TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: TỔNG HỢP CẤU TRÚC CƠ CẤU ROBOT SONG SONG VÀ BẬC TỰ DO KHÔNG GIAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP XOẮN VÍT Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Thái Sinh viên thực hiện: Đào Thị Thúy Linh Lớp: Cử nhân Cơ điện tử K57 HÀ NỘI 06-2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CSTKM & ROBOT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: Đào Thị Thúy Linh Bộ môn: Cơ sở thiết kế máy robot Ngành: Cơ điện tử Khóa 57 Viện Cơ khí Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Thái 1.Tên đề tài tốt nghiệp: TỔNG HỢP CẤU TRÚC CƠ CẤU ROBOT SONG SONG VÀ BẬC TỰ DO KHÔNG GIAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP XOẮN VÍT Nội dung phần thuyết minh tính toán: Chương 1: Tổng quan phương pháp tổng hợp robot song song nhiều bậc tự Chương 2: Cơ sở lý thuyết tổng hợp cấu trúc robot song song nhiều bậc tự dựa lực momen Chương 3: Tổng hợp cấu robot song song 4, bậc tự Cán hướng dẫn: 2 Phần Chương 1: Chương 2: Chương 3: Họ tên cán Tổng quan phương pháp tổng hợp robot song song nhiều bậc tự Cơ sở lý thuyết tổng hợp cấu trúc robot TS NGUYỄN HỒNG THÁI song song nhiều bậc tự dựa lực TS NGUYỄN HỒNG THÁI momen Tổng hợp cấu robot song song 4, bậc tự TS NGUYỄN HỒNG THÁI Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: Ngày Tháng .Năm 2016 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày Tháng .Năm 2016 Hà nội, Ngày .Tháng Năm 2016 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Kí ghi rõ họ tên) (Kí ghi rõ họ tên) TS NGUYỄN HỒNG THÁI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY & ROBOT *** -3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Đào Thị Thúy Linh Ngành: Cơ Điện Tử Khóa 57 Người nhận xét: TS NGUYỄN HỒNG THÁI Đơn vị công tác: BM CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY & ROBOT, VIỆN CƠ KHÍ Địa chỉ: D3-304, ĐHBKHN, Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, HN E-mail: thai.nguyenhong@hust.edu.vn NỘI DUNG NHẬN XÉT Với kết mà đồ án đạt người hướng dẫn đánh giá cao mà sinh viên Đào Thị Thúy Linh trình bày đồ án tốt nghiệp với đề tài ‘Tổng hợp cấu trúc cấu robot song song bậc tự do’ Qua người hướng dẫn có số nhận xét cụ thể sau : Về mặt ý thức Sinh viên có ý thức học tập, chịu khó học hỏi có tinh thần vươn lên Luôn thông qua hẹn lịch điều thể người có ý thức công việc có cách làm việc nghiêm túc Về mặt chuyên môn Người hướng dẫn cảm nhận : - Sinh viên Đào Thị Thúy Linh có khả đọc tìm hiểu đọc tìm hiểu tài liệu vấn đề - Như nói vấn đề khó sinh viên Đào Thị Thúy Linh vượt qua thực cố gắng sinh viên Về mặt hình thức - Đồ án trình bày logic, khoa học - Sinh viên Đào Thị Thúy Linh có kĩ trình bày văn bản, hình vẽ đẹp Kết luận 4 Người hướng dẫn đánh giá cao kết đạt sinh viên Đào Thị Thúy Linh đồng ý để sinh viên Đào Thị Thúy Linh bảo vệ trước hội đồng chấm tốt nghiệp môn sở thiết kế máy robot, viện khí trường đại học Bách Khoa Hà Nội Điểm hướng dẫn: /10 Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Người nhận xét (Kí, ghi rõ họ tên) T.S NGUYỄN HỒNG THÁI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY & ROBOT -*** - NHẬN XÉT 5 CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: Đào Thị Thúy Linh Ngành: Cơ Điện Tử Khóa 57 Với đề tài: TỔNG HỢP CẤU TRÚC CỦA ROBOT SONG SONG VÀ BẬC TỰ DO KHÔNG GIAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP XOẮN