MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ ỨNG DỤNG ROBOCAR

Trong bài này giới thiệu một số kết quả nghiên cứu thiết kế chế tạo và ứng dụng Robocar của Trung tâm NCKT tự động hoá, ĐHBK - HN. Trình bày các phương pháp tính toán động học và xây dựng các thuật toán điều khiển chuyển động của Robocar khi yêu cầu bám theo đường dẫn và tránh được chướng ngại v.v. Đồng thời giới thiệu một số ứng dụng thực tế.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ ỨNG DỤNG ROBOCAR MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ ỨNG DỤNG ROBOCAR yt ϕt T yd xt xc, xd Nguyễn Thiện Phúc, Trần Minh Nghĩa, Lê Hoàng Giang yc Trung tâm NCKT Tự động hoá, ĐHBK - HN m Ot n D C ϕ Tóm tắt Py Trong bài này giới thiệu một số kết quả nghiên b a cứu thiết kế chế tạo và ứng dụng Robocar của Trung tâm a NCKT tự động hoá, ĐHBK - HN. Trình bày các phương pháp tính toán động học và xây dựng các thuật toán điều khiển chuyển động của Robocar khi yêu cầu bám theo O x đường dẫn và tránh được chướng ngại v.v. Đồng thời Px giới thiệu một số ứng dụng thực tế. Hình 1 1. GIỚI THIỆU CHUNG Trên hình 1 là trường hợp 3 bánh, 2 bánh Robocar là loại robot di động trên xe (a car-like sau chủ động và là các bánh lái. Cho hệ toạ độ xd yd mobile robot). Hệ thống thiết bị chấp hành gồm 2 phần: zd gắn liền với xe di động, có gốc tại điểm D trung tay máy và xe, nhưng có chung hệ thống điều khiển. tâm xe. Ở vị trí xuất phát điểm D trùng với điểm C Robocar chủ yếu hoạt động trong các phân xưởng, bến (px yy 0) trong không gian cố định x, y, z. Điểm C bãi, với địa hình không quá phức tạp nên kết cấu xe nằm trên trục bánh xe sau và cách đều chúng một cũng rất đơn giản. khoảng b, còn D nằm giữa 2 trục bánh xe trước và 2. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC sau với khoảng cách 2a. Trước hết đối với tay máy của robocar thì về Gọi V là vận tốc di chuyển và ω là vận tốc nguyên tắc có thể dùng nhiều loại cơ cấu khác nhau. Ở góc của xe, tương ứng với góc lái α. Theo các quan đây chọn loại cơ cấu Robot RP thuộc nhóm robot phỏng hệ vận tốc, dễ dàng có các biểu thức sau: sinh trục ngang (bắt chước cơ cấu tay người). Sự khác V p + Vt biệt của robot này so với các kiểu robot phỏng sinh khác V= , (1) là ở đây dùng cơ cấu Pantograph với 2 con trượt dẫn 2 động làm môđun chủ yếu của cơ cấu tay máy. Cũng vì Vtgα thế robot này được ký hiệu vắn tắt là robot RP. ω= , (2) 2a Với những quan hệ thông số hợp lý, loại cơ cấu tay máy này có các ưu điểm sau: 1) Có thể bố trí nguồn V p = Rω p động lực gần với thân nhưng vẫn đảm bảo chuyển động độc lập của các khâu chấp hành; 2) Đảm bảo đơn giản 2a − btgα về kết cấu, linh hoạt về cấu trúc và nhỏ gọn về kích Vt = V p , (3) 2a + b.tgα thước; 3) Dễ dàng giữ cân bằng ở các vị trí khác nhau và tiêu hao ít năng lượng; 4) Dễ điều khiển do có thể α = arctg 2[ 2 a (V p − Vt ), b (V p + V t ). (4) thực hiện các chuyển dịch của bàn kẹp theo các trục toạ độ bằng cách di chuyển con trượt riêng rẽ và các bài Với R và ωp - bán kính và vận tốc góc của toán trong mọi cấu hình đều có thể đưa về bài toán bánh phải, phẳng. Vp và Vt - vận tốc trên bánh phải và bánh Đối với cơ cấu xe di chuyển đã tiến hành tính trái. toán với các phương án khác nhau: 3 bánh xe hoặc 4 bánh xe, 1 bánh chủ động hoặc 2 bánh chủ động, bánh Khi cần xét chuyển động của điểm T trên trước chủ động hoặc bánh sau chủ động, bánh lái đặt xe, gắn liền với dụng cụ thao tác (ví dụ, đầu dò, đầu trước hoặc đặt sau v.v. cắt, đầu hàn v.v.) ta gắn hệ toạ độ xt, yt, zt tại điểm Ot ...