ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP.HCM
75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA
NGUYӈ19Ă17Ò
THIӂT Kӂ TӔ,Ѭ8&Ѫ&Ҩ8Ĉ¬1+ӖI
SONG SONG CÓ NHIӄU BҰC TӴ DO
OPTIMIZATION DESIGN OF MULTI DEGREES-OFFREEDOM COMPLIANT PARALLEL MECHANISM
Chuyên ngành: Kӻ ThuұW&ѫ.Kt
Mã sӕ
: 8520103
LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
TP. HӖ CHÍ MINH, WKiQJQăP 2021
&{QJWUuQKÿѭӧc hoàn thành tҥi: 7UѭӡQJĈҥi hӑc Bách Khoa ± Ĉ+4*73+&0
Cán bӝ Kѭӟng dүn khoa hӑc: TS. Phҥm Minh Tuҩn
Cán bӝ chҩm nhұn xét 1: TS. Trҫn Hҧi Nam
Cán bӝ chҩm nhұQ[pW767UѭѫQJ&{QJ7LӉn
LuұQYăQWKҥFVƭÿѭӧc bҧo vӋ tҥL7UѭӡQJĈҥi hӑF%iFK.KRDĈ+4*73+&0
QJj\WKiQJQăPWUӵc tuyӃn).
Thành phҫn HӝLÿӗQJÿiQKJLiOXұQYăQWKҥFVƭJӗm:
1. PGS. TS. /ѭX7KDQK7QJ .................... - Chӫ tӏch
2. TS. Bành Quӕc Nguyên ........................... - 7KѭNê
3. TS. Trҫn Hҧi Nam ............................ - Phҧn biӋn 1
4. TS. 7UѭѫQJ&{QJ7LӉn ..................... - Phҧn biӋn 2
5. TS. NguyӉn Hӳu Thӑ ............................. - Ӫy viên
Xác nhұn cӫa Chӫ tӏch HӝLÿӗQJÿiQKJLi/9Yj7Uѭӣng Khoa quҧn lý chuyên
ngành sau khi luұQYăQÿmÿѭӧc sӳa chӳa (nӃu có).
CHӪ TӎCH HӜ,ĈӖNG
75ѬӢ1*.+2$&Ѫ.+Ë
ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP.HCM
CӜNG HÒA XÃ HӜI CHӪ 1*+Ƭ$9,ӊT NAM
75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA
Ĉӝc lұp ± Tӵ do ± Hҥnh phúc
NHIӊM VӨ LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
Hӑ và tên hӑc viên: NGUYӈ19Ă17Ò
MSHV: 1970526
NgàyWKiQJQăPVLQK
1ѫLVLQKĈӗng Nai
Chuyên ngành: Kӻ thuұW&ѫNKt
Mã sӕ: 8520103
,7Ç1Ĉӄ TÀI: ThiӃt kӃ tӕLѭXFѫFҩXÿjQKӗi song song có nhiӅu bұc tӵ do.
NHIӊM VӨ VÀ NӜI DUNG:
- Cҧi tiӃQSKѭѫQJSKiS7ӕLѭXKyDNӃt cҩu dӵa trên lý thuyӃt dҫPGQJÿӇ thiӃt
kӃ tӕL ѭX FKR Fѫ FҩX ÿjQ Kӗi song song có nhiӅu bұc tӵ GR Fѫ WtQK Wӕt, và có
chuyӇQÿӝQJÿҫXUDOjÿӝc lұp.