VÍT Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN HỒNG THÁI Đơn vị công tác: BM CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY & ROBOT, VIỆN CƠ KHÍ Địa chỉ: D3-304, ĐHBKHN, Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, HN E-mail: thai.nguyenhong@hust.edu.vn Người nhận xét: Đơn vị công tác: NỘI DUNG NHẬN XÉT Nội dung thiết kế tốt nghiệp: Nhận xét người phản biện: 6 Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Người kí duyệt MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Nội dung, ý nghĩa W Tổng số bậc tự khâu động R Tổng số ràng buộc khớp động tạo F Bậc tự cấu λ Thông số không gian hoạt động cấu n Tổng số khâu cấu kể khâu cố định li Số ràng bộc khớp thứ i j Tổng số khớp cấu fi Bậc tự tương đối khớp i ft Bậc tự thừa cấu hi Số khâu hạng i (số khâu có i khớp) cấu r Hạng cấu Số mạch vòng loại i L Tổng số mạch vòng chuỗi s Loại mạch vòng lớn chuỗi rmax A Hạng lớn cấu ứng với cặp (n, j) Ma trận liên kết có kích thước n× n G(v, e) Đồ thị với v đỉnh, e cạnh Kn Đồ thị đầy đủ di Bậc đỉnh i Li Số vòng có i cạnh vk Số đỉnh có k bậc m Bậc cao đỉnh đồ thị Bv×e Ma trận liên thuộc đồ thị có kích thước tương ứng Cl×e Ma trận chu trình đồ thị có kích thước tương ứng v Các đỉnh đồ thị e Các cạnh đồ thị l Chu trình đồ thị ki Hạng khâu thứ i ` DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 8 STT Nội dung Hình 1.1 Cơ cấu robot song song điển hình Hình 3.1 Cơ cấu robot song song 4-RRCR 13 Hình 3.2 Cơ cấu robot song song 4-RRUR 14 Hình 3.3 Cơ cấu robot song song 5-R2R2R2R1R1 17 Hình 3.4 Cơ cấu robot song song 5-RPUR 18 DANH MỤC CÁC BẢNG 9 Trang STT Bảng 3.1 Nội dung Các kiểu chân F 12 Hình 3.2 Các kiểu chân C 15 10 Trang 10 CAPCB CARBCB 106 PPRARBRB PRAPRBP PRAPRBRB 107 PRARBPP PRARBPRB 108 PRARBRBP PUABCB 109 RACBCB RAPPRBP 110 RAPPRBRB RAPRARARB 111 RAPRBPP RAPRBPRB 112 RAPRBRBP RARAPRARB 113 RARAPRBRB RARARAPRB 114 RARARARBP RARARARBRB 115 RARARBPRB RARARBRBP 116 RARBPPRB RARBPRBP 117 RARBRBPP RAUABCB 118 RBRARARAP 119 3.9 KẾT LUẬN Chương em trình bày điều kiện ghép nối cấu robot song song bậc tự với khâu C F Từ đó, kết hợp với điều kiện trình bày chương xây dưng cấu trúc 4F, 4C, 5F 5C điển hình cụ thể KẾT LUẬN I KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Tìm hiểu kế thừa kết đồ án trước công trình công bố thầy giáo hướng dẫn Đã xây dựng điều kiện ghép nối cấu robot song song bậc tự Dựa sở lý thuyết xoắn vít xoắn thuận nghịch điều kiện ghép nối thiết kế vài mô hình cấu robot song song 4F, 4C, 5F, 5C II ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Nghiên cứu cấu robot song song đối xứng 120 [...]... 1.10 Máy khoan – phay 3 bậc tự do Hình 1.11 Mô hình máy phay CNC 3 bậc tự do • Cơ cấu song song không gian 4 và 5 bậc tự do Robot song song 4 và 5 bậc tự do thường có 2 kiểu cơ cấu chính: +) Cơ cấu robot song song 4 và 5 bậc tự do có kiểu chân F ( gọi tắt là cơ cấu 4F, 5F) +) Cơ cấu robot song song 4 và 5 bậc tự do có kiểu chân C ( gọi tắt là cơ cấu 4C, 5C) Các cấu trúc cơ cấu robot này em sẽ trình bày... buộc của cơ cấu robot song song để đưa ra các điều kiện ràng buộc để xây dựng các cơ cấu robot song song 4 hoặc 5 bậc tự do Chương 3 Tổng hợp các cơ cấu robot song song 4 và 5 bậc tự do Chương 3 em trình bày về điều kiện ghép nối các cơ cấu robot song song 4 và 5 bậc tự do với khâu C và F Từ đó, kết hợp với các điều kiện đã trình bày ở chương 2 xây dựng các cơ cấu robot song song 4F, 4C, 5F và 5C điển... điểm đối với cơ cấu