Tiu lun Mụ hỡnh húa Robot v h C in t
LI NểI U

ở Việt Nam, ngành công nghiệp cơ khí mới chỉ bắt đầu trong thời kỳ kháng chiến
chống pháp. Ban đầu chỉ là cơ khí vạn năng, chế tạo ra những chi tiết với chất lợng thấp, giá
thành cao. Nhng ngày nay với sự phát triển nh vũ bão của khoa học và công nghệ, Cơ khí
Việt nam cũng đợc thổi một luồng sinh khí mới. Đảng ta chủ trơng xây dựng một nền kinh tế
tri thức, trong đó Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đợc coi là nhiệm vụ then chốt để đa Việt
nam cơ bản trở thành nớc công nghiệp vào năm 2020.
Muốn làm đợc điều đó chúng ta phải cơ khí hóa nền sản xuất công nghiệp trong đó
việc tự động hóa cũng đợc coi trọng. Các ngành chế tạo, đóng tàu, dầu khí, lắp máy, cơ khí
năng lợng, cơ khí mỏ đợc phát triển mạnh mẽ. Ngoài các phơng pháp gia công và lắp ráp
thuyền thống các phơng pháp gia công và lắp ráp tiên tiến có năng suất và chất lợng cao
đang đợc nhiều cơ sở sản xuất ứng dụng. Nhu cầu của thị trờng cạnh tranh luôn luôn đòi hỏi
các nhà sản xuất phải thay đổi mẫu mã, kích cỡ và thờng xuyên cải tiến và nâng cao chất l-
ợng sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện lao động.
Nh vậy sự cạnh tranh hàng hoá đặt ra một vấn đề thời sự là phải có hệ thống sản
xuất thay đổi linh hoạt đợc để có thể đáp ứng đợc với sự biến đổi thờng xuyên của thị trờng
hàng hoá cạnh tranh. Robot công nghiệp là một bộ phận cấu thành không thể thiếu trong việc
tạo ra những hệ thống tự động sản xuất linh hoạt đó.
Gần nửa thế kỷ có mặt trong sản xuất, robot công nghệp đã có một lịch sử phát triển
mạnh mẽ. Ngày nay Robot công nghiệp đã đợc dùng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực sản xuất nh:
Tháo lắp các dụng cụ cho các trung tâm gia công CNC, hàn, lắp giáp các linh kiện điện tử,
cấp phát phôi, nghiên cứu, dạy học, giúp việc trong gia đình Điều đó xuất phát từ những u
điểm cơ bản của các loại robot đã đợc chọn lựa và đúc kết qua nhiều năm ứng dụng ở nhiều
nớc.
ở nớc ta hiện nay đã có nhiều trờng đại học, cao đẳng đã bắt đầu giảng dạng về robot
công nghệp. Hiện tại em mới đi làm, công viêc đôi lúc cũng đợc tiếp xúc với các loại Robot.
Xong do thời gian đi học cũng cha tìm hiểu đợc nhiều nên cũng còn nhều bỡ ngỡ. Em hi vọng
rằng một thời gian không xa em hiểu kỹ hơn về Robot. Qua đó không chỉ dừng lại ở việc mô
hình hóa mà có thể làm chủ đợc các hệ thống điều khiển, hệ thống cơ khí của Robot.

Đây là lĩnh vực mới cần có nhiều thời gian tìm hiểu. Xong do đặc thù công việc của
mỗi ngành mỗi nghề, nên việc tìm hiểu không thể diễn ra trong ngày một ngày hai, mà nó còn
đòi hỏi phải có chuyên môn và phải có sự đam mê và tâm huyết thì mới có thể thành công
trong lĩnh vực nghiên cứu chế tạo robot.
Do thời gian học tập và tìm hiểu có hạn chắc chắn còn có nhiều thiếu xót. Rất mong
đợc sự giúp đỡ và chỉ dẫn của Thầy để em có thể hoàn thiện hơn.
Em xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 02 năm 2012

