TÍNH TOÁN VÀ MÔ HÌNH HÓA CHO TAY MÁY ROBOT ĐƯỢC THIẾT KẾ

Thiết lập phương trình động học của tay máy robot - Bước 1: Gắn hệ toạ độ lên các khâu:Mô hình cánh tay robot và các hệ trục tọa độ. Đối với robot loại này các trục khớp đều song song với nhau, các hệ toạ độ đặt tại các tâm trục khớp. Khâu thứ hai có O2 đặt tại tâm trục khớp ba và z2 hướng về phía các khâu như hình vẽ. + Khâu 1: Có O1 đặt trên trục khớp thứ hai và có x1 hướng từ trục khớp thứ hai đến trục khớp thứ ba và...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TÍNH TOÁN VÀ MÔ HÌNH HÓA CHO TAY MÁY ROBOT ĐƯỢC THIẾT KẾ TÍNH TOÁN VÀ MÔ HÌNH HÓA CHO TAY MÁY ROBOT ĐƯỢC THIẾT KẾ Thiết lập phương trình động học của tay máy robot - Bước 1: Gắn hệ toạ độ lên các khâu: Mô hình cánh tay robot và các hệ trục tọa độ. Đối với robot loại này các trục khớp đều song song với nhau, các hệ toạ độ đặt tại cáctâm trục khớp. Khâu thứ hai có O2 đặt tại tâm trục khớp ba và z2 hướng về phía các khâunhư hình vẽ. + Khâu 1: Có O1 đặt trên trục khớp thứ hai và có x1 hướng từ trục khớp thứ hai đếntrục khớp thứ ba và z1 nằm trên trục khớp thứ hai hướng từ dưới lên trên. Do đó xác địnhđược O1. Dựa vào quy tắc bàn tay phải ta xác định được y1. Ta thấy z1 song song với z2 nênO2 tịnh tiến so với O1 trên x1 một đoạn a2 (Trans(a2, 0,0)) và xác định được y2 theo quy tắcbàn tay phải. + Từ O1 ta chon được O0 trên trục khớp một và z0 nằm trên trục khớp một hướng từdưới lên trên. O1 chính là O0 tịnh tiến đi một đoạn a1 theo trục x0 (Trans(a1,0,0)) và y0 chọntheo quy tắc bàn tay phải. + Chọn O3: nằm trên tâm của trục khớp ba trùng với trục khớp thứ hai và có z3 cùngchiều với z2. Do đó O3 chính là O2 tịnh tiến đi một đoạn d3 (Trans(0,0,d3)). Như vậy, việc gắn hệ toạ độ lên các khâu của robot đã hoàn thành. - Bước 2: Lập bảng thông số DH. Thông qua các phân tích trên ta xác định được cácthông số DH của Robot Khâu ai di i i  1 0 0 a1 1 1800  2 2 0 a2 3 0 0 0 * d3 - Bước 3: Xác định các matrận An Trên cơ sở các hệ toạ độ ấn định cho tất cả các khâu liên kết của Robot ta có thể thiếtlập mối quan hệ giữa các hệ toạ độ nối tiếp nhau (n0); (n-1); (n) bởi các phép quay và tịnhtiến sau đây: Quay quanh trục zn-1 một góc n Tịnh tiến dọc trục zn-1 một đoạn dn Tịnh tiến dọc trục xn-1 một đoạn an Quay quanh trục xn một góc xoắn n Bốn phép biến đổi đồng nhất này thể hiện quan hệ của hệ toạ độ thuộc khâu thứ n sovới hệ toạ độ thuộc khâu thứ n-1 và tích của chúng được gọi là ma trận A. An = Rot(z,).Trans(0,0,0).Rot(x,) cos   sin  cos  sin  sin  a cos   sin  cos  cos   cos  sin  a sin   An    (4.1) 0 d sin  cos    0 0 0 1Ta quy ước: c1  cos1 ; s1  sin 1 ; c 2  cos 2 ; s 2  sin  2 ;Từ matrận tổng quát An ta xác định được các matrận An của Robot cụ thể như sau:  s1 c1 0 a1c1  c 2 s2 0 a2 c2  1 0 0 0 s 0 a1 s1   0 a2 s2   0 0  c2 c1  ; A2   s 2  ; A3  0 1 A1   1  0 0 0 0 0 1 d3  1 0 1 0 0       0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 - Bước 4: Tính các ma trận biến đổi thuần nhất + Ma trận 2T3  A3 + Ma trận 1T3  A2 .2 T3  A2 A3 + Ma trận T3  A1 .1 T3  A1 A2 A3 Như vậy: 1 0 0 0  0 1 0 0  T3    2 0 0 1 d 3    0 0 0 1  c 2 s 2 0 a 2 c 2  1 0 0 0  c 2 s2 0 a2 c2  s  c 0 a 2 s 2  0 1 ...