Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng

Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng

Tải bản đầy đủ - 0trang

Thiết kế, chế tạo và mô phỏng robot 5 bậc sử dụng toolbox robotics

matlap

đai khi quá tải.

- Tránh cho các cơ cấu khơng có sự dao động lớn sinh ra do tải

trọng thay đổi nhờ vào tính chất đàn hồi của đai.

- Kết cấu và vận hành đơn giản ( do khơng cần bơi trơn ), giá

thành thấp.

Nhược điểm

Kích thước bộ truyền lớn (kích thước lớn hơn khoảng 5 lần so với bộ truyền

bánh răng, nếu truyền cùng công suất.

Tỷ số truyền khi làm việc thay đổi do hiện tượng trượt đàn hồi của đai và bánh

đai ( ngoại trừ đai răng).

Tải trọng tác động lên trục và ổ lớn ( lớn hơn 23 lần so với bộ truyền bánh răng)

do ta phải căng đai với lực căn ban đầu F0.

Tuổi thọ thấp ( từ 10005000 giờ).

Phạm vi sử dụng: bộ truyền đai được sử dụng khi khoảng cách giữa hai trục

tương đối xa và được sử dụng rộng rãi nhất.

2.1.6 Bộ truyền trục vít

 Sơ lược



Bộ truyền trục vít được kết hợp giữa bộ truyền bánh răng và vít

. Bộ truyền trục vít dùng để truyền chuyển động và cơng suất cho

hai trục chéo nhau . Thơng thường góc giữa hai trục là 90.



27



Thiết kế, chế tạo và mô phỏng robot 5 bậc sử dụng toolbox robotics

matlap



Hình 2.12 Bộ truyền trục vít

 Phân loại



- Theo hình dạng mặt chia của trục vít được chia làm hai loại: trục vít trụ , trục

vít Globoid ( trục vít lõm).

- Theo hình dạng ren được chia làm ba loại:



trục vít Archimede, trục vít



Convolute, trục vít thân khai.

- Theo số mối ren trên trục vít được chia ra làm hai loại: trục vít một mối ren,

trục vít nhiều mối ren.



Hình 2.13 Trục vít lõm

 Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng

-



• Ưu điểm

Tỷ số truyền lớn

28



Thiết kế, chế tạo và mô phỏng robot 5 bậc sử dụng toolbox robotics

matlap

-



Làm việc êm, không ồn

Có khả năng tự hãm và có độ chính xác động học cao.

• Nhược điểm

Hiệu suất thấp

Phạm vi sử dụng: chỉ sử dụng cho phạm vi công suất bé và



trung bình.Vì có khả năng tự hãm nên được sử dụng khá phổ biến

trong các máy nâng.



2.1.7 Động cơ RC Servo.



Hình 2.14 Động cơ RC Servo Futaba S3003.

Động cơ RC Servo gồm có 3 dây và có màu như sau:

Chân GND (màu nâu): Chân cấp mass.

Chân VCC (màu đỏ): Chân cấp nguồn (3.5 V - 8.4 V).

Chân tín hiệu (màu vàng): Chân điều khiển góc của động cơ.

Nguyên lý hoạt động của động cơ RC Servo dựa trên nguyên lý

nhận xung PWM và cho ra góc quay. Tùy từng loại động cơ RC Servo

mà động cơ có thể quay được góc 90º hay 180º hay 360º. Phương

pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM (Pulse Width Modulation) là

29



Thiết kế, chế tạo và mô phỏng robot 5 bậc sử dụng toolbox robotics

matlap

phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải hay nói cách khác là phương

pháp điều chỉnh dựa trên sự thay đổi độ rộng xung vng, dẫn đến

sự thay đổi điện áp ra.

