Bài giảng Robotics: Chương 9 - PGS. Nguyễn Quang Hoàng

Trong bối cảnh công nghệ robotics đang phát triển mạnh mẽ, việc nắm vững các nguyên lý động lực học robot là yếu tố then chốt để thiết kế, điều khiển và tối ưu hóa hiệu suất của các hệ thống tự động. Bài trình bày này tập trung vào động lực học robot chuỗi, một lĩnh vực nền tảng trong kỹ thuật robot, nơi sự hiểu biết sâu sắc về tương tác giữa lực, mômen và chuyển động là cần thiết. Mục tiêu là cung cấp cái nhìn tổng quan về các khái niệm cơ bản, phương pháp phân tích và tầm quan trọng của việc nghiên cứu động lực học để đảm bảo robot hoạt động chính xác và hiệu quả trong các ứng dụng công nghiệp và dịch vụ.

Sinh viên ngành Cơ điện tử, Kỹ thuật Robot, Kỹ thuật Cơ khí; các kỹ sư, nhà nghiên cứu quan tâm đến thiết kế, mô phỏng và điều khiển robot.

Tài liệu này cung cấp một cái nhìn toàn diện về động lực học robot, đặc biệt nhấn mạnh vào robot chuỗi. Nội dung chính bao gồm định nghĩa động lực học robot là nghiên cứu chuyển động dưới tác dụng của lực/mômen điều khiển, cùng với việc phân biệt rõ ràng giữa động lực học thuận (tính toán chuyển động từ lực) và động lực học ngược (tính toán lực cần thiết cho chuyển động mong muốn). Tài liệu đi sâu vào các nội dung nghiên cứu quan trọng trong cơ học ứng dụng, bao gồm các đặc trưng động lực học của vật rắn như khối tâm, mômen quán tính, động lượng, mômen động lượng và năng lượng động học. Các nguyên lý cơ học như d'Alembert-Lagrange và các dạng phương trình Newton-Euler (không đệ quy và đệ quy) và phương trình Lagrange loại 2 được trình bày chi tiết cho cả cấu trúc robot nối tiếp và song song. Bên cạnh đó, khái niệm trục quán tính chính và định lý Steiner cũng được đề cập. Phương pháp tiếp cận này cung cấp các giải pháp toán học và các giải thuật tính toán cần thiết để phân tích hành vi động học của robot. Giá trị ứng dụng của nghiên cứu này là vô cùng lớn, giúp các kỹ sư và nhà nghiên cứu có thể thiết kế, mô phỏng, và phát triển các hệ thống điều khiển robot tinh vi, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và độ chính xác của robot trong nhiều môi trường công nghiệp phức tạp.