- Ӭng dөQJSKѭѫQJSKiSWKLӃt kӃ ÿmFҧi tiӃQÿӇ thiӃt kӃ mӝWFѫFҩXÿjQKӗi song
song ba bұc tӵ do có khҧ QăQJWҥo ra ba chuyӇQÿӝng trong không gian: 2 chuyӇn
ÿӝng quay theo trөF;Yj<ș[ș\FQJYӟi 1 chuyӇQÿӝng tӏnh tiӃn theo trөc
ǻ=@EĈ͓nh v͓ trong kính hi͋n vi ± ÿL͏n t͵ SEM
(Young và Lu 2009) [11]............................................................................................ 10
Hình 1.13: C˯F̭XÿjQK͛i song song 3-%7'ș[± ș\± =ÿ˱ͫc s͵ dͭng trong quy trình
in th̩ch b̫n [12] ....................................................................................................... 10
Hình 1.14: &˯F̭XÿjQK͛i song song 6-BTD [13] ..................................................... 11
+uQK&˯F̭u ḱp: a) D̩ng truy͉n th͙ng, b) D̩QJÿjQK͛i [15] ........................ 14
Hình 1.16: Khͣp n͙LÿjQh͛i: a) Khͣp quay [16], b) Khͣp các-ÿăQJ>@F.Kͣp c̯u
[18] ........................................................................................................................... 14
Hình 1.17: Các ph̯n t͵ ÿjQK͛Lÿ˱ͫc t̩o ra b̹QJSK˱˯QJSKiSSKkQWtFKUjQJEX͡c
[20] ........................................................................................................................... 15
Hình 1.18: &˯sͧ phân tích m͙LW˱˯QJTXDQJLͷa BTD và ràng bu͡c [20] ................. 16
Hình 1.19: Thi͇t k͇ &&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± ș]WKHRSK˱˯QJSKiSSKkQWtFKUjQJ
bu͡c [21] ................................................................................................................... 16
Hình 1.20: Thi͇t k͇ &&Ĉ+E̹QJSK˱˯QJSKiSW͙L˱Xÿ͛ng nh̭t [23] ........................ 17
+uQK&˯F̭u g̷SÿjQK͛i d̩QJVRQJVRQJÿ˱ͫc thi͇t k͇ b̹QJSK˱˯QJSKiS(62
[24] ........................................................................................................................... 18
+uQK&˯F̭u ḱSÿjQK͛Lÿ˱ͫc thi͇t k͇ WKHRSK˱˯QJSKiS/HYHOVHW [29].......... 19
Hình 1.23: C̭XWU~FÿjQK͛Lÿ˱ͫc thi͇t k͇ WKHRSK˱˯QJSKiS Ground structure [32] 20
x
Hình 1.24: B͡ ḱS ÿjQ K͛L ÿ˱ͫc thi͇t k͇ b̹QJ SK˱˯Qg pháp Morphological
representation [34] .................................................................................................... 21
+uQK&iFE˱ͣc cͯDSK˱˯QJSKiSMechanism integrated [1] ............................ 22
Hình 1.26: Quá trình thi͇t k͇ cͯa m͡W&&Ĉ+WKHRSK˱˯QJSKiSMechanism integrated
[36] ........................................................................................................................... 22
+uQK&˯Vͧ cͯDSK˱˯QJSKiSW͙L˱XKyDN͇t c̭u da trên lý thuy͇t d̯m: a) K͇t
c̭u t͝ng th͋ cͯD&&Ĉ+66F̯n thi͇t k͇ [39], b) C̭u t̩o cͯa m͡t d̯PÿjQK͛i cong và
xo̷n [39] ................................................................................................................... 24
Hình 2.1: &&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± Z) ÿ˱ͫc ͱng dͭng trong mô-ÿXQQJyQWD\Pi\
[40] ........................................................................................................................... 27
Hình 2.2: &&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± Z) s͵ dͭng trong quy trình in th̩ch b̫Qÿ˱ͫc thi͇t
k͇ trên c̭u trúc 3PPS [1] .......................................................................................... 29
Hình 2.3: a) Mô hình 3D cͯa thi͇t k͇ cu͙i cùng và b) T̯n s͙ c͡QJK˱ͧQJÿ̯XWLrQÿ˱ͫc
mô ph͗ng qua Ansys cͯa &&Ĉ+66-BTD không gian (ș[± ș\± Z) [42] .................. 30