Học viên
Nguyễn Xuân Trờng
Lp 11B CTM
SHHV:CB110095 Hc viờn: Nguyn Xuõn Trng 1
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
Cho Robot như hình vẽ ở đề bài.
Câu 1:
1-Phân tích và xác định các thành phần trong quá trình mô hình hoá:
A-Phân tích:
Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã tạo nên những sản phẩm cao
phục vụ con người trong mọi lĩnh vực của sản xuất và đời sống ở khắp nơi trên toàn
thế giới. Sự phát triển của công nghệ thông tin, toàn cầu hoá và thương mại điện tử đã
làm cho thế giới trở nên nhỏ bé.
Các nhà sản xuất phải đối mặt với sự cạnh tranh ngày càng khốc liệt trong việc
đáp ứng yêu cầu của thị trường tiêu dùng mà các chỉ tiêu chủ yếu là chất lượng cao,
giá thành rẻ, dịch vụ tốt và tuỳ biến nhanh.
Con đường để giành chiến thắng trong cuộc cạnh tranh trước hết là làm chủ
khoa học công nghệ mà một trong những lĩnh vực then chốt của nền sản xuất chế tạo
là cơ khí và cơ điện tử.
Phương pháp nghiên cứu khoa học giúp cho việc tiếp thu, làm chủ kiến thức và
chuyển giao công nghệ một cách nhanh chóng và hiệu quả là phương pháp mô hình

hoá.
Phương pháp mô hình hoá được ứng dụng rộng rãi trong mội lĩnh vực khoa học:
từ khoa học tự nhiên đến khoa học xã hội, khoa học quản lí, từ nghiên cứu, thiết kế,
chế tạo đến vận hành các thiết bị, hệ thống, từ việc lựa chọn giải pháp công nghệ mới
đến việc tối ưu hoá nâng cao chất lượng sản phẩm. Mô hình hoá là một phương pháp
nghiên cứu khoa học ngày càng phát triển, mở rộng. Trong cơ khí và cơ điện tử, mô
hình hoá là phương pháp nghiên cứu không thể thiếu, vừa tạo ra mô hình biểu diễn các
thiết bị, hệ thống, các quá trình, vừa là công cụ. ngôn ngữ trao đổi, truyền đạt, chuyển
giao công nghệ.
Ngày nay, các sản phẩm, thiết bị, quá trình, hệ thống cơ khí và cơ điện tử là sự
tích hợp từ nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ: cơ khí chế tạo máy, điện, điện tử, công
nghệ thông tin, và có thể tích hợp cả những lĩnh vực khoa học công nghệ khác như
công nghệ sinh học, … Việc nghiên cứu các đối tượng này đòi hỏi tư duy tổng thể và
hệ thống. Phương pháp mô hình hoá với sự trợ giúp của máy tính tạo thuận lợi cho
việc xây dựng mô hình và mô phỏng hoạt động của các đối tượng một cách nhanh
chóng, trực quan và linh hoạt hiệu chỉnh, hoặc thay đổi.
B-Các thành phần trong quá trình mô hình hoá:
a- Đối tượng: Các thành phần, bộ phận với các chức năng khác nhau để tạo nên
Robot Motoman UP20
b-Mục tiêu của mô hình hóa:
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 2
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
-Làm thực tế hóa các ý tưởng
-Đưa ra cơ sở chung cho việc trao đổi thông tin về đối tượng nghiên cứu
-Mô tả đối tượng dễ dàng, đơn giản
-Hỗ trợ và tạo điều kiện nắm bắt các vấn đề về đối tượng
-So sánh các lời giải nhanh chóng, dễ dàng, thuận lợi.
-Cho phép dự đoán các đặc tính liên quan đến đối tượng nghiên cứu, khả
năng ứng xử, tính năng đặc trưng, ưu điểm, nhược điểm, khả năng khắc

phục
-Cho phép thực hiện nghiên cứu khi không thể thực hiện trên đối tượng
thực.
c-Điều khiển quá trình:
-Phương pháp: Dựa trên các kết quả tính toán về động học, động lực học
ta xây dựng nên mô hình Robot cho phù hợp với yêu cầu.
-Công cụ: các công trình nghiên cứu, tính toán về động học cũng như
động lực học của Robot công nghiệp, các phần mềm mô phỏng chuyên
dụng
-Phản hồi: các kết quả đầu ra sẽ được so sánh với yêu cầu đặt ra ban đầu,
từ đó ta điều chỉnh lại thiết kế để có được kết quả như ý muốn.
d-Tích hợp:
Sau khi có các phương pháp, công cụ cũng như quá trình phản hồi thích
hợp, ta tiến hành tích hợp chúng lại thành một quá trình thống nhất để dần dần
từng bước xây dựng được mô hình của Robot công nghiệp Motoman UP20. Ví
dụ như trong trường hợp này, để xác định quy luật chuyển động các khâu của
Robot Motoman UP20 thì ta cần mô hình cơ học tích hợp với mô hình toán học
để giải ra kết quả bài toán động học, động lực học, xác định quy luật chuyển
động của các khâu của Robot theo quy luật chuyển động của điểm đầu robot.
e-Kết quả mô hình hóa:
Sau khi phân tích, tính toán và xác định được các thành phần trong quá
trình mô hình hóa ta thu được kết quả. Dựa trên kết quả thu được ta có thể đánh
giá ưu nhược điểm và tính khả thi của đối tượng. Từ đó đưa ra các quyết định
trong việc đầu tư hay chế tạo.
2- Những khó khăn khi nghiên cứu trên hệ thực:
*Thiết kế:
-Việc thiết kế trên hệ thực: có ưu điểm là trực quan tuy nhiên vì hệ thực bao
gồm rất nhiều các yếu tố. Trong quá trình nghiên cứu, nếu đưa tất cả các yếu
tố vào thì việc nghiên cứu trở nên khó khăn trong việc xác định được đối
tượng, mục tiêu cần nghiên cứu.

-Tốn nhiều tiền để mua hoặc thuê thiết bị để nghiên cứu.
*Chế tạo:
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 3
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
Cũng như thiết kế trên hệ thực, việc chế tạo cũng có nhiều khó khăn. Vì
việc chế tạo phụ thuộc vào thiết kế. Nếu thiết kế không tốt sẽ dẫn tới chế tạo sai
(không phù hợp với hệ). Điều này gây ra sự lãng phí về thời gian, công sức và
chi phí.
*Phát triển khả năng công nghệ của thiết bị:
Với một hệ thực đã có sẵn thì việc phát triển khả năng công nghệ của
thiết bị sẽ rất khó khăn. Vì với một hệ đã có sẵn thì thiết kế đã cố định. Việc
phát triển của thiết bị phụ thuộc vào thiết kế có cho phép mở rộng không và khả
năng mở rộng như thế nào. Và việc mở rộng khả năng công nghệ sẽ ảnh hưởng
như thế nào tới thiết bị.
* Sự cần thiết phải sử dụng phương pháp mô hình hoá:
-Sử dụng phương pháp mô hình hoá giúp chúng ta linh hoạt hơn trong khi
thiết kế. Việc thiết kế, tính toán và mô phỏng giúp ta tránh được những lỗi có
thể xảy ra. Trong quá trính tính toán, mô phỏng ta có thể thay đổi các tham số,
cũng như chương trình để tìm ra được thiết kế tối ưu.
-Cũng như vậy, việc chế tạo cũng ít tốn kém hơn. Vì kích thước của mô
hình phù hợp cho nghiên cứu và khảo sát.
-Có tính phát triển khả năng công nghệ.
-Ưu điểm và thuận lợi của phương pháp mô hình hoá: tính linh hoạt trong
thiết kế, tiết kiệm thời gian, chi phí để chế tạo mô hình cho việc nghiên cứu và
khảo sát trước khi tiến hành xây dựng mô hình thực thông qua mô phỏng các hệ
thống phức tạp, cồng kềnh …
-Với những thiết bị, hệ thống mới sáng chế, phát minh thì việc sử dụng
mô hình hoá là điều kiện tiên quyết không thể thiếu.
3. Các bước khi áp dụng phương pháp mô hình hóa để xây dựng cấu trúc động

học của robot như hình đã cho:
Dựa trên sơ đồ trên, ta đưa ra sơ đồ động học cho việc nghiên cứu và khảo sát
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 4
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
Câu 2. Thực hiện quá trình mô hình hóa để xây dựng mô hình nghiên cứu:
- Xây dựng sơ đồ động học và cho các tham số động học bằng các giá trị số.
- Thiết lập các hệ tọa độ động học.
- Xác định hệ toạ độ R
0
: Ta chọn trục z
0
và z
1
trùng với các trục khớp động 1 và trục khớp động 2
tương ứng, chiều như hình vẽ. Chọn trục x
0
nằm trên đường trục của khâu 1, hướng từ khớp động 1
sang khớp động 2 như hình vẽ. Gốc của hệ toạ độ R
0
là giao của trục x
0
và trục z
0
, nằm tại tâm của
trục khớp động 1. Theo qui tắc bàn tay phải, ta dễ dàng xác định được trục y
0
để cho hệ toạ độ R
0
là

một tam diện thuận.
- Xác định hệ toạ độ R
1
: Ta chọn trục x
1
nằm trên trục khâu 2 (trục z
0
cắt và vuông góc z
1
), hướng
như hình vẽ. Gốc của hệ toạ độ R
1
là giao của hai trục z
1
và x
1
, nằm tại tâm khớp động 2. Xác định
trục y
1
theo qui tắc bàn tay phải để hệ toạ độ R
1
là một tam diện thuận.
- Xác định hệ toạ độ R
2
: ta có thể chọn trục x
2
nằm trên trục khâu 3, có hướng như hình vẽ. Ta chọn
trục x
2
như hình vẽ (trục z

1
cắt và vuông góc z
2
). Gốc của hệ toạ độ R
2
là giao của hai trục z
2
và x
2
.
Xác định trục y
2
theo qui tắc bàn tay phải để hệ toạ độ R
2
là một tam diện thuận.
- Xác định hệ toạ độ R
3
: Ta chọn hệ trục x
3
, z
3
, y
3
như hình vẽ. Gốc của hệ toạ độ R
3
là giao của hai
trục z
3
và x
3

.
- Tính các ma trận truyền Denavit-Hartenberg.
Chọn toạ độ suy rộng như sau
q =
[ ]
[ ]
TT
qqq
321321
,,,,
=
θθθ
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 5
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
Khâu
i
θ
d
i
a
i
i
α
Biến khớp Loại khớp
1
1
θ
*
d

1
0 π/2 q
1
Quay
2
2
θ
*
0 a
1
0 q
2
Quay
3
3
θ
*
0 a
2
0 q
3
Quay
Qui ước: Trong nội dung của phần này, để đơn giản cách viết ta dùng các ký hiệu sau:
C
i
= cos(q
i
) ; S
i
= sin(q

i
);
C
12
= cos(q
1
+ q
2
) ; S
12
= sin(q
1
+ q
2
);
C
1-2
= cos(q
1
- q
2
) ; S
1-2
= sin(q
1
- q
2
);
Áp dụng công thức (3.17), trang 135, trong tài liệu [1] ứng với các khâu của robot cho trong
bảng DH ở trên ta có:

H
1
=












−
1000
010
00
00
1
11
11
d
CS
SC
H
2
=













−
1000
0100
0
0
2222
2222
aSCS
aCSC
H
3
=













−
1000
0100
0
0
3333
3333
aSCS
aCSC
Áp dụng công thức (3.18) trong [1] ứng với các khâu của robot ta có:
D
1
= H
1
=













−
1000
010
00
00
1
11
11
d
CS
SC
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 6
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
D
2
= H
1
H
2
= D
1
H
2
=













−
1000
010
00
00
1
11
11
d
CS
SC













−
1000
0100
0
0
2222
2222
aSCS
aCSC
D
2
=

















+
+−+−+
++−+
−−−
−−−
1000
0
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2

1
12222
212122112212112
122212121121221
daSCS
SaSaCCCSS
CaCaSSSCC

D
3
= H
1
H
2
H
3
= D
2
H
3
=

















+
+−+−+
++−+
−−−
−−−
1000
0
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1

2
1
2
1
2
1
2
1
12222
212122112212112
122212121121221
daSCS
SaSaCCCSS
CaCaSSSCC












−
1000
0100
0

0
3333
3333
aSCS
aCSC
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 7
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
- Thiết lập phương trình động học của robot.
Hệ phương trình động học của robot
3
3
os
sin
0
x
y
z
n c
n
n
θ
θ
=



=



=


3
3
sin
os
0
x
y
z
o
o c
o
θ
θ
= −



=


=


0
0
1
x

y
z
a
a
a

=

=


=

3 3
3 3
. os
.sin
0
x
y
z
P a c
P a
P
θ
θ

=

=



=

- Hãy cho vị trí của khâu thao tác, tính động học ngược robot để xác định quy
luật chuyển động của các khâu và mô phỏng số.
* Vị trí của khâu thao tác (bàn kẹp) trong hệ toạ độ R
0
được xác định bởi vị trí của điểm định
vị P (điểm tác động cuối) và hướng của khâu thao tác.
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 8
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
x(q) =
 
 
 
P
Φ
Ta biết:
D
3
=
0 0 0 1
 
 
 
n s a P
=













1000
pzzz
pyyy
pxxx
zasn
yasn
xasn
Đồng nhất với D
3
ở phần trên ta sẽ xác định được các yếu tố sau:
Véc tơ pháp tuyến của bàn kẹp (normal vector):
n =

















−
⋅+⋅
⋅+⋅
=










−
−
2
2112
1221
2
1

2
1
2
1
2
1
S
SS
CC
n
n
n
z
y
x
Véc tơ trượt của bàn kẹp (sliding vector):
s =










−
=











0
1
1
C
S
s
s
s
z
y
x
Véc tơ tiếp cận của bàn kẹp (approach vector):
a =

















⋅−⋅
⋅−
=










−
−
2
1221
2112
2
1
2
1

2
1
.
2
1
C
CC
SS
a
a
a
z
y
x
a) Vị trí điểm định vị P của bàn kẹp
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 9
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
b) Xác định hướng của bàn kẹp
Ta ký hiệu Φ =
[ ]
T
ϕθψ
là véc tơ xác định hướng của bàn kẹp. Gọi
)(a
e

là véc tơ đơn vị
trên véc tơ tiếp cận của bàn kẹp. Ở đây, ta lấy
)(a

e

= a =
T
CCCSS






⋅−⋅⋅−
−− 212212112
)
2
1
2
1
()
2
1
.
2
1
(
. Như vậy, véc tơ xác định hướng của bàn kẹp có dạng :
Φ = exp(q
3
/π).
)(a

e

Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 10
)(s
e

)(a
e

)(n
e

P
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
Trong đó exp(q
3
/π ) được gọi là hệ số phục vụ. Như vậy hệ số phục vụ chính là độ lớn của
véc tơ Φ. Vậy hướng của bàn kẹp được xác định như sau:
Như vậy, vị trí (trạng thái) bàn kẹp có dạng:
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 11
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
Sau đây ta sẽ tiến hành mô phỏng số cho trường hợp các biến khớp thay đổi theo qui luật sau:
q
10
= 5 ; q
20
= 7; q
30

= 2; ω = 5.π/6, (xét trong khoảng thời gian T = 6 s)
( )






⋅
⋅
⋅⋅+=⋅⋅⋅+= ttqqq
6
5
sin55,05sin5,0
10101
π
ω
( )






⋅
⋅
⋅⋅+=⋅⋅⋅+= ttqqq
6
5
sin74,07sin4,0

20202
π
ω
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 12
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
( )






⋅
⋅
⋅⋅+=⋅⋅⋅+= ttqqq
6
5
sin235,02sin35,0
30303
π
ω
xp = 0.1750000000 cos(4.C 4.650000000 sin(2. t ) )
C 0.1750000000 cos(14.C 7.150000000 sin(2. t ) )
C 0.2000000000 cos(2. C 3.650000000 sin(2. t ) )
C 0.2000000000 cos(12. C 6.150000000 sin(2. t ) )
yp = 0.1750000000 sin(14.
C 7.150000000 sin(2. t ) ) K 0.1750000000 sin(4.
C 4.650000000 sin(2. t ) ) C 0.2000000000 sin(12.
C 6.150000000 sin(2. t ) ) K 0.2000000000 sin(2.

C 3.650000000 sin(2. t ) )
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 13
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
zp = 0.3500000000 sin(9. C 5.900000000 sin(2. t ) )
C 0.5000000000 C 0.4000000000 sin(7.
C 4.900000000 sin(2. t ) )
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 14
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
vx = K 0.8137500000 sin(4.C 4.650000000 sin(2. t ) C 2. t )
C 0.8137500000 sin(K 4.K 4.650000000 sin(2. t )
C 2. t ) K 1.251250000 sin(14. C 7.150000000 sin(2. t )
C 2. t ) C 1.251250000 sin(K 14. K 7.150000000 sin(2. t )
C 2. t ) K 0.7300000000 sin(2. C 3.650000000 sin(2. t )
C 2. t ) C 0.7300000000 sin(K 2. K 3.650000000 sin(2. t )
C 2. t ) K 1.230000000 sin(12. C 6.150000000 sin(2. t )
C 2. t ) C 1.230000000 sin(K 12. K 6.150000000 sin(2. t )
C 2. t )
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 15
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
vy = 1.251250000 cos(K 14. K 7.150000000 sin(2. t) C 2. t )
C 1.251250000 cos(14. C 7.150000000 sin(2. t )
C 2. t ) K 0.8137500000 cos(K 4.K 4.650000000 sin(2. t )
C 2. t ) K 0.8137500000 cos(4.C 4.650000000 sin(2. t )
C 2. t ) C 1.230000000 cos(K 12. K 6.150000000 sin(2. t )
C 2. t ) C 1.230000000 cos(12. C 6.150000000 sin(2. t)
C 2. t ) K 0.7300000000 cos(K 2. K 3.650000000 sin(2. t )
C 2. t ) K 0.7300000000 cos(2. C 3.650000000 sin(2. t )

C 2. t )
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 16
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
vz = 2.065000000 cos(K 9. K 5.900000000 sin(2. t ) C 2. t )
C 2.065000000 cos(9. C 5.900000000 sin(2. t ) C 2. t )
C 1.960000000 cos(K 7. K 4.900000000 sin(2. t ) C 2. t )
C 1.960000000 cos(7. C 4.900000000 sin(2. t ) C 2. t )
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 17
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
Đồ thị quỹ đạo bàn kẹp
* Tính động học ngược robot để xác định quy luật chuyển động của các khâu và mô phỏng
bằng số
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 18
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử

xp := 0.2 C t


yp := 0.4 C sin(t )
zp := 0.5
d1 := 0.5
a2 := 0.4
a3 := 0.35
q10 := 0.02
q20 := 0.03
q30 := 0.01
q := [

q1 q2 q3
]
q0 := [
0.02 0.03 0.01
]
k := 0
t0 := 0
Dt :=
1
50
3:= 0.001
qsk := [
0.02 0.03 0.01
]
Sử dụng chương trình maple, tiến hành mô phỏng số cho bài toán trên ta sẽ thu được các kết
quả sau
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 19
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 20
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 21
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử

Câu 3 :
- Mô hình vật lý: mô hình để ta nghiên cứu động học (bài toán vị trí, điểm), động lực học (bài
toán vận tốc, gia tốc, lực …). Hình dưới là mô hình vật lý để ta nghiên cứu đối tượng ở câu 2.
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường

SHHV: CB110095 22
d
1
z
1
a
2
y
1
x
1
θ
2
θ
1
z
0
x
0
x
0
’
O
0
O
1
a
3
O
3

O
2
z
2
x
2
y
2
y
3
x
3
z
3
θ
3
Tiểu luận Mô hình hóa Robot và hệ Cơ điện tử
- Mô hình toán học: được đưa ra sau quá trình phân tích, tính toán từ mô hình vật lý.
- Mô hình toán học: mô tả vị trí của điểm tác động cuối
D
3
=
0 0 0 1
 
 
 
n s a P
=













1000
pzzz
pyyy
pxxx
zasn
yasn
xasn
p
z
= d
1
- Mô phỏng số: việc mô phỏng ảo đối tượng sau khi được mô hình hoá vật lý và toán học. Sử
dụng các phần mềm mô phỏng như Matlap, Maple … để tính bài toán động học (bài toán vị trí), bài
toán động lực học (bài toán vận tốc, gia tốc, lực …)
- Mô phỏng hoạt động: được thực hiện khi khảo sát, thiết kế và chế tạo robot. Khi đó ta phải
mô phỏng hoạt động (mô phỏng hình ảnh) của robot để tối ưu hóa cấu trúc.
Lớp 11B CTM Học viên: Nguyễn Xuân Trường
SHHV: CB110095 23