Page 83 - Kỷ yếu hội thảo quốc tế: Ứng dụng công nghệ mới trong công trình xanh - lần thứ 9 (ATiGB 2024)
P. 83

74                               TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

               THIẾT KẾ MÔ HÌNH ROBOT SONG SONG 6 BẬC

                             TỰ DO KIỂU 3 CHUỖI ĐỘNG HỌC

                       DESIGN OF SIX DEGREE-OF- FREEDOM

                    THREE- LEGGED PARALLEL MANIPULATOR



                                    Hoàng Ngọc Thiên Vũ , Võ Quang Trường , Nguyễn Phú Sinh ,
                                                                     2
                                                                                    2
                                                     1*
                                                                                        2
                                                           2
                                                                            2
                                Trần Tấn Sang , Lương Công Danh , Trương Đình Khang , Đặng Hữu Tài
                                           2
                                 1 Khoa Sư phạm Công nghiệp, Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng
                                       2 Khoa Cơ khí, Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng
                                    Hoang Ngoc Thien Vu , Vo Quang Truong , Nguyen Phu Sinh ,
                                                                                    2
                                                     1*
                                                                     2
                                                           2
                                Tran Tan Sang , Luong Cong Danh , Truong Dinh Khang , Dang Huu Tai
                                            2
                                                                                        2
                                                                            2
                  1 Faculty of Technology Education, the University of Technology and Education, the University of Danang; hntvu@ute.udn.vn
               2 Faculty of Mechanical Engineering, the University of Technology and Education, the University of Danang; npsinh@ute.udn.vn
                                                     * hntvu@ute.udn.vn
                  Tóm tắt: Robot song song ngày càng đóng vai trò quan   Abstract:  Parallel  manipulators  play  an  important  role
               trọng trong các lĩnh vực gia công cơ khí chính xác, kỹ thuật   in precision machining, aerospace engineering, and medical
               hàng không vũ trụ, thiết bị y tế vì robot song song có khả   devices due to their advantages of greater payload capacity,
               năng làm việc với tải trọng cao hơn, độ chính xác lớn hơn   higher  precision,  and  stiffness  compared  to  serial
               và độ linh hoạt tốt hơn so với robot nối tiếp thường dùng   manipulators, which are commonly used in manufacturing
               trong công nghiệp sản xuất, lắp ráp. Trong các loại  robot   and assembly industries. Among parallel manipulators, six-
               song song, mô hình robot song song 6 bậc tự do luôn thu   degree-of-freedom  (6-DoF)  parallel  mechanisms  have
               hút được sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới, vì   attracted  significant  attention  from  scientists  because  of
               với  6 bậc  tự  do  các  robot  có  khả  năng  chuyển  động  linh   their flexible motions, including three translations and three
               hoạt, tịnh tiến theo 3 trục và quay xung quanh 3 trục. Trong   rotations.  This  article  investigates  a  6-DoF  parallel
               bài viết này, mô hình robot song song 6 bậc tự do với ba   manipulator  with  three  PRPS  chains.  The  inverse
               chuỗi động học PRPS được nghiên cứu thiết kế và chế tạo.   kinematics and velocity models of the robot are presented.
               Động  học  nghịch  và  mô  hình  vận  tốc  của  robot  sẽ  được   The  reachable  workspace  of  the  robot  is  then  determined
               trình bày. Phương pháp hình học được áp dụng để xác định   using a geometric method based on CAD software. Finally,
               vùng  làm  việc  của  robot.  Sau  cùng,  mô  hình  robot  được   the mechanism is fabricated and tested.
               thiết kế và chế tạo thực nghiệm.
                  Từ khóa: robot song song; động học nghịch; mô hình   Keywords:  parallel  manipulator;  inverse  kinematics,
               vận tốc; vùng làm việc; phương pháp hình học.   velocity models; workspace; geometric method.
                  1. ĐẶT VẤN ĐỀ                               máy robot song song 6 bậc tự do luôn được quan tâm
                                                              nghiên cứu. Nhiều mô hình robot song song 6 bậc tự
                  Cánh tay robot có thể được chia thành hai nhóm   do đã được giới thiệu bởi các nhà khoa học trên thế
               chính là cánh tay robot nối tiếp (serial manipulator)   giới. Mô hình robot song song 6 bậc tự do nổi tiếng
               và  cánh  tay  robot  song  song  (parallel  manipulator).   nhất là mô hình Gough Stewart. Mô hình này có kết
               Mỗi kiểu robot đều có những ưu và nhược điểm riêng   cấu kiểu hexapod, nghĩa là tấm đế cố định của robot
               như cánh tay robot nối tiếp thì vùng làm việc lớn, độ   được liên kết với tấm di động bởi sáu chân. Ban đầu,
               linh  hoạt  cao  hơn  so  với  cánh  tay  robot  song  song.   sáu  chân  này  là  tương  ứng  sáu  khớp  tịnh  tiến  chủ
               Tuy  nhiên,  cánh  tay  robot  song  song  có  độ  cứng   động (active prismatic actuators). Sau này, nhiều mô
               vững, khả năng tải và độ chính xác tốt hơn so với tay   hình  cải  tiến  với  sáu  khớp  quay  thay  cho  sáu  khớp
               máy robot nối tiếp nhưng việc giải bài toán động học   tịnh tiến được nghiên cứu. Tuy nhiên, kiểu cánh tay
               thuận, động lực học và xác định vùng  làm việc của   robot  song  song  6  chân  có  một  nhược  điểm  lớn  là
               robot song song thường phức tạp hơn so với cánh tay   vùng làm việc của robot luôn bị giới hạn bởi các khớp
               robot nối tiếp do cánh tay robot song song có nhiều   bị động (passive joints) và sự va chạm giữa các chân
               chuỗi động học khép kín, nên các phương trình động   robot (legs interference). Chính vì vậy, các mô hình
               học  robot  phức  tạp  [1-4].  Những  năm  gần  đây,  khi   robot song song 6 bậc tự do có 3 chân được nghiên
               công  nghệ  phát  triển,  nhu  cầu  sử  dụng  robot  song   cứu đề xuất, chẳng hạn Behi et al. [5] trình bày mô
               song  trong  các  ứng  dụng  đòi  hỏi  độ  chính xác  cao,   hình robot song song 6 bậc tự do kiểu 3-PRPS. Robot
               khả năng tải lớn nhưng yêu cầu kết cấu tinh gọn ngày   này có tấm di động (moving platform) và tấm cố định
               càng tăng. Để đáp ứng được yêu cầu phức tạp, các tay   (fixed platform) được nối với nhau bởi ba chuỗi động

               ISBN: 978-604-80-9779-0
   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88