Động học ngược tay máy chuỗi dư dẫn động: Chuyển động lặp của biến khớp

Bài viết trình bày một phương pháp giải bài toán động học ngược tay máy chuỗi dư dẫn động. Trên cơ sở phương trình động học ở mức vận tốc, véctơ vận tốc suy rộng được giải dựa trên tiêu chuẩn tối ưu. Không gian bù của ma trận Jacobi được khai thác để đảm bảo chuyển động lặp của các tọa độ khớp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Động học ngược tay máy chuỗi dư dẫn động: Chuyển động lặp của biến khớp Tuyển tập Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ nhất về Động lực học và Điều khiển Đà Nẵng, ngày 19-20/7/2019, tr. 183-189, DOI 10.15625/vap.2019000276 Động học ngược tay máy chuỗi dư dẫn động: chuyển động lặp của biến khớp Nguyễn Quang Hoàng Bộ môn Cơ ứng dụng – Viện Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội E-mail: hoang.nguyenquang@hust.edu.vn Tóm tắt đại số tuyến tính có số ẩn nhiều hơn số phương trình. Các Với các tay máy đủ dẫn động, khi khâu cuối thực hiện các tọa độ khớp sau đó nhận được bằng cách tích phân các chuyển động lặp các tọa độ khớp cũng sẽ thực hiện các chuyển vận tốc biến khớp theo thời gian, với điều kiện đầu tương động lặp. Tuy nhiên, đối với các tay máy dư dẫn động để các thích. Để hạn chế sai số tích lũy trong quá trình tính tích tọa độ khớp thực hiện chuyển động lặp đòi hỏi phải có phương phân các phương pháp như phản hồi động học [10], hiệu pháp xử lý bài toán động học ngược. Bài báo trình bày một chỉnh gia lượng sai số véctơ tọa độ suy rộng [5,6,7] phương pháp giải bài toán động học ngược tay máy chuỗi dư thường được sử dụng. dẫn động. Trên cơ sở phương trình động học ở mức vận tốc, véctơ vận tốc suy rộng được giải dựa trên tiêu chuẩn tối ưu. Trong bài báo này, vấn đề chuyển động lặp của các Không gian bù của ma trận Jacobi được khai thác để đảm bảo biến khớp được quan tâm giải quyết bằng việc sử dụng chuyển động lặp của các tọa độ khớp. Giá trị biến khớp tìm không gian bù của ma trận Jacobi với véctơ tự do được được nhờ các phép tính tích phân véctơ vận tốc suy rộng. Ngoài chọn một cách thích hợp. ra, để giảm các sai số tích lũy phương pháp phản hồi sai số động Phần còn lại của bài báo được trình bày như sau: việc học được đưa vào. Các mô phỏng số được thực hiện với tay thiết lập và phương pháp giải bài toán được trình bày máy phẳng 5 bậc tự do. Các kết quả cho thấy các tọa độ khớp trong mục 2 và 3. Mục 4 trình bày các mô phỏng số đối thực hiện các chuyển động lặp khi khâu cuối thực hiện các với một tay máy phẳng 5 bậc tự do. Cuối cùng là một số chuyển động lặp. kết luận được đưa ra. Từ khóa: Tay máy dư dẫn động, Động học ngược, Chuyển động 2. Đặt bài toán và phương pháp giải lặp, Phản hồi sai số động học. Nêu bài toán n Xét tay máy n bậc tự do, gọi q là véctơ 1. Mở đầu chứa các tọa độ khớp. Bàn kẹp của robot vận hành trong So với robot đủ dẫn động, robot dư dẫn động có không gian thao tác, gọi x m là véctơ chứa vị trí và nhiều ưu điểm vì chúng cho phép tối ưu quỹ đạo chuyển hướng của bàn kẹp m ( m 6 ). Bài toán động học động, tránh được vật cản, tránh được các điểm kỳ dị, thuận robot được giải quyết bằng các phương pháp hình tránh các giới hạn khớp [1, 9, 10, 11]. Robot dư dẫn động học, quy tắc Denavit-Hartenberg hoặc Craig [2, 3, 4, 9, có số tọa độ khớp lớn hơn số bậc tự do của bàn kẹp, điều 10]. Kết quả của bài toán động học thuận cho ta liên hệ này cho phép có nhiều phương án giải quyết bài toán sau: động học ngược. Đối với tay máy đủ dẫn động, khi khâu f (x, q ) 0 , x, f m ,q n . (1) cuối thực hiện chuyển động lặp theo chu trình, các biến Tay máy là đủ dẫn động nếu số chiều của không gian khớp cũng sẽ thực hiện chuyển động lặp tương ứng. Tuy thao tác bằng số chiều của không gian khớp, tức m n . nhiên, điều này có thể không đúng với tay máy dư dẫn Bài toán ngược động học của loại tay máy này yêu cầu ta động nếu không có sự can thiệp thích hợp trong bài toán giải phương trình (1) tìm q (t ) khi cho biết x (t ) . Bài động học ngược. Bài toán xác định chuyển động lặp của toán này có thể được giải bằng các phương pháp sau: 1. biến khớp được được nghiên cứu trong thời gian gần đây Giải hệ phương trình đại số phi tuyến bằng phương pháp [12]. Trong công trình này các tác giả đã thiết lập và đưa lặp Newton-Raphson, 2. Sử dụng phương pháp hình học bài toán về dạng quy hoạch dạng toàn phương với các để nhận được nghiệm giải tích, 3. Sử dụng phương pháp ràng buộc và sau đó giải bằng những thuật toán khá phức các nhóm 3. tạp. Các thuật toán này khó có khả năng triển khai theo Tay máy là dư dẫn động khi m n , số bậc tự do thời gian thực. c ...