Góc quay của động cơ được xác định bằng độ rộng của xung

PWM cấp đến động cơ. Ứng với tần số có độ rộng xung là 1ms thì

động cơ RC Servo sẽ quay về vị trí cực tiểu ( 0 0), còn với tần số có độ

rộng xung là 2ms thì động cơ RC Servo sẽ quay đến vị trí cực đại ( có

thể la 900 hay 1800 hay 3600 do tuỳ loại động cơ RC Sero). Nếu với

tần số có độ rộng xung dao động trong khoảng 1ms đến 2ms thì

động cơ sẽ quay một góc trong khoảng từ cực tiểu đến cực đại.



Hình 2.15 Thời gian độ rộng xung quy định góc quay của động cơ

RC Servo.

2.1.8 Mạch vi điều khiển Atemega 328.

Mạch vi điều khiển Atmega 328 họ 8bit được tích hợp trên board mạch Arduino

Uno, có nhiệm vụ chứa các chương trình điều khiển đồng thời xử lý, xuất tín hiệu

điều khiển và tương tác với cơ cấu chấp hành trên toàn bộ hệ thống.



30



Thiết kế, chế tạo và mô phỏng robot 5 bậc sử dụng toolbox robotics

matlap



Hình 2.16 Arduino UNO R3

Những chân thường được sử dụng trong Arduino Uno R3:

- GND: Cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO. Khi dùng

các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này

phải được nối với nhau.

- 5V: Cấp điện áp đầu ra 5V. Dòng tối đa cho phép ở chân này là

500mA.

- 3.3V: Cấp điện áp đầu ra 3.3V. Dòng tối đa cho phép ở chân

này là 50mA.

- Vin: để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO được nối với cực

dương của nguồn, cực âm của nguồn được nối với chân GND.

- RESET: Được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ để reset vi điều

khiển.

- Các chân từ A0 → A5 được gọi là chân analog, dùng để cung

cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0 → 2 10-1) đọc giá trị điện áp trong

khoảng 0V → 5V.

- Các chân từ 0 -13 được gọi là chân digital, dùng để đọc hoặc

xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào

và ra tối đa trên mỗi chân là 40mA.

31



Thiết kế, chế tạo và mô phỏng robot 5 bậc sử dụng toolbox robotics

matlap

Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:

- Chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi và nhận dữ liệu TTL

Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2

chân này.

- Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép xuất ra xung

PWM với độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V)

bằng hàm analogWrite().

- Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK).

Ngồi các chức năng thơng thường, 4 chân này còn dùng để truyền

phát dữ liệu bằng giao thức SPI với các thiết bị khác.

- LED 13: Arduino Uno có 1 đèn led màu cam được tích hợp trên

chân số 13. Khi bấm nút Reset, đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Khi

chân này được sử dụng, LED sẽ sáng.

Bảng 2.1:Thông số kĩ thuật Arduino UNO R3

Vi điều khiển



Atmega328 họ 8bit



Điện áp hoạt động



5V – DC (chỉ được cấp qua cổng USB)



Dòng tiêu thụ



30mA



Điện áp vào khuyên dùng



7-12V – DC



Điện áp vào giới hạn



6-20V – DC



Số chân Digital I/O



14 chân (trong đó có 6 chân cung cấp PWM)



Số chân Input Analog



6 (độ phân giải 10bit)



Dòng tối đa trên mỗi chân I/O



30mA



Dòng ra tối đa (5V)



500 mA



Dòng ra tối đa (3.3V)



50 mA



Bộ nhớ flash



32 KB



SRAM



2 KB (ATmega328)



EEPROM



1 KB (ATmega328)



32



Thiết kế, chế tạo và mô phỏng robot 5 bậc sử dụng toolbox robotics

matlap

2.2 Tính tốn thiết kế Robot 5 bậc tự do.

2.2.1 Chọn bộ truyền cho khâu 1 (bàn xoay) và khâu 2.

- Tỷ số truyền chung là:

- Chọn bộ truyền đai răng



Hình 2.17: Bộ truyền đai răng

Bộ truyền đai răng làm việc nhờ vào sự ăn khớp giