4.1. Giới thiệu chung
Robot “Nhện n−ớc” là một đề xuất mới trong nghiên cứu ứng dụng robot song song
Robot song song (RBSS) cũng là một loại robot, nh−ng sơ đồ động của cơ cấu có các khâu không nối liên tiếp với nhau nh− cơ cấu chuỗi của robot thông th−ờng (serie robot) mà ở một khâu nầo đó nối với nhiều khâu khác, tức là nối song song với nhau. Đối với tr−ờng hợp RBSS thì bài toán thuận lại khó hơn nhiều so với bài toán ng−ợc.
Một trong những lĩnh vực ứng dụng thành công của RBSS là đồ gá cho máy gia công CNC, trong đó cơ cấu Hexapod là ví dụ điển hình. Trong những năm gần đây RBSS còn mở rộng ra nhiều lĩnh vực nâng vận chuyển và xuất hiện tên gọi mới Robocrane (robot cẩu).
Robot-cẩu là tên gọi chung loại robot làm việc với chức năng nh− một thiết bị nâng vận chuyển dùng dây cáp nâng tải. Về đại thể, robot - cẩu cũng hoạt động theo nguyên lý cơ cấu Stewart.
Trên hình 4.4.1 là sơ đồ cơ cấu Stewart, gồm có tấm động (1) nối với tấm gá đỡ (3) bằng 6 chân (2) có các khớp cầu ở cả 2 đầu. Khi thay đổi độ dài của 6 chân này thì “định vị và định h−ớng” của tấm động sẽ thay đổi theo.
Hình 4.4.1. Sơ đồ cơ cấu Stewart
Trong thiết bị robot - cẩu, tấm động (1) đ−ợc treo trên tấm giá cố định (3) bằng 6 dây cáp có độ dài thay đổi đ−ợc nhờ cơ cấu kiểu tời quay và đảm bảo linh hoạt nối ghép giữa dây cáp với các tấm nhờ có khớp cầu. Trong tr−ờng hợp robot – cẩu thì tấm động gắn liền với đối t−ợng vật thể cần đ−ợc nâng chuyển hoặc xếp đặt v.v.
Khi đó, việc điềukhiển “định vị và định h−ớng” của tấm động trở thành việc điều khiển đồng thời 6 động cơ của 6 tời quay nói trên
Robot “Nhện n−ớc” gồm có 2 phần: Phần trên có tấm động treo trên giá đỡ nhờ 6 dây cáp, điều khiển bằng 6 tời quay. Đó là một robot – cẩu. Phần d−ới là một hệ thống các cơ cấu mang các vòi phun dùng để tẩy rửa các khoang hầm tầu. Hệ thống các cơ cấu này có 4 nhánh, mỗi nhánh đều có thể “co cụm” lại hoặc “xòe rộng” ra, nên trông hình dáng bên ngoài giống nh− “con nhện n−ớc”.
4.2. Mô tả Robot “Nhện n−ớc”
“Robo - Nhện n−ớc” là tên gọi tắt của một thiết bị mới đ−ợc đề xuất. Đây là một ví dụ ứng dụng của RBSS. Nó gồm 2 phần (hình 4.4.2): Phần trên
1 2 2
có tấm động treo trên giá đỡ nhờ 6 dây cáp, điều khiển bằng 6 tời quay. Đó là một robo - cẩu. Phần d−ới là một hệ thống với 4 cơ cấu nhánh hình bình hành. Hệ thống cơ cấu này có thể “xoè ra” hoặc “co lại” nhờ chuyển động tịnh tiến của thanh trục giữa trong khớp động tịnh tiến, gắn liền với tấm động của robo - cẩu.
Thiết bị này là một cơ cấu mang các ống n−ớc mềm có vòi phun dùng để tẩy rửa các khoang hầm ngầm, mà ở đó con ng−ời rất khó khăn hoặc không thể thao tác, ví dụ vì môi tr−ờng quá độc hại. Thiết bị này có thể ‘co cụm” lại và hạ thấp dần qua miệng hầm có kích th−ớc giới hạn và sẽ “xoè rộng” ra, đồng thời nhờ có thể thay đổi đ−ợc “sự định vị và định h−ớng” của tấm động, mà quỹ đạo phun n−ớc đ−ợc điều khiển theo ý muốn.
Hình 4.4.2 là cửa sổ màn hình với một pha hoạt động của Robo - Nhện n−ớc đã đ−ợc mô phỏng hoạt hình. Trên cơ sở đó có thể khảo sát các chuyển động của Robo - Nhện n−ớc và thử nghiệm các ch−ơng trình điều khiển.
4.3. Tính toán, xây dựng ch−ơng trình điều khiển Robot - “Nhện n−ớc” Đức Đức
Hình 4. 4.3. Ví dụ tính toán theo ch−ơng trình điều khiển robo-cẩu
4.4. Mô phỏng hoạt hình Robot - “Nhện n−ớc”