Hình 2.4: Th͵ nghi͏PÿiQKJLi&&Ĉ+66-%7'NK{QJJLDQș[± ș\± Z) [42] ....... 31
Hình 2.5: Các h͏ th͙QJÿ͓nh v͓ ÿ˱ͫc s͵ dͭQJWURQJF˯ÿL͏n t͵ vi mô [43, 44] ........... 31
Hình 2.6: &&Ĉ+66-BTD: (a ± c) Các chuy͋Qÿ͡ng t͓nh ti͇n d͕c theo các trͭc X, Y và
Z, (d ± f ) Các chuy͋Qÿ͡ng quay quanh các trͭF;<Yj=W˱˯QJͱng [45] ............... 33
Hình 2.7: Chuy͋n v͓ NtVLQKWURQJ&&Ĉ+66NK{QJJLDQ-BTD ș[± ș\± Z) ............ 34
+uQK0{KuQK&&Ĉ+66ÿ˱ͫc thi͇t k͇ theo k͇t c̭u 3 chân [37] .......................... 35
Hình 3.2: Không gian thi͇t k͇ cͯDD&KkQÿjQK͛i và b) D̯m cong-xo̷n [39]........ 36
Hình 3.3: Trình t FiFE˱ͣc thc hi͏n cͯDSK˱˯QJSKiSW͙L˱XKyDN͇t c̭u .............. 37
Hình 3.4: a) C̭u trúc m͡W FKkQ &&Ĉ+66 ÿ˱ͫc t͙L ˱X [42], b) C̭u trúc toàn b͡
&&Ĉ+66VDXTXiWUuQKW͙L˱X [42] ............................................................................ 39
Hình 3.5: &&Ĉ+66-BTD ș[± ș\± Z) ÿ˱ͫc ch͇ t̩o b̹ng gia công CNC [42] ....... 39
Hình 3.6: Nguyên m̳u &&Ĉ+66-BTD ș[± ș\± =LQ'WKXÿ˱ͫc sau khi t͙L˱X [39]
.................................................................................................................................. 40
+uQK0{KuQK&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± =WKXÿ˱ͫc sau khi: a) T͙L˱XFiFEL͇n
hình h͕c b̹ng thu̵t toán di truy͉n GA [38], b) T͙L˱XKyDÿ͡ cͱQJYjÿiSͱQJÿ͡ng
[38] ........................................................................................................................... 42
+uQK&&Ĉ+663-BTD ș[± ș\± =ÿ˱ͫc ch͇ t̩o b̹QJSK˱˯QJSKiSLQ'>@
.................................................................................................................................. 42
Hình 3.9: Mô hình không gian thi͇t k͇ c̫i ti͇n cͯDD&KkQÿjQK͛i và b) D̯m cong
WKHRK˱ͣng 90o và 0o [45] .......................................................................................... 43
xi
+uQK&iFE˱ͣc t͙L˱XFͯa quá trình thi͇t k͇ &&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± Z) [45] 46
+uQKD.tFKWK˱ͣc không gian thi͇t k͇ cͯa m͟LFKkQE.tFKWK˱ͣc cͯa d̯m ... 46
Hình 4.3: Các bi͇n t͙L˱XFͯa quá trình t͙L˱XKyDÿ͡ cͱng ...................................... 47
Hình 4.4: Các chuy͋n v͓ cͯa b͡ ph̵QF{QJWiFG˱ͣi tác dͭng m͡t ngo̩i lc b̭t kì.... 48
+uQK0{KuQK&&Ĉ+66WKXÿ˱ͫc tͳ k͇t qu̫ t͙L˱Xÿ͡ cͱng ............................... 49
Hình 4.6: Các bi͇n t͙L˱XFͯa quá trình t͙L˱XKyDÿ͡ng lc h͕c ............................... 50
+uQK0{KuQK&&Ĉ+66WKXÿ˱ͫc tͳ k͇t qu̫ t͙L˱Xÿ͡ng lc h͕c........................ 51
+uQKĈ͡ m͉m cͯD&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± Z) vͣi chuy͋Qÿ͡ng t͓nh ti͇n theo
trͭc X ......................................................................................................................... 52
+uQKĈ͡ m͉m cͯD&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± Z) vͣi chuy͋Qÿ͡ng t͓nh ti͇n theo
trͭc Y ......................................................................................................................... 53
+uQKĈ͡ m͉m cͯD&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± Z) vͣi chuy͋Qÿ͡ng t͓nh ti͇n theo
trͭc Z ......................................................................................................................... 54
+uQKĈ͡ m͉m cͯD&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± Z) vͣi chuy͋Qÿ͡ng quay quay trͭc
