Bài giảng Robot và ứng dụng: Chương 2 - TS. Trần Hữu Toàn

Trong bối cảnh công nghiệp 4.0, sự phát triển và ứng dụng của robot ngày càng trở nên phổ biến, đặt ra yêu cầu cao về kiến thức nền tảng trong thiết kế và điều khiển. Để robot có thể thực hiện các tác vụ phức tạp một cách chính xác và hiệu quả, việc nắm vững các nguyên lý về chuyển động là vô cùng quan trọng. Tài liệu này tập trung giới thiệu những khái niệm cơ bản về động học robot, làm nền tảng cho việc hiểu cách các khớp nối của robot biến đổi thành vị trí và hướng của bộ phận chấp hành cuối. Qua đó, người học sẽ có cái nhìn tổng quan về tầm quan trọng của động học trong việc lập kế hoạch quỹ đạo và điều khiển robot trong các ứng dụng thực tiễn.

Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện tử, Cơ điện tử, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, cũng như các kỹ sư và nhà nghiên cứu quan tâm đến thiết kế và điều khiển robot.

Tài liệu này cung cấp một cái nhìn sâu sắc về động học robot, một lĩnh vực nền tảng cho việc phân tích và điều khiển các tay máy công nghiệp. Bắt đầu bằng việc giới thiệu các mối quan tâm chính khi điều khiển robot làm việc, tài liệu đi sâu vào định nghĩa và ý nghĩa của bài toán động học thuận và động học ngược, hai khía cạnh cốt lõi để xác định mối quan hệ giữa không gian khớp và không gian tác vụ. Phương pháp tiếp cận chủ yếu dựa trên Phép biến đổi thuần nhất (Homogeneous Transformation), một công cụ toán học mạnh mẽ để mô tả vị trí và hướng của các vật thể trong không gian 2D và 3D. Các khái niệm về vector và ma trận được ôn tập và áp dụng để giải thích cách biểu diễn các hệ tọa độ khác nhau, từ đó thiết lập mối quan hệ giữa end effector của robot và các đối tượng làm việc. Tài liệu cũng trình bày chi tiết cách thức sử dụng các phép biến đổi này để giải quyết các bài toán liên quan đến chuyển động tịnh tiến và quay. Những kiến thức này có giá trị ứng dụng cao trong việc thiết kế, lập trình và vận hành robot, giúp kỹ sư và nhà nghiên cứu có thể dự đoán chính xác trạng thái của robot và lập trình các ứng dụng tự động hóa phức tạp, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống robot.