THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH CON LẮC NGƯỢC QUAY
4.1.2. Thiết kế cơ khí hệ thống con lắc ngược quay
Nhận thấy thiết kế cơ khí là một phần quan trọng bậc nhất trong đề tài,vì thế người thực hiện đã dành nhiều thời gian để tìm hiểu các mô hình con lắc ngược quay trên thế giới cũng như trong nước để tham khảo và từ đó tiến hành thiết kế .
Mô hình cơ khí hệ thống con lắc ngược phải đảm bảo chắc chắn,có các thông số hợp lý cũng như mang tính thẩm mỹ.
Hình 4.3. Bản vẽ mô hình dùng phần mềm Inventor
Hình 4.3 là bản vẽ 3D mô hình được tác giả thiết kế trên phần mềm Inventor,các chi tiết được vẽ chính xác đến từng milimet,sau đó tác giả xuất bản vẽ 2D và nhờ tiệm gia công cơ khí để ra được mô hình thực tế như Hình 4.4.
Trang 63
Hình 4.4. Mô hình thực con lắc ngược quay đã thiết kế
Hệ con lắc ngược quay được thiết kế như Hình 4.4 bao gồm: - Khung đỡ bằng nhôm,
- Động cơ DC servo ( có gắn sẵn encoder) dùng để truyền động cho cánh tay nằm ngang và đo đạc vị trí cánh tay.
- Encorder được sử dụng để xác định vị trí của con lắc so với phương thẳng đứng.
Bảng 4.1. Thông số thực của hệ thống con lắc ngược được thiết kế
Mô tả Thông số mô hình
Khối lượng con lắc 0.09 kg
Chiều dài con lắc 30 cm
Chiều dài cánh tay 22.4cm
Khối lượng cánh tay 0.4 kg
Độ cao mô hình 50 cm
Trang 64 Sơ đồ khối của toàn bộ hệ thống điều khiển hệ con lắc ngược được mô tả như Hình 3.4 bao gồm các khối thực hiện các chức năng như sau:
Hình 4.5. Tổng quan hệ thống con lắc ngược được thiết kế
- Khối xử lý gồm chip DSP TMS320F28335 PGFA có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các encoder, xử lý thuật toán điều khiển và xuất tín hiệu điều khiển.
- Khối cảm biến gồm 2 Encoder để đo vị trí và vận tốc
- Khối truyền thông SCI và nạp chương trình cho chip F28335 thông qua XDS 100 USB 2.0.
- Khối cách ly có nhiệm vụ cách ly mạch điều khiển (mạch xử lý tín hiệu) với mạch cầu H điều khiển động cơ.
Trang 65