X ................................................................................................................................ 54
+uQKĈ͡ m͉m cͯD&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± Z) vͣi chuy͋Qÿ͡ng quay quay trͭc
Y ................................................................................................................................ 55
+uQKĈ͡ m͉m cͯD&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± Z) vͣi chuy͋Qÿ͡ng quay quay trͭc
Z ................................................................................................................................ 56
Hình 5.7: T̯n s͙ ÿiSͱQJÿ͡ng lc h͕c cͯD&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± =ÿ͙i vͣi chuy͋n
ÿ͡ng t͓nh ti͇n theo trͭc Z ........................................................................................... 58
Hình 5.8: T̯n s͙ ÿiSͱQJÿ͡ng lc h͕c cͯD&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± =ÿ͙i vͣi chuy͋n
ÿ͡ng quay quanh trͭc X ............................................................................................. 58
Hình 5.9: T̯n s͙ ÿiSͱQJÿ͡ng lc h͕c cͯD&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± =ÿ͙i vͣi chuy͋n
ÿ͡ng quay quanh trͭc Y ............................................................................................. 59
Hình 5.10: Chuy͋Qÿ͡ng quay t͙LÿD quanh trͭc X cͯD&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± Z)
W˱˯QJͱng vͣi ͱng sṷt 850 MPa ............................................................................... 59
Hình 5.11: Chuy͋Qÿ͡ng quay t͙LÿDTXDQKWUͭc Y cͯa CCĈ+66-%7'ș[± ș\± Z)
W˱˯QJͱng vͣi ͱng sṷt 850 MPa ............................................................................... 60
Hình 5.12: Chuy͋Qÿ͡ng t͓nh ti͇n t͙LÿDWKHRWUͭc Z cͯD&&Ĉ+66-%7'ș[± ș\± Z)
W˱˯QJͱng vͣi ͱng sṷt 850 MPa ............................................................................... 60
xii
LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
&+ѬѪ1*
TӘNG QUAN
&ѫFҩXÿjQKӗi
&ѫFҩXÿjQKӗi là mӝt loҥLFѫFҩXÿһc biӋWWURQJÿyFKX\ӇQÿӝQJÿѭӧc tҥo
ra dӵa trên biӃn dҥQJÿjQKӗi cӫa vұt liӋXĈӕi vӟLFѫFҩu truyӅn thӕng cҩu tҥo
bӣi sӵ lҳp ráp giӳa các khâu và khӟp thì luôn tӗn tҥi khe hӣ giӳa các bӝ phұn lҳp
ráp và khe hӣ này sӁ lӟn dҫn theo thӡi gian do lӵc ma sát giӳa các khâu trong quá
trình hoҥWÿӝng. Vì luôn tӗn tҥi sӵ UѫOӓng nên chuyӇQÿӝng cӫDFѫFҩu truyӅn
thӕQJNK{QJÿҥWÿѭӧFÿӝ lһp lҥi cao và không phù hӧp vӟi nhӳng ӭng dөQJÿzL
hӓi chuyӇn vӏ nhӓ GѭӟLPLFURPHW7URQJNKLÿyFѫFҩXÿjQKӗLÿѭӧc tҥo thành
tӯ nhӳng khӟp nӕi có kӃt cҩu nguyên khӕi thuҫn nhҩt nên hoàn toàn loҥi bӓ ÿѭӧc
khe hӣ giӳa nhӳng chi tiӃt có chuyӇQÿӝQJWѭѫQJÿӕi vӟi nhau, và vì thӃ nhӳng
QKѭӧFÿLӇm cӫDFѫFҩu truyӅn thӕQJQKѭPDViWNK{ÿӝ UѫYjPjLPzQKRjQWRjQ
ÿѭӧc loҥi bӓ. Hình 1.1 thӇ hiӋn cҩu trúc cӫa mӝt cái kҽp sӱ dөng rӝng rãi trong
thӵc tӃ ÿѭӧc thiӃt kӃ vӟi khӟp bҧn lӅ truyӅn thӕng và khӟSÿjQKӗi. Ngoài lӧi ích
sӱ dөng khӟSÿjQKӗLÿӇ ÿҥWÿѭӧc chuyӇQÿӝng linh hoҥt YjFKtQK[iFKѫQWKu
vӟi cҩu trúc nguyên khӕi sӁ ÿѫQJLҧQKѫQWURQJYLӋc chӃ tҥo và thay thӃ nhiӅu bӝ
phұn trөc, chӕt và lò xo bә sung. ViӋc ӭng dөQJFѫFҩXÿjQKӗi ngoài viӋc tҥo ra
chuyӇQÿӝng vӟLÿӝ chính xác vӏ WUtFDRKѫQFzQJL~SORҥi bӓ tiӃng ӗn, chҩt bôi
WUѫQYjTXiWUuQKEҧo trì/bҧRGѭӥng. HiӋQQD\FѫFҩXÿjQKӗLQJj\FjQJÿѭӧc sӱ
dөng phә biӃQWURQJFiFOƭQKYӵc khoa hӑc ± kӻ thuұWQKѭ\WӃ, quang hӑc, hàng
không, vi gia công/lҳSUiS«YjWUӣ thành mӝWKѭӟng nghiên cӭu có nhiӅu tiӅm
QăQJSKiWWUiӇn [1].
