Phân tích lực và biến dạng trong hệ chân Hexapod bằng phần mềm Matlab

Bài báo trình bày cách xây dựng mô hình tính toán lực tác động tại các khớp và độ biến dạng của hệ chân HEXAPOD. Với các thông số động học được xác định trước cần có những tính toán cụ thể như: xác định lực cực đại và độ biến dạng chân từ đó xác định khả năng chịu tải, độ bền của chân trong các điều kiện làm việc khác nhau Các kết quả phân tích và tính toán biến dạng trong hệ chân HEXAPOD được thực hiện bằng phần mềm matlab ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích lực và biến dạng trong hệ chân Hexapod bằng phần mềm Matlab PHAÂN TÍCH LÖÏC VAØ BIEÁN DAÏNG TRONG HEÄ CHAÂN HEXAPOD BAÈNG PHAÀN MEÀM MATLAB KS. Nguyeãn Minh Tuaán PGS.TS Ñaëng Vaên Nghìn nmtuan@dme.hcmut.edu.vn, dvnghin@dme.hcmut.edu.vn, Bộ môn Cơ Điện Tử - Khoa Cơ Khí,Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh TÓM T ẮT Bài báo trình bày cách xây dựng mô hình tính toán lực tác động tại các khớp và độ biến dạng của hệ chân HEXAPOD. Với các thông số động học được xác định trước cần có những tính toán cụ thể như: xác định lực cực đại và độ biến dạng chân từ đó xác định khả năng chịu tải, độ bền của chân trong các điều kiện làm việc khác nhau Các kết quả phân tích và tính toán biến dạng trong hệ chân HEXAPOD được thực hiện bằng Hình 1: Sơ đồ nguyên lý máy gia công ứng dụng phần mềm matlab nguyên lý Stewart dưới dạng cơ cấu Stewart mang đầu dụng cụ di chuyển trong không gian ABSTRACT Hướng nghiên cứu ngược lại với bàn máy ứng dụng cơ This paper introduces the priciple of cấu Stewart để tạo chuyển động không gian cho phôi constructing the fore impact calculation model còn bộ phận mang dụng cụ cố định. at jionts and the leg deformation of Nguyên lý Stewart thay thế vào bộ phận mang dụng cụ HEXAPOD. gia công có thể định vị bất kỳ vị trí, hướng nào trong With the predefire dynamic parameters we không gian và bộ phận bàn máy mang phôi cố định. Từ need some specify calculation such as : đó đến nay, đề tài liên tục được phát triển, các bài toán definding the maximum force and the leg động học, các bài toán điều khiển song song đã được deformation in order to determine the load giải. capaciy, the leg- duration in some different Về bài toán động lực học, cần có những tính toán cụ working enrironment. thể để xác định khả năng chịu tải, độ bền của The analysing and calculating of the leg HEXAPOD trong các điều kiện làm việc khác nhau, đó deformation of HEXAPOD is calculated by là nhiệm vụ cần giải quyết trong bài báo này. matlab. 2. PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC: Phaân tích löïc tónh nhaèm muïc ñích xaùc ñònh giaù trò löïc1. GIÔÙI THIEÄU : truyeàn ñeán caùc khôùp cuûa cô caáu, noù laø cô sôû phuïc vuïHEXAPOD là một loại máy song song. Đó là cơcấu gồm 6 chân có độ dài thay đổi được, các chân cho vieäc thieát keá kích thöôùc caùc khaâu, tính toaùn oå binày được liên kết với giá và tấm di chuyển vaø löïa choïn caùc cô caáu taùc ñoäng. Phaân tích ñoä cöùng(platform) bằng các khớp cầu, bằng cách thay đổi vöõng cho pheùp xaùc ñònh quan heä giöõa löïc taïo ra vaøchiều dài các chân ta có thể làm thay đổi vị trí và bieán daïng ôû ñieåm ñaàu cuoái baèng moät ma traän goïi laøhướng của tấm platform trong không gian. ma traän ñoä cöùng.Với đặc điểm độ cứng vững cao, khả năng địnhhướng linh hoạt đã hứa hẹn nhiều ứng dụng quan 2.1.XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH LỰCtrọng và hiệu quả. Một trong những ứng dụng tiêu Mô hình hình học gồm có một giá cố định và một tấmbiểu là nguyên lý Stewart Grough, được đưa ra vào di chuyển (platform) và 6 chân có độ dài thay đổinăm 1965 nhằm ứng dụng chủ yếu trong lĩnh vực được. Do liên kết ở 2 đầu mỗi chân đều là khớp cầumô phỏng quá trình lái máy bay và dần dần được nên lực tác dụng lên mỗi chân là lực dọc trục.ứng dụng để tạo ra các thiết bị gia công. Giả thiết giá, tấm di chuyển và các chân đều tuyệt đốiTrên thế giới các máy gia công ứng dụng cơ cấu cứng, ta sẽ lập mô hình tính lực tác dụng lên các chânStewart mang đầu dụng cụ di chuyển trong không khi tấm di chuyển chịu tác dụng của một lực R.gian. Tại mỗi điểm Bi, platform tác dụng lên chân thứ i một lực Fi, chân đó tác dụng ngược lên platform lực Fip. • Tọa độ tâm P của đế trên trong hệ tọa độ trụ có gốc đặt ở tâm O của đế dưới: [Pθ,Pr,Pz]. • Tọa độ các điểm A xét trong hệ tọa độ trụ gắn với đế dưới: [rA, ϕAi]. ...