NCM Máy & ma sát học, C10-213 | 68 |
CHƯƠNG 2
ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI ROBOT
CHƯƠNG 7: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC ROBOT
I. Đặt vấn đề
II. Xác định trạng thái của robot tại khâu cuối
III. Mô hình động học
IV. Trình tự thiết lập hệ phương trình động học của robot
V. Hệ phương trình động học của các robot điển hình
NCM Máy & ma sát học, C10-213 | 69 |
I. Đặt vấn đề
❑Cơ cấu chấp hành của robot thường là một cơ cấu hở, gồm một chuỗi
các khâu (links) nối với nhau bằng các khớp (joints). Các khớp động
này có thể là khớp quay (R) hoặc khớp tịnh tiến (T). Để robot có thể
thao tác linh hoạt, cơ cấu chấp hành phải cấu tạo sao cho điểm mút
của khâu cuối cùng đảm bảo dễ dàng di chuyển theo một quỹ đạo nào
đó, đồng thời khâu này có định hướng nhất định theo yêu cầu.
❑Khâu cuối cùng thường là bàn tay kẹp (gripper) hoặc là khâu gắn liền
với dụng cụ làm việc (tools). Đây là điểm đáng quan tâm nhất vì đó là
điểm tác động của robot lên đối tượng và được gọi là điểm tác động
cuối (end-effector). Chính ở điểm này cần quan tâm không những vị
trí nó chiếm trong không gian mà cả hướng tác động của nó.
NCM Máy & ma sát học, C10-213 | 70 |
I. Đặt vấn đề
❑Khi khảo sát chuyển động của robot cần biết ‘‘định vị và định hướng’’
tại điểm tác động cuối trong mọi thời điểm. Đôi khi ta cần biết cả vận
tốc và gia tốc chuyển động của nó cũng như các điểm khác trên robot.
Đó là nội dung nghiên cứu của bài toán động học robot.
❑Các lời giải của bài toán này được xác định từ những phương trình
động học của robot. Các phương trình này là mô hình động học của
robot. Chúng được xây dựng trên cơ sở thiết lập các mối quan hệ giữa
các hệ tọa độ động nói trên so với hệ tọa độ cố định.
NCM Máy & ma sát học, C10-213 | 71 |
II. Xác định trạng thái của robot tại “điểm tác động cuối”
❑Như đã nhấn mạnh ở trên, tại các điểm tác động cuối không những cần
biết vị trí của điểm mút tức là điểm tác động của robot lên đối tượng,
mà còn phải xác định hướng tác động của khâu cuối cùng đó.
❑Như vậy trạng thái của robot tại điểm tác động cuối hoàn toàn xác
định bằng sự định vị và định hướng tại điểm tác động cuối đó.
❑Biểu thị sự định vị và định hướng bằng ma trận trạng thái cuối TE:
=
1000
zzzz
yyyy
xxxx
Epwvu
pwvu
pwvu
T
(4.1)
Tọa độ vị trí của gốc hệ
tọa độ gắn trên khâu
chấp hành cuối đối với
hệ tọa độ gốc.
Biểu diễn hướng của khâu chấp hành cuối đối
với hệ tọa độ gốc.
NCM Máy & ma sát học, C10-213 | 72 |
II. Xác định trạng thái của robot tại “điểm tác động cuối”
❑Hệ tọa độ động UVW gắn liền với khâu cuối cùng và có gốc là điểm
tác động cuối. Nếu theo kí hiệu các hệ tọa độ được xác định đánh số từ
0÷n thì ta thay thế UVW bằng xn, yn, zntương ứng.
❑Trong nhiều tài liệu kĩ thuật nước ngoài dùng cả kí hiệu hệ tọa độ này
là n (normal), s (sliding), a (approach). Các kí hiệu hệ tọa độ này là
hoàn toàn tương ứng với nhau và được dùng tùy nơi để thích hợp với t
ính hệ thống khi diễn đạt ở nơi đó:
asnzyxWVU nnn ,,,,,,
Hệ tọa độ gắn với bàn kẹp