Phương pháp số cho bài toán động học cơ cấu khớp thấp hụt dẫn động

i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

---------------------------------------

NGUYỄN HOÀNG HẢI

PHƯƠNG PHÁP SỐ CHO BÀI TOÁN ĐỘNG HỌC

CƠ CẤU KHỚP THẤP HỤT DẪN ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Thái Nguyên, 2017

KHOA CHUYÊN MÔN

PHÒNG ĐÀO TẠO

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS PHẠM THÀNH LONG

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là trung thực

và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Trừ các

phần tham khảo đã được nêu rõ trong Luận văn.

Tác giả

NGUYỄN HOÀNG HẢI

ii

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy giáo – PGS.TS Phạm Thành Long,

người đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, tổ chức thực nghiệm

đến quá trình viết và hoàn chỉnh Luận văn.

Tác giả cũng chân thành cảm ơn Thầy giáo Trần Thanh Hoàng, Nguyễn Quang

Hưng - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã giúp đỡ tận tình tác giả trong quá

trình thực hiện thí nghiệm và đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành Luận

văn này.

Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai

sót, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà

khoa học và các bạn đồng nghiệp.

Tác giả

Nguyễn Hoàng Hải

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................ii

MỤC LỤC......................................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...................................................................................v

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ..................................................................vi

MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI.............................................................................. 1

2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ....................................... 2

2.1 Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................................. 2

2.2 Đối tượng nghiên cứu............................................................................................... 2

2.3 Phạm vi nghiên cứu................................................................................................... 2

3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................................... 2

4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ......................................... 3

4.1 Ý nghĩa khoa học ...................................................................................................... 3

4.2 Ý nghĩa thực tiễn....................................................................................................... 3

Chương I. TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN ĐỘNG ĐẲNG TỐC KHÔNG GIAN ...........4

1.1 Các cơ cấu đổi hướng chuyển động trong không gian.............................................. 4

1.2 Một số nghiên cứu điển hình về cơ cấu khớp thấp ................................................... 6

1.3 Hướng nghiên cứu của đề tài .................................................................................. 10

KẾT LUẬN................................................................................................................... 11

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢM GRADIENT TỔNG QUÁT...............................12

2.1 Khái niệm Gradient................................................................................................. 12

2.2 Phương pháp giảm Gradient (Reduced Gradient)................................................... 13

2.3 Phương pháp giảm Gradient tổng quát ................................................................... 18

2.4 Ảnh hưởng của phép tính sai phân đến độ chính xác của bài toán ......................... 20

2.5 Trình tối ưu Solver của Excel ................................................................................. 23

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2.............................................................................................. 33

Chương 3: KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC CƠ CẤU KHỚP THẤP BẰNG RGG .............34

3.1 Mô hình hóa truyền động trục bằng kỹ thuật robot................................................. 34

3.2 Khảo sát tính đẳng tốc truyền động trục ................................................................. 35

3.3 Khảo sát giới hạn chuyển hướng của truyền động trục........................................... 36

3.4 Minh họa tính đẳng tốc một số cơ cấu truyền động trục......................................... 37

iv

3.4.1. Cơ cấu Hooke’s joint........................................................................................... 37

3.4.2 Cơ cấu Persian joint ............................................................................................. 39

3.4.3 Giới hạn góc truyền động của cơ cấu persian joint.............................................. 42

Kết luận chương 3 ......................................................................................................... 44

Chương 4: THỰC NGHIỆM.........................................................................................45

4.1 Mục đích thí nghiệm ............................................................................................... 45

4.2 Cơ cấu và thiết bị đo ............................................................................................... 45

4.3 xử lý kết quả và bình luận ....................................................................................... 48

Kết luận chương 4 ......................................................................................................... 49

Kết luận luận văn ..........................................................................................................50

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................51