Đồ án Tính toán chuyển động và thiết kế robot

LỜI MỞ ĐẦU 3PHẦN 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 61.1.1 Khái quát về robot 61.1.2 Cấu trúc động học robot 91.2 Bậc tự do của robot 111.3 Phương pháp khảo sát bài toán động học 131.3.1 Tọa độ thuần nhất và ma trận biến đổi tọa độ thuần nhất 13a) Vector điểm và tọa độ thuần nhất 13b) Quay hệ tọa độ dùng ma trận 3x3 14c) Biến đổi tọa độ dùng ma trận thuần nhất 15d) Các phép biến đổi cơ bản 171.3.2 Ma trận Denavit-Hartenberg 181.4 Chuỗi động học robot 22CHƯƠNG 2 BÀITOÁNĐỘNGHỌCROBOT MMR 272.1 Hệ phương trình động học cơ bản của MMR 272.2 Bài toán vị trí 322.2.1 Bài toán thuận 322.2.2 Bài toán ngược 332.3 Bài toán vận tốc 342.3.1 Bài toán thuận 342.2.2 Bài toán ngược 352.3Bài toán gia tốc 372.3.1 Bài toán thuận 372.3.2 Bài toán ngược 382.4 Chuyển động chương trình của robot MMR 382.4.1 Robot thao tác trong quá trình đóng gói sản phẩm 382.4.2 Robot thực hiện một công việc trên bề mặt chi tiết 42CHƯƠNG 3XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG 4553.1 Phần mềm ứng dụng tính toán 4553.1.1 Giới thiệu về Maple 455a) Một số lệnh cơ bản 47b) Các kiểu dữ liệu cơ bản 49c) Lập trình trong Maple 503.1.2 Giải bài toán thuận và bài toán ngược 533.1.3 Các ví dụ 61a) Bài toán thuận 61b)Bài toán ngược 623.1.3 Giới thiệu về thư viện OpenGL 643.1.4 Mô phỏng chuyển động của robot MMR 65PHẦN II THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU ROBOT MMR 72CHƯƠNG 1 ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.1.1 Đặt vấn đề 741.2 Giới thiệu về phần mềm Solid Works 741.2.1 Bản vẽ chi tiết (Part) 751.2.2 Bản vẽ lắp(Assembly) 78CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CƠ KHÍ ROBOT MMR 802.1.Đặt vấn đề 802.2 Thiết kế xe 812.2.1 Khung xe 812.2.2 Vỏ bọc của xe 83KẾTLUẬN 90

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