các cạnh và các đỉnh mà duy trì được sự liên thuộc. 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Gia Tường, Tạ Khánh Lâm (2003), Nguyên lý máy, Nhà xuất bản giáo dục. Nguyễn Hồng Thái (2009), “Phân tích tổng hợp chuỗi động học khi biết khâu, khớp và hạng của khâu tham gia chuỗi động học bằng phương pháp chuỗi nhị phân”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường đại học kỹ thuật, số 69-2009. Nguyễn Hồng Thái, Nguyễn Thùy Dương, “Tổng hợp chuỗi động học phẳng gốc nhiều bậc tự do dựa trên mối quan hệ khâu, khớp và mạch vịng”, Tuyển tập cơng trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ VII. Lung-Wen Tsai (2001), Enumeration of kinematic structures according to function, CRC Press. Robin J.Wilson (2010), Introduction to graph theory, LONGMAN. Huafeng Ding, Zhen Huang (2009), “Isomorphism identification of graphs: Especially for the graphs of kinematic chains”, Mechanism and Machine Theory, pp. 122-139. Huafeng Ding, Zhen Huang (2009), “Loop theory and applications to some key problems of kinematic structure of kinematic chains”, Frontiers of Mechanical Engineering in China, pp. 276-283. N.P.Belfiore, E.Pennestri (1994), “Automatic setching of planar kinematic chains”, Mech Mach Theory, Vol 29, pp. 177-193. T.S.Mruthyunjaya (2003), “Kinematic structure of mechanisms revisited”, Mechanism and Machine Theory, Vol 38, pp. 279-320. 10 Lung-Wen Tsai (1986), “An application of the linkage characteristic polynomial to the topological synthesis of epicyclic gear trains”, Transactions of the ASME, Vol 3, pp. 329-336. 11 S.Molian (1970), “Kinematics of compound differential mechanisms”, Proc Instn Mech Engrs, Vol 185, pp. 733-745. 12 Zoltán Lévai (1970), “Structure and analysis of planetary gear trains”, Jnl Mechanisms, Vol 3, pp. 131-148. 13 F.Buchsbaum, F.Freudenstein (1970), “Synthesis of kinematic structure of geared kinematic chains and other mechanisms”, Jnl Mechanisms, Vol 5, pp. 357-392. 14 R.Ravisankar, T.S.Mruthyunjaya (1985), “Computerized synthesis of the structure of geared kinematic chains”, Mechanism and machine theory Vol 20, No 5, pp. 367-387. 88 15 Lung-Wen Tsai, Chen-Chou Lin (1989), “The creation of nonfractionated two-degree-of-freedom epicyclic gear trains”, Transactions of the ASME, Vol 111, pp. 524-529. 16 Jae Uk Kim, Byung Man Kwak (1990), “Application of edge permutation group to structural synthesis of epicyclic gear trains”, Mech Mach Theory, Vol 25, No 5, pp. 563-574. 17 Cheng-Ho Hsu, Kin-Tak Lam (1992), “A new graph representation for the automatic kinematic analysis of planetary spur-gear trains”, Transactions of the ASME, Vol 114, pp. 196-200. 18 M. Gruebler, “Allgemeine Eigenschaften der zwanglaufigen ebenen inematischen Ketten Part I”, Civilingenieur 29(1883) 167–200; Part II, Verh Ver.Bef Gew 64 (1885) 179-223. 19 H. Alt (1921), “Zur synthese der ebenen mechanismen” , Z Angew Math Mech 1(5). 20 F.R.E. Crossley (1966), “On an unpublished work of Alt”, J Mechanisms 1, pp. 165-170. 21 W.M. Hwang, Y.W. Hwang (1992), “Computer aided structural synthesis of planar kinematic chains with simple joints”, Mech Mach Theory 27, pp. 189-199. 22 G. Kiper, D. Schian (1975), “The twelve-link Gruebler-type kinematic chains”, Z VDI 117, pp. 283-288. 89 ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Chí Hiệp TỔNG HỢP CHUỖI ĐỘNG HỌC PHẲNG, KÍN TRONG BÀI TỐN THIẾT KẾ CẤU TRÚC CƠ CẤU MÁY VÀ RƠ BỐT BẰNG LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ Chuyên... Lê Chí Hiệp Đề tài luận văn: Tổng? ?hợp? ?chuỗi? ?động? ?học? ?phẳng,? ?kín? ?trong? ?bài? ?tốn? ?thiết? ?kế? ? cấu? ?trúc? ?cơ? ?cấu? ?máy? ?và? ?rơ? ?bốt? ?bằng? ?lý? ?thuyết? ?đồ? ?thị? ? Chun ngành: Kỹ thuật? ?cơ? ?điện tử Mã số SV: CB170296... 1.1 VAI TRỊ CỦA CẤU TRÚC CƠ CẤU? ?TRONG? ?CHẾ TẠO MÁY VÀ RƠ BỐT 1 1.1.1? ?Cấu? ?trúc? ?cơ? ?cấu? ?trong? ?thiết? ?kế? ?máy? ? 2 1.1.2? ?Cấu? ?trúc? ?cơ? ?cấu? ?trong? ?thiết? ?kế? ?rô? ?bốt? ?
Ngày đăng: 27/02/2021, 11:07
Xem thêm:
