Hai phương án thiết kế robot delta - robot “gắp - thả” tốc độ nhanh

  • 10:41 ,19/02/2019
KHPTO - Nhóm nghiên cứu Lê Xuân Hoàng, Lê Hoài Nam, Trường đại học bách khoa Đà Nẵng đã nghiên cứu bài toán động học, động lực học và phương pháp thiết kế hình học cho robot delta kiểu ba khớp quay.

Các tác giả nghiên cứu các vấn đề cơ bản của robot delta như mô hình hóa bài toán, bài toán động học, động lực học. Bên cạnh đó, họ còn phân loại chi tiết vùng làm việc cũng như xác định được khối cầu nội tiếp bên trong vùng làm việc. Các công thức được đưa ra như một tham chiếu cho việc thiết kế. Kết quả cho thấy có bốn vùng làm việc phù hợp với thực tiễn thiết kế. Từ đó, nhóm tác giả đề xuất hai phương án thiết kế robot delta dựa theo vùng làm việc cho trước. Phương án thứ nhất thích hợp để thiết kế các robot cỡ nhỏ, còn phương án thứ hai được khuyên dùng để thiết kế các robot cỡ lớn. Phần cuối cùng là việc ứng dụng các công thức đã được xác lập để thiết kế mô hình robot delta và chọn ra các kích thước tối ưu.

Robot delta là robot song song nổi tiếng được phát minh vào những năm 1980 bởi Reymond Clavel. Loại robot này được áp dụng trong nhiều lĩnh vực y học, quân sự, mô phỏng, sản xuất công nghiệp và được biết đến là robot gắp - thả có tốc độ rất nhanh.

Có rất nhiều công trình nghiên cứu về loại robot này. Nghiên cứu của Williams đã dùng phép giải tích véctơ để giải bài toán động học. Kết quả cho ra hệ 3 phương trình động học và có thể giải bài toán động học ngược bằng phép phân tích giải tích. Tuy nhiên, cách giải yêu cầu chọn một nghiệm từ bộ 8 nghiệm. Ngoài ra, cũng có thể giải bài toán động học ngược bằng cách sử dụng 12 tọa độ suy rộng.

Nhóm nghiên cứu làm rõ các thông số của vùng làm việc bằng cách xét tiết diện của chúng và phân loại vùng làm việc theo tiết diện. Tiếp đến, hai phương án thiết kế hình học sẽ được đưa ra dựa theo các thông số cho trước.

Trong nghiên cứu này, các tác giả đã giải quyết vấn đề đa nghiệm của bài toán động học ngược bằng cách áp dụng phương pháp số Newton-Raphson. Việc quy khối lượng khâu hình bình hành về hai đầu khớp giúp đơn giản hóa bài toán động lực học. Tuy vậy, đây chỉ là cách giải gần đúng, cần được nghiên cứu thêm. Hai phương án thiết kế hình học được đưa ra có thể được áp dụng trong thực tiễn. Tuy vậy, việc cân nhắc các thông số thiết kế còn phụ thuộc vào thực tế của người thiết kế. Việc thiết kế hình học cho robot delta là tiền đề của việc thiết kế chi tiết sau này cho các ứng dụng cụ thể trong công nghiệp của robot delta như hàn mạch, gắp-thả...

Như Quỳnh
  • Hotline
    (028) 3920 1523
  • Email