tailieunhanh - Giải thuật và chương trình tính động lực học robot song song

Bài toán động lực học xác định mối quan hệ giữa chuyển động và lực tác dụng lên các khâu của robot từ các động cơ dẫn động, các lực công nghệ, trọng lực, tạo tiền đề cho việc điều khiển chuyển động của robot. | TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Tập 48, số 1, 2010 Tr. 33-44 GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT SONG SONG PHAN BÙI KHÔI 1. GIỚI THIỆU Trên hình 1 chỉ ra một vài mô hình robot song song. Cấu trúc chung của robot song song thường gồm một khâu động (bàn máy di động) được nối với giá cố định bởi một số mạch động học kín (thường gọi là chân). Bàn máy động thường là bộ phận mang đối tượng công nghệ hoặc dụng cụ gia công. Bàn máy động được dẫn động bởi động cơ đặt tại các khớp trên các chân của robot, thường là tại khớp liên kết giữa chân và giá cố định. Trên hình , động cơ dẫn động truyền chuyển động quay từ trục động cơ sang các khâu của robot, hình , việc truyền động có thể được thực hiện bằng động cơ, hoặc truyền động thủy lực, khí nén làm thay đổi chiều dài các chân. Hình 1a Hình 1b Bài toán động học xác lập mối quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng cho chuyển động của bàn máy và các đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi của các biến khớp (góc quay hoặc độ dài chân và các đạo hàm của chúng). Để nhận được chuyển động của bàn máy động theo quy luật mong muốn, cần xác định được quy luật thay đổi của các biến khớp, đây còn được gọi là bài toán động học ngược. Bài toán động học thuận xác định trạng thái của bàn máy động ứng với các giá trị của các biến khớp. Bài toán động lực học xác định mối quan hệ giữa chuyển động và lực tác dụng lên các khâu của robot từ các động cơ dẫn động, các lực công nghệ, trọng lực, tạo tiền đề cho việc điều khiển chuyển động của robot. 33 Do cấu trúc mạch kín phức tạp của robot song song, việc khảo sát, tính toán động học, động lực học là khá khó khăn. Bài báo này trình bày phương pháp khảo sát dựa trên sự khai thác công cụ phần mềm và các khả năng của máy tính để thực hiện khối lượng tính toán lớn. 2. ĐỘNG HỌC ROBOT SONG SONG Mô hình robot song song được chỉ ra trên hình 2 có sáu chân, sáu bậc tự do. Vị trí các chân được bố trí đối xứng và đều cùng bán kính trên bàn máy động và trên giá cố định. Cấu trúc này là phổ