ôn tập 2023

Câu A (1đ): Nêu các ma trận quay quanh trục X, Y, Z

Nêu các ma trận tịnh tiến trục X, Y, Z

(1đ) Áp dụng Rot(y, 45o), Trans(0,0,6)

Câu B: (1đ) Phép quay Euler hoặc Roll Pitch

Bài thi Câu 2 Chp hình RRTR (4đ)

Chọn hệ tọa độ

Lập bảng thông số DH

Tính Ai, T

Giải hệ với phép quay Euler

Giải hệ với phép quay Roll Pitch

Câu 3: 3đ

Cho hệ robot có 2 khớp. Khớp 1 chuyển động quay sử dụng động cơ bước. Khớp 2 chuyển động tịnh tiến với động cơ Servo. Có các thông số…. Vitme có tỷ số truyền 2mm/vòng, cả 2 Driver có tỷ số 500 xung/vòng quay.

Tính góc quay của khớp 1 nếu cấp cho Driver 1 là 2000 xung trong 5s.

Tính chiều dài trượt cửa khớp 2 nếu cấp cho Driver 2 là 3000 xung trong 30s.

Bài tập 

Xây dựng hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều có hàm truyền Gdc = deta ra/ U vào = 100/(0,2s^2+ 0,5s+1) trên khâu của Robot tải vật nặng 10kg (bỏ qua trọng lượng cánh tay), hộp số động cơ i = 1:40. Khâu phản hồi tỷ lệ 1:1. hệ số cản (ma sát) fm=fL=0,1.

Xây dựng sơ đồ điều khiển vị trí cho cánh tay, sử dụng bộ diều khiển PI có hàm truyền GPI = 10/(0,5s+1), tính hàm truyền kín của cả hệ thống.

Tính mô men đặt lên trục động cơ Mđc

Phần mềm EASY- ROB

BÀI 3,4: Làm Cánh tay Robot (Mini) (26/10; 2/11)

Bài số 03-04: Cánh tay Robot Mini

       I.       MỤC ĐÍCH YÊU CẦU

·      Giúp sinh viên tìm hiểu thêm về cấu tạo của Cánh tay Robot

·      Thực hành lập trình, điều khiển theo yêu cầu đề bài.

   II.       CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM:

·      Máy tính

·      Tài liệu hướng dẫn thực hành

·      Arduino IDE

·      Cánh tay Robot, Arduino, biến trở dây cắm.

Nhắc lại kiến thức

1.  Servo Motor

·  Động cơ RC Servo là loại động cơ có tốc độ thấp,mô - men xoắn cao và có nhiều kích thước to nhỏ khác nhau tùy vào thiết bị. Khác hẳn với động cơ DC và Stepper, động cơ RC Servo không xoay ở góc 360 độ như bình thường mà loại động cơ này bị giới hạn trong phạm vi ở góc 180, 270 và 90 độ.

·  Động cơ RC servo hoạt động dựa trên nguyên lý phản hồi âm. Khi nhận được tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển, servo chuyển đổi tín hiệu thành nguồn cung cấp điện áp để động cơ hoạt động. Một bộ mã hóa ghi nhận góc quay hiện tại của trục đầu ra và so sánh với góc quay yêu cầu từ tín hiệu điều khiển. Bộ điều khiển điều chỉnh cấp nguồn đến động cơ để đạt được góc quay mong muốn và servo giữ vững vị trí đặt trong khi tiếp nhận các tín hiệu điều khiển mới.

·  Có hai loại chính của động cơ RC Servo: analog và digital.

o Động cơ RC Servo Analog: Động cơ này sử dụng một tín hiệu điều khiển analog để điều chỉnh vị trí và góc quay của servo. Thông thường, tín hiệu này sẽ có một chu kỳ 20ms, và góc quay được điều chỉnh thông qua độ rộng xung điều khiển (pulse width modulation - PWM), với một thời gian từ 1ms đến 2ms.

o Động cơ RC Servo Digital: Động cơ này sử dụng một tín hiệu điều khiển kỹ thuật số để đạt được độ chính xác và tốc độ cao hơn. Ngoài tín hiệu PWM, nó cũng có thể sử dụng các giao thức điều khiển khác như I2C hoặc serial.

·      Trong bài thực hành này, chúng ta sử dụng động cơ Động Cơ RC Servo MG996R

2.      Xung PWM

·      Xung là các trạng thái cao / thấp (HIGH/LOW) về mức điện áp được lặp đi lặp lại. Đại lượng đặc trưng cho 1 xung PWM (Pulse Width Modulation) bao gồm tần số (frequency) và chu kì xung (duty cycle).

·      Như vậy thông thường, 1 dao động sẽ bao gồm 2 trạng thái điện: mức cao (x giây) và mức thấp (y giây). Tỉ lệ phần trăm thời gian giữa 2 trạng thái điện này chính là chu kì xung.

o   Với x/y = 0% ta có xung chứa toàn bộ điện áp thấp (khái niệm xung nên hiểu mở rộng)

o   Với x/y = 50% thì 50% thời gian đầu, xung có điện áp cao, 50% sau xung có điện áp thấp.

o   Với x/y=100% ta có xung chứa toàn bộ điện áp cao.

·      Tóm lại, với 1 xung ta có:

1.      Tần số: để tính toán ra được thời gian của 1 xung

2.      Chu kì xung: bao nhiêu thời gian xung có mức áp cao, bao nhiêu thời gian xung có mức áp thấp.

Xung khi sử dụng với hàm analogWrite trong Arduino Xung PWM

·  Xung PWM là cụm từ viết tắt của Pulse Width Modulation, là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải. Có thể hiểu thì đây là phương pháp điều chế dựa vào sự thay đổi về độ rộng của chuỗi xung vuông khiến cho điện áp ra bị thay đổi.

III.       TIẾN TRÌNH THỰC HÀNH:

1.      Lắp mạch điều khiển

2.      Lập trình điều khiển cánh tay bằng biến trở

Dưới đây là 1 số gợi ý các đoạn chương trình khai báo và chương trình con, Sinh viên sử dụng chương trình con “getD()” để lấy góc điều khiển và cho vào chương trình con “moveMotorD” để hoàn thành chương trình chính

Khai báo các thư viện sử dụng và các biến cần thiết.

Khởi động các hàm, set chế độ hoạt động của các chân

Chương trình con điều khiển động cơ thứ “motorOut” quay 1 góc “moveD”

Chương trình con đọc giá trị biến trở và chuyển giá trị này về giá trị góc euler từ 0-180 độ

3.      Lập trình lấy vị trí của cánh tay robot

a)      Nối phần cứng thêm 2 nút nhấn kéo lên dương nguồn.

·        Khi không ấn = 0;

·        Khi ấn = 1;

b)     Ý tưởng lập trình

BÀI 5,6: Thực hành bàn Robot (lớn) ( Từ 19/12 Chia nhóm 1 đi thứ 5, Nhóm 2 đi thứ 6)