Bài giảng Robotics: Chương 2 - PGS. Nguyễn Quang Hoàng

Trong lĩnh vực kỹ thuật hiện đại, đặc biệt là cơ điện tử và cơ học ứng dụng, nghiên cứu về robot đóng vai trò ngày càng quan trọng. Để thiết kế, phân tích và điều khiển hiệu quả các hệ thống tự động, việc nắm vững các khái niệm cơ bản về cấu trúc và khả năng chuyển động của chúng là thiết yếu. Tài liệu này cung cấp cái nhìn tổng quan về bậc tự do và cấu trúc của tay máy robot, là nền tảng cho sự hiểu biết sâu sắc hơn về động học, động lực học và điều khiển robot. Việc tìm hiểu cách các khâu và khớp cấu thành một robot, cùng với các yếu tố ảnh hưởng đến không gian làm việc và khả năng vận hành của nó, là bước đầu tiên để phát triển các ứng dụng robot tiên tiến.

Sinh viên, kỹ sư, và nhà nghiên cứu trong các lĩnh vực cơ điện tử, cơ học ứng dụng, robotics và tự động hóa.

Tài liệu này trình bày một cách hệ thống các khái niệm cơ bản về bậc tự do và cấu trúc của tay máy robot, bắt đầu bằng việc định nghĩa và mô tả các thành phần cốt lõi. Cụ thể, nội dung làm rõ khái niệm khâu (link) như những vật rắn tạo nên robot và khớp (joint) là các điểm kết nối cho phép chuyển động tương đối. Các loại khớp tiêu biểu như khớp quay (revolute) và khớp tịnh tiến (prismatic) được giải thích chi tiết, cùng với phương pháp xác định bậc tự do của từng khớp thông qua công thức f = 6 - r. Bên cạnh đó, tài liệu còn đi sâu vào cấu trúc tổng thể của một hệ thống tay máy robot, bao gồm các bộ phận chính như cánh tay, cổ tay, khâu cuối (bàn kẹp), hệ dẫn động, cảm biến và bộ điều khiển. Cuối cùng, một phần quan trọng được dành để phân loại tay máy robot dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau như cách vận hành, mức độ thông minh, hình học, phương pháp dẫn động, điều khiển và ứng dụng. Việc hiểu rõ các bậc tự do của robot, cùng với cấu trúc và phân loại của chúng, là kiến thức nền tảng không thể thiếu cho việc thiết kế, mô phỏng và triển khai các hệ thống robot trong các ứng dụng công nghiệp và nghiên cứu, đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn.