PIC Vietnam

Go Back   PIC Vietnam > Robotics > Công nghệ robot

Tài trợ cho PIC Vietnam
Trang chủ Đăng Kí Hỏi/Ðáp Thành Viên Lịch Tìm Kiếm Bài Trong Ngày Ðánh Dấu Ðã Ðọc Vi điều khiển

Công nghệ robot Tất cả các vấn đề về robot di động, tay máy, haptics....

 
 
Ðiều Chỉnh Xếp Bài
Prev Previous Post   Next Post Next
Old 17-06-2008, 02:41 AM   #1
falleaf
PIC Bang chủ
 
falleaf's Avatar
 
Tham gia ngày: May 2005
Bài gửi: 2,638
Thanks: 192
Thanked 5,911 Times in 915 Posts
Send a message via Yahoo to falleaf Send a message via Skype™ to falleaf
Những điểm cần nhớ về Robotics

F viết lại đây những điểm cơ bản nhất về robot, có thể nó không cần thiết nữa, nhưng có thể nó là một cái vạch chỉ đường đơn giản để các bạn mới làm quen với robot có thể dễ dàng tìm hiểu.

1. Ma trận xoay (Rotation matrix)

Nếu một hệ trục {A} và hệ trục {B} có chung gốc toạ độ và hệ trục {B} được xoay quanh các trục của hệ {A} theo thứ tự X, Y, Z các góc . Cách xoay này được gọi là Fixed Frame Rotation, phép xoay quanh hệ trục cố định. Nếu hệ trục {B} được xoay quanh trục Z của nó, sau đó lại tiếp tục xoay quanh trục Y của nó, và lại xoay quanh trục X của nó các góc tương ứng [/latex]\gamma, \beta, \alpha[/latex] thì cách xoay này được gọi là Body Fixed Frame Rotation, hoặc cái tên của nó là Euler Rotation. Thứ tự xoay khác nhau, trục xoay khác nhau, nhưng kết quả xoay nếu được mô tả như trên sẽ giống nhau. Cho nên người ta hay gọi là X-Y-Z Fixed Frame Rotation, còn Euler Rotation thì được gọi là Z-Y-X Euler Rotation để dễ gợi nhớ đến kết quả.

1.1. Z-Y-X Body fixed frame (coordinate) - Euler Rotation
1.2. X-Y-Z Fixed Frame Rotation
1.3 Trục xoay và góc xoay tương đương




1.4. Quaternion tương đương:
Đôi khi trong robotics, người ta gọi cái này là hệ số Euler tương đương. Bởi vì F thấy gọi quaternion thì sẽ dễ tìm kiếm thông tin hơn, nên gọi vậy,.






Các cách biến đổi phức tạp khác và ma trận xoay tương đương có thể dễ dàng tìm kiếm trong các tài liệu liên quan.

2. Bậc tự do - DOF - Degree Of Freedom

Ký hiệu:
n = number of rigid bodies
m = number of joints
f = number of dof of joint (thứ i)

2.1. Trong không gian
2.2. Trên mặt phẳng

3. Ma trận D-H

: khoảng cách tới theo trục

: góc xoay từ tới quanh trục

: khoảng cách tới theo trục

: góc xoay từ tới quanh trục

Bây giờ muốn biến đổi tử ma trận DH sang Transform matrix thì có công thức liên hệ sau (sẽ viết sau, giờ lười gõ)


4. Động học ngược

Có 2 phương pháp là phương pháp đại số, phương pháp hình học. Mỗi trường hợp có các cách giải khác nhau. Nhưng hầu hết các phương pháp đều đã giải cụ thể.

Mục tiêu là người ta muốn tìm ra lời giải cho bài toán động học ngược cho các tay máy robot, và thường thì tay máy robot có 3 trục xoay cuối giao nhau. Chính vì vậy PIEPER đề ra một phương pháp giải mà cứ theo phương pháp này thì sẽ giải được dạng rõ (close form) của robot có 3 trục xoay cuối giao nhau.

Câu hỏi khá hay là? Liệu robot dưới 4 bậc tự do thì có khi nào không giải ra được dạng rõ của bài toán động học ngược không? Câu trả lời là KHÔNG. Có nghĩa là mọi robot tay máy dưới 4 bậc tự do đều có thể giải ra được dạng rõ của bài toán động học ngược (giải ra được cụ thể từng góc xoay ở dạng công thức hình thức).

(Sẽ trình bày cụ thể phương pháp của Pieper sau.)


5. Jacobian:

Có nhiều cách, nhưng F ghi lại cách tương đối tổng quát cho robot.

Tính :



Xét thành phần thứ i, trong robot thì đó là joint thứ i:

- Nếu là Revolute Joint:

- Nếu là Prismatic Joint:

Sau đó cứ thế mà ráp vào, thế là sẽ có cả ma trận Jacobian, nói chung phương pháp này khá đơn giản và dễ nhớ. Các phương pháp khác như tính toán số, hoặc lấy đạo hàm, tách thành phần... đối với từng trường hợp sẽ làm cụ thể hơn.

Như vậy, tới đây gần như những gì cơ bản nhất của Robotics đã được tổng hợp. Với những kiến thức ở đây có thể tự xây dựng một con robot đơn giản, có 3,4, 5, 6 bậc tự do và có thể tính toán để điều khiển cơ bản. Đặc biệt là ở chỗ Jacobian này mà nhấn thêm một bước, thì sẽ có thể tính toán được thành phần lực tĩnh, bù lực tĩnh....

Muốn viết bài tồng hợp tóm tắt lâu lắm rồi, nhưng không có thời gian để viết. Nếu có thời gian các bạn nào nghiên cứu về Robotics có thể tiếp tay cho F viết các phần sau.

Tất nhiên những điểm này viết theo kiểu cho người biết rồi, chứ không viết cho người chưa biết gì, ở một dạng reviews các vấn đề then chốt cơ bản. Hy vọng rằng sẽ có thời gian và có các bạn tiếp sức viết chi tiết hơn.

Chúc vui
falleaf vẫn chưa có mặt trong diễn đàn   Trả Lời Với Trích Dẫn
The Following 7 Users Say Thank You to falleaf For This Useful Post:
chinam_cdt (25-06-2010), combui_viahe (03-10-2011), daiduongub (19-12-2014), electronical (22-04-2015), Kondo (18-01-2012), Mecha (17-06-2008), mepic (17-06-2008)
 

Tags
jacobian, ma trận dh, robot, tay máy, động học ngược, động học thuận

Ðiều Chỉnh
Xếp Bài

Quyền Sử Dụng Ở Diễn Ðàn
You may not post new threads
You may not post replies
You may not post attachments
You may not edit your posts

BB code is Mở
Smilies đang Mở
[IMG] đang Mở
HTML đang Tắt
Chuyển đến


Múi giờ GMT. Hiện tại là 05:31 AM.


Được sáng lập bởi Đoàn Hiệp
Powered by vBulletin®
Page copy protected against web site content infringement by Copyscape
Copyright © PIC Vietnam