Hình 1.1: ḰSÿ˱ͫc thi͇t k͇ bͧi khͣp n͙i b̫n l͉ truy͉n th͙ng và khͣp n͙LÿjQK͛i
HVTH: NGUYӈ19Ă17Ò
GVHD: TS. PHҤM MINH TUҨN
1
&+ѬѪ1*
LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
6RViQKFѫFҩXÿjQKӗLYjFѫFҩu truyӅn thӕng
Sӵ khác biӋWFѫEҧn giӳa FѫFҩXÿjQKӗLYjFѫFҩu truyӅn thӕQJÿyOjFѫFҩu
ÿjQKӗLÿѭӧc hình thành bӣi các khӟSÿjQKӗi và có thӇ ÿѭӧc chӃ tҥo nguyên khӕi
WURQJNKLÿyFѫFҩu truyӅn thӕng lҥLÿѭӧc gҳn kӃt tӯ nhӳng khӟp trөc và bҧn lӅ
WK{QJWKѭӡng. NhӳQJѭXÿLӇm cӫa khӟSÿjQKӗLÿѭӧFWUuQKEj\VDXÿk\VӁ mang
lҥLFKRFѫFҩXÿjQKӗi nhӳQJѭXÿLӇPYѭӧt trӝi vӅ mһt truyӅQÿӝng chính xác so
vӟLFѫFҩu truyӅn thӕng.
Lҩy hai khӟp cҫu trong Hình 1.2 làm ví dө, dù chuyӇQÿӝQJÿѭӧc tҥo ra là
WѭѫQJWӵ QKDXQKѭQJNKӟp cҫXÿjQKӗi trong Hình 1.2a có cҩu trúc nguyên khӕi
vӟi ít bӝ phұQKѫQÿiQJNӇ so vӟi khӟp cҫu truyӅn thӕng trong Hình 1.2b. KӃt cҩu
ít bӝ phұn hoһc nguyên khӕi có thӇ ÿѫQJLҧn hóa quá trình sҧn xuҩt, rút ngҳn thӡi
gian lҳp ráp và giҧm giá thành. Ngoài ra, viӋc giҧm các bӝ phұQFNJQJJL~SJLҧm
sai sӕ lҳp ráp, gây ҧQKKѭӣQJÿӃQÿӝ chính xác và khҧ QăQJOһp lҥi chuyӇQÿӝng.
Bên cҥQKÿyYLӋc không cҫn bҧo trì là mӝWѭXÿLӇPÿiQJNӇ bӣi vì khӟSÿjQKӗi
có thӇ hoҥWÿӝQJWURQJP{LWUѭӡng khҳc nghiӋt. Ví dө, các khӟSÿjQKӗi làm bҵng
Teflon có thӇ ÿѭӧc sӱ dөng trong các thí nghiӋm hóa hӑc và thұm chí cҧ các hӋ
thӕQJWKăPGzNK{QJJLDQYuNK{QJ\rXFҫXE{LWUѫQ&iFÿһc tính không ma sát
cӫa mӝt khӟSÿjQKӗLFNJQJSKKӧp vӟLP{LWUѭӡng sҥch vì không có hҥt vұt liӋu
QjRÿѭӧc tҥo ra qua sӵ mài mòn [1].
Hình 1.2: a) Khͣp c̯XÿjQh͛i [1], b) Khͣp c̯u truy͉n th͙ng
MһFGFѫFҩXÿjQKӗi có rҩt nhiӅXѭXÿLӇPQKѭQJYLӋc sӱ dөng biӃn dҥng
ÿjQKӗLFNJQJNqPWKHRQKӳng hҥn chӃ nhҩWÿӏnh. Tҩt cҧ các biӃn dҥng cӫa khӟp
HVTH: NGUYӈ19Ă17Ò
GVHD: TS. PHҤM MINH TUҨN
2
&+ѬѪ1*
LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
ÿjQKӗi khi hoҥWÿӝng phҧLÿѭӧc giӟi hҥQWURQJYQJÿjQKӗi cӫa vұt liӋu, dүQÿӃn
phҥm vi chuyӇQÿӝng cӫDFѫFҩXÿjQKӗi bӏ hҥn chӃ. Ví dө, khӟp cҫXÿjQKӗi trong
Hình 1.2a không thӇ tҥo ra chuyӇQ ÿӝQJ TXD\ WRjQ YzQJ QKѭ NKӟp cҫu truyӅn
thӕng trong Hình 1.2b. Phҥm vi làm viӋc cӫDFѫFҩXÿjQKӗLWK{QJWKѭӡng rҩt giӟi
hҥn (trong khoҧQJ YjL WUăP PLFURPHW ÿӇ ÿҧm bҧo biӃn dҥQJ ÿѭӧc tҥo ra nҵm
KRjQWRjQWURQJYQJÿjQKӗi cӫa vұt liӋXQKѭHình 1.31JRjLUDÿӇ tҥo ra chuyӇn
ÿӝng tӯ sӵ biӃn dҥQJÿjQKӗi, ngoҥi lӵc cҫQWiFÿӝQJYjRFѫFҩXFy[XKѭӟng cao
KѫQVRYӟLFѫFҩu truyӅn thӕng.
Hình 1.3: Ĉ˱ͥng cong ͱng sṷt ± bi͇n d̩ng cͯa v̵t li͏u [2]
B̫ng 1.1: So sánh giͷDF˯F̭u truy͉n th͙QJYjF˯F̭XÿjQK͛i:
&˯F̭u truy͉n th͙ng
Ĉѭӧc lҳp ghép tӯ nhiӅu bӝ phұn:
&˯F̭XÿjQK͛i
Ĉѭӧc chӃ tҥo nguyên khӕi:
o &yÿӝ UѫthiӃu chính xác, tính lһp
o .K{QJ Fy ÿӝ Uѫ FKtQK [iF WtQK
lҥi cӫa chuyӇQÿӝng không tӕt
lһp lҥi cӫa chuyӇQÿӝng rҩt tӕt
o Tӗn tҥi ma sát, hao mòn, cҫn chҩt
E{LWUѫQYjEҧRGѭӥQJÿӏnh kì
o NhiӅu bӝ phұn, có sai sӕ lҳp ráp
o Phҥm vi chuyӇQÿӝng lӟn
HVTH: NGUYӈ19Ă17Ò
o Không tӗn tҥi ma sát, không hao
mòn, không cҫn chҩWE{LWUѫQYjEҧo
GѭӥQJÿӏnh kǤ
o Ít bӝ phұQKѫQFyWKӇ ÿѭӧc chӃ tҥo
nguyên khӕi, không có sai sӕ lҳp ráp
o Phҥm vi chuyӇQÿӝng nhӓ
GVHD: TS. PHҤM MINH TUҨN
3
&+ѬѪ1*
LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
&ѫFҩXÿjQKӗi dҥng song song
Giͣi thi͏u
&ѫFҩXÿjQKӗi có thӇ ÿѭӧc tәng hӧp theo hai dҥQJFѫEҧn là nӕi tiӃp và song
VRQJ&ѫFҩXÿjQKӗi dҥng nӕi tiӃp là mӝt kӃt cҩXÿjQKӗi bao gӗm hai hoһc nhiӅu
khӟS ÿjQ KӗL FRPSOLDQW MRLQW ÿѭӧc liên kӃt nӕi tiӃp vӟi nhau nhҵm cung cҩp
chuyӇQÿӝQJÿҫu ra cho bӝ phұn công tác (end-effector) nҵm ӣ cuӕLFѫFҩXQKѭ
Hình 1.4&ѫFҩXÿjQKӗi dҥng nӕi tiӃp có thӇ tҥRÿѭӧc chuyӇQÿӝng vӟi phҥm vi
lӟn phù hӧp vӟi nhӳng ӭng dөng troQJOƭQKYӵc robot mӅm [3].
Hình 1.4&˯F̭XÿjQK͛i d̩ng n͙i ti͇p [3]
&ѫFҩXÿjQKӗi dҥng song song là mӝt kӃt cҩXÿjQKӗi bao gӗm mӝt bӝ phұn
công tác (end-effector) nҵm ӣ trung tâm cӫDFѫFҩXÿѭӧc liên kӃt vӟi mӝt giá cӕ
ÿӏnh bҵng ít nhҩt hai chuӛLÿӝQJÿjQKӗLJKpSVRQJVRQJQKѭHình 1.5. Mӛi chuӛi
ÿӝQJÿjQKӗi FzQÿѭӧc gӑi là chân-OHJOLPEÿѭӧc tҥo thành bӣi mӝt hoһc nhiӅu
khӟSÿjQKӗLFѫEҧn. Hình 1.5 thӇ hiӋn các khӟSÿjQKӗLFѫEҧQÿѭӧFGQJÿӇ tҥo
nên mӝt chân cӫDFѫFҩXÿjQKӗi song song, chҷng hҥn khӟp quay (R), khӟp tӏnh
tiӃn (P), khӟSFiFÿăQJ8YjNKӟp cҫu (S). Nhӡ sӵ linh hoҥt trong tҥo ra chuyӇn
ÿӝng cӫD FiF FKkQ Fѫ FҩX ÿjQ Kӗi song song có khҧ QăQJ Wҥo ra sӕ bұc tӵ do
%7'ÿDGҥQJGDRÿӝng tӯ ÿӃQ%7'&ѫ cҩXÿjQKӗi dҥQJVRQJVRQJÿѭӧc
ѭDFKXӝQJKѫQWURQJFiFWKLӃt bӏ FѫNKtFKtQK[iFQKӡ nhӳng thuұn lӧi cӫa kӃt cҩu
song song mang lҥi, chҷng hҥQQKѭÿӝ cӭng cao, chӏXÿѭӧc tҧi trӑng lӟn, khҧ QăQJ
ÿiS ӭQJ ÿӝng lӵc hӑc tӕt, ít bӏ ҧQK Kѭӣng bӣi các nhiӉX ÿӝng Fѫ Kӑc tӯ môi
WUѭӡQJ«9uQKӳQJѭXÿLӇPQrXWUrQFѫFҩXÿjQKӗi dҥQJVRQJVRQJOjÿӕLWѭӧng
nghiên cӭXFKtQKWURQJÿӅ tài này.
HVTH: NGUYӈ19Ă17Ò
GVHD: TS. PHҤM MINH TUҨN
4
&+ѬѪ1*
LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
(a)
(b)
(c)
Hình 1.5&iFF˯F̭XÿjQK͛i song song: a) 3PPR [1], b) 3RPS [4], c) 6UPS [5]
&ѫFҩXÿjQKӗi song song nhiӅu BTD có thӇ ÿѭӧc phân thành hai kiӇu chính
dӵDWUrQÿһFÿLӇm cӫa các chuyӇQÿӝQJÿѭӧc tҥo ra: chuyӇQÿӝng phҷng và chuyӇn
ÿӝQJNK{QJJLDQ&ѫFҩu song song phҷng có thӇ tҥo ra nhӳng chuyӇQÿӝng trong
mһt phҷQJWURQJNKLFѫFҩu song song không gian có thӇ tҥo ra nhӳng chuyӇn
ÿӝng ngoài mһt phҷng. Hình 1.5a minh hӑDFѫFҩXÿjQKӗi song song 3-BTD có
thӇ tҥo ra ba chuyӇQÿӝng trong mһt phҷng bao gӗm hai chuyӇQÿӝng tӏnh tiӃn
theo các trөc X, Y và mӝt chuyӇQÿӝng quay quanh trөF=&ѫFҩu song song này
bao gӗm ba chân. Mӛi chân gӗm 2 khӟp P và mӝt khӟp R ghép nӕi tiӃp nhau
ÿѭӧc gӑi là 3PPR). Hình 1.5b minh hӑa mӝWFѫFҩXÿjQKӗi song song tҥo ra ba
chuyӇQÿӝng ngoài mһt phҷng gӗm hai chuyӇQÿӝng quay quanh các trөc X, Y và
mӝt chuyӇQÿӝng tӏnh tiӃn dӑc theo trөF=&ѫFҩXQj\ÿѭӧc hình thành bӣi cҩu
WU~Fÿӝng hӑc song song 3RPS. Ngoài ra, mӝWFѫFҩXÿjQKӗi song song không
gian vӟi 6-BTD vӟi kiӃn WU~Fÿӝng hӑFVRQJVRQJ836ÿѭӧc minh hӑa trong
Hình 1.5c.
Chuy͋n v͓ kí sinh
Bҩt kǤ chuyӇQÿӝng nào sinh ra bӣi biӃn dҥQJÿjQ KӗLÿӅu kèm theo mӝt
hoһc mӝt vài sӵ dӏch chuyӇn không mong muӕQKD\FzQÿѭӧc gӑi là chuyӇn vӏ
ký sinh. Hình 1.6a mô tҧ thiӃt kӃ cӫa khӟSÿjQKӗi tӏnh tiӃn và Hình 1.6b mô tҧ
khӟp tӏnh tiӃn truyӅn thӕng. Trong khi khӟp truyӅn thӕQJÿѭӧc thiӃt kӃ dành cho
phҥm vi hoҥWÿӝng lӟn thì khӟSÿjQKӗi lҥi chú trӑng vào viӋc tҥo ra các chuyӇn
ÿӝng nhӓ vӟi sӵ ÿӝ FKtQK[iFYjÿӝ lһp lҥi rҩt cao. Tuy nhiên, chuyӇQÿӝng cӫa
HVTH: NGUYӈ19Ă17Ò
GVHD: TS. PHҤM MINH TUҨN
5
&+ѬѪ1*
LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
khӟp hoһc FѫFҩXÿjQKӗi phө thuӝc chһt chӁ vào tính chҩt cӫa sӵ biӃn dҥQJÿjQ
hӗi cӫa kӃt cҩu. Xét khӟSÿjQKӗi tӏnh tiӃn trong Hình 1.6a, chuyӇn vӏ mong muӕn
WKHRSKѭѫQJQJDQJįyÿѭӧc tҥRUDGѭӟi tác dөng ngoҥi lӵF3FQJSKѭѫQJYj
chiӅu. Tuy nhiên, chuyӇQÿӝng sinh ra không hoàn toàn là tӏnh tiӃQWKHRSKѭѫQJ
chiӅu cӫa ngoҥi lӵFQKѭPRQJPXӕn mà còn bӏ ҧQKKѭӣng bӣi mӝt chuyӇn vӏ nhӓ
ȜWKHRSKѭѫQJWKҷQJÿӭQJÿk\FKtQKOjFKX\Ӈn vӏ ký sinh không mong muӕn
ÿѭӧc sinh ra tӯ tính chҩt cӫa biӃn dҥQJÿjQKӗi cӫa kӃt cҩu gӗPWKDQKÿjQKӗi
song song cӫa khӟp.
Hình 1.6: a) KhͣSÿjQK͛i t͓nh ti͇n [1], b) Khͣp d̳n t͓nh ti͇QWK{QJWK˱ͥng
ĈӇ khҳc phөc dӏch chuyӇn kí sinh này, mӝt sӕ FѫFҩXÿjQKӗLÿѭӧc phát triӇn
dӵa trên viӋc tәng hӧp mӝt sӕ Oѭӧng các khӟp nӕLÿjQKӗi tӏnh tiӃn nguyên thӫy
theo hai dҥng ghép là nӕi tiӃSYjVRQJVRQJQKѭÿѭӧc minh hӑa trong Hình 1.7.
(a)
(b)
Hình 1.7D&˯F̭XÿjQK͛i t͓nh ti͇n d̩ng n͙i ti͇p [1],
E&˯F̭XÿjQK͛i t͓nh ti͇n d̩ng song song [1]
HVTH: NGUYӈ19Ă17Ò
GVHD: TS. PHҤM MINH TUҨN
6
- Xem thêm -