LỜI MỞ ĐẦU 3

PHẦN I TÍNH TOÁN CHUYỂN ĐỘNG VÀ MÔ PHỎNG ROBOT MMR 5

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC ROBOT

1.1.Cấu trúc động học robot 6

1.1.1 Khái quát về robot 6

1.1.2 Cấu trúc động học robot 9

1.2 Bậc tự do của robot 11

1.3 Phương pháp khảo sát bài toán động học 13

1.3.1 Tọa độ thuần nhất và ma trận biến đổi tọa độ thuần nhất 13

a) Vector điểm và tọa độ thuần nhất 13

b) Quay hệ tọa độ dùng ma trận 3x3 14

c) Biến đổi tọa độ dùng ma trận thuần nhất 15

d) Các phép biến đổi cơ bản 17

1.3.2 Ma trận Denavit-Hartenberg 18

1.4 Chuỗi động học robot 22

CHƯƠNG 2 BÀITOÁNĐỘNGHỌCROBOT MMR 27

2.1 Hệ phương trình động học cơ bản của MMR 27

2.2 Bài toán vị trí 32

2.2.1 Bài toán thuận 32

2.2.2 Bài toán ngược 33

2.3 Bài toán vận tốc 34

2.3.1 Bài toán thuận 34

2.2.2 Bài toán ngược 35

2.3Bài toán gia tốc 37

2.3.1 Bài toán thuận 37

2.3.2 Bài toán ngược 38

2.4 Chuyển động chương trình của robot MMR 38

2.4.1 Robot thao tác trong quá trình đóng gói sản phẩm 38

2.4.2 Robot thực hiện một công việc trên bề mặt chi tiết 42

CHƯƠNG 3XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG 455

3.1 Phần mềm ứng dụng tính toán 455

3.1.1 Giới thiệu về Maple 455

a) Một số lệnh cơ bản 47

b) Các kiểu dữ liệu cơ bản 49

c) Lập trình trong Maple 50

3.1.2 Giải bài toán thuận và bài toán ngược 53

3.1.3 Các ví dụ 61

a) Bài toán thuận 61

b)Bài toán ngược 62

3.1.3 Giới thiệu về thư viện OpenGL 64

3.1.4 Mô phỏng chuyển động của robot MMR 65

PHẦN II THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU ROBOT MMR 72

CHƯƠNG 1 ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

1.1 Đặt vấn đề 74

1.2 Giới thiệu về phần mềm Solid Works 74

1.2.1 Bản vẽ chi tiết (Part) 75

1.2.2 Bản vẽ lắp(Assembly) 78

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CƠ KHÍ ROBOT MMR 80

2.1.Đặt vấn đề 80

2.2 Thiết kế xe 81

2.2.1 Khung xe 81

2.2.2 Vỏ bọc của xe 83

KẾTLUẬN 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

LỜI MỞ ĐẦU

N

gày nay cùng với sự phát triển không ngừng trong các lĩnh vực cơ khí, điện tử, tin học thì sự tích hợp của 3 lĩnh vực đó là cơ điện tử cũng phát triển và được coi là một trong những ngành mũi nhọn trong quá trình hiện đại hóa và công nghiệp hóa đất nước. Sản phẩm của cơ điện tử rất nhiều nhưng robot thì thể hiện tất cả trong 3 lĩnh vực cơ khí, điện tử, tin học. Khả năng làm việc của robot thì có rất nhiều ưu điểm: Chất lượng và độ chính xác cao, hiệu quả và kinh tế cao, làm việc trong môi trường độc hại mà con người không thể làm được, trong các công việc mà đòi hỏi phải cận thận không được nhầm lẫn, thao tác nhẹ nhàng, tinh tế và chính xác nên cần có thợ tay nghề cao và phải làm việc căng thẳng suốt ngày thì robot có khả năng thay thế hoàn toàn …

Là một sinh viên Đại Học Bách Khoa Hà Nội được đào tạo chuyên ngành Cơ Điện Tử đã bước đầu nắm bắt được những kiến thức cơ sở về nghiên cứu khảo sát, tính toán robot: Về cấu trúc động học của robot, cơ sở lý thuyết tính toán, thiết kế, lập trình mô phỏng hoạt động của robot, điều khiển động học, động lực học…

Trong quá trình làm đồ án được thầy Phan Bùi Khôi giao nhiệm vụ: tính toán động học, mô phỏng chuyển động của robot MMR ( Mini Mobile Robot ) và thiết kế, chế tạo mẫu robot MMR. Với đồ án này em đã bước đầu tiếp cận tìm hiểu, làm quen với việc nghiên cứu khoa học và áp dụng những kiến thức đã được trang bị vào thực tế. Ngoài ra còn góp phần nâng cao kiến thức, tiếp cận được với những vấn đề thực tế.

Để thực hiện đề tài này em cùng nhóm sinh viên lớp Cơ Điện Tử 1 K47 đã tiến hành nghiên cứu chức năng hoạt động và khả năng ứng dụng thực tế của robot MMR, đã đưa ra cấu trúc hợp lý để có khả năng chế tạo.

Đồ án được chia thành 2 phần :

• Phần I: Tính toán động học và mô phỏng chuyển động robot MMR.

-Chương 1: Cơ sở lý thuyết khảo sát bài toán động học robot.

-Chương 2: Áp dụng tính động học cho robot MMR.

-Chương 3: Phần mềm tính toán và mô phỏng.

• Phần I : Thiết kế và chế tạo mẫu robot MMR

-Chương 1: Lựa chọn cấu trúc robot MMR

-Chương 2 : Thiết kế cơ khí robot MMR

Em xin chân thành cảm ơn T.S Phan Bùi Khôi cùng toàn thể các thầy cô trong bộ môn cơ học ứng dụng đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.

Mặc dù rất cố gắng nhưng do kiến thức và thời gian có hạn nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót. Em mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy, các cô trong bộ môn cũng như các bạn sinh viên, những người quan tâm đến robot.

Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Người thực hiện

Đỗ Viết Hưng