robot song song 4 bậc tự do và đồng tuyến tính trong trường hợp 5 bậc tự do ĐK2 Nếu WP chỉ bao gồm các ngẫu lực, tất cả mọi ngẫu lực phải trực giao theo một hướng nhất định trong trường hợp của cơ cấu robot song song 4 bậc tự do và song song với nhau trong 33 trường hợp 5 bậc tự do Với các cơ cấu robot song song thỏa mãn các điều kiện trên, cần phải xác định được các cấu trúc chân... cơ cấu robot song song có số bậc tự do nhỏ hơn 6 được gọi là một cơ cấu robot song song số bậc tự do nhỏ, là đủ thỏa mãn So với một cơ cấu robot song song 6 bậc tự do, một cơ cấu robot song song số bậc tự do nhỏ có những ưu điểm là thiết kế cơ khí đơn giản, giá thành sản xuất thấp, không gian làm việc lớn hơn và bộ điều khiển đơn giản hơn Vì vậy, trong thời gian gần đây, việc nghiên cứu về các cơ cấu. .. bậc tự do 3 Xây dựng một số cơ cấu robot song song 4F, 4C, 5F, 5C III Ý NGHĨA CỦA ĐỒ ÁN Việc đưa ra các điều kiện ràng buộc giúp xây dựng các cơ cấu robot song song 4 và 5 bậc tự do một cách chính xác và nhanh chóng hơn IV GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỒ ÁN Giới hạn đến các khâu với 5 khớp cơ bản và các cơ cấu robot mà số lượng các chân bằng với số bậc tự do và mọi chân trong một cơ cấu robot có cùng một cấu. .. một cấu trúc động học 12 V NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN Chương 1 Tổng quan về các phương pháp tổng hợp robot song song Chương này em tập trung giới thiệu sơ bộ về các loại robot song song cùng các phương pháp tổng hợp Chương 2 Cơ sở lý thuyết tổng hợp cấu trúc robot song song nhiều bậc tự do dựa trên lực và mô-men Chương này em trình bày về cấu trúc của robot song song điển hình và lý thuyết xoắn vít, xoắn thuận... bày chi tiết ở chương 3 • Cơ cấu song song không gian 6 bậc tự do 23 Hình 1.12 Robot song song 6 bậc tự do kiểu PUU 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP 1.2.1 Cấu trúc mạch vòng và các bậc tự do Mạch vòng là một đa giác có i cạnh và i đỉnh trong đó cạnh là khâu còn đỉnh là khớp, các cạnh không được cắt nhau Mỗi khớp trong chuỗi động (cơ cấu) chỉ được phép nối 2 khâu Bậc tự do của cơ cấu là thông số cần cho trước... bậc tự do nhất định Các cấu trúc khâu có thể được sử dụng cho việc xây dựng các cơ cấu robot song song 4 và 5 bậc tự do sẽ được liệt kê Điều kiện ghép nối của một cơ cấu robot song song được tạo dựng bằng cách sử dụng các khâu C hoặc F đồng nhất sẽ được xem xét II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN 1 Phân tích lý thuyết xoắn vít và xoắn thuận nghịch 2 Xây dựng các điều kiện ghép nối cơ cấu robot song song 4 va 5 bậc. .. vì các bộ tác động hiện hữu không thể truyền động cho khớp đó Vì thế, nếu dùng một khớp cầu, cần có thêm ba nhánh để tác động song song với giá di động trong trường hợp này, số nhánh, kể cả nhánh với khớp cầu thụ động bằng 0, khác với số bậc tự do 1.1.2.3 Cơ cấu song song không gian nhiều bậc tự do • Cơ cấu song song không gian 3 bậc tự do o Một số robot song song 3 bậc tự do đã được nghiên cứu, chế... xoắn và xoắn thuận nghịch tổng hợp các điều kiện ràng buộc để xây dựng cơ cấu robot song song 4 và 5 bậc tự do với kiểu chân F hay chân C Có tất cả 14 điều kiện ràng buộc Điều này em sẽ trình bày chi tiết trong các chương sau của đồ án này 1.2 .4 Kết luận Chương này em giới thiệu về các loại robot song song cùng với các phương pháp tổng hợp 29 Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TỔNG HỢP CẤU TRÚC ROBOT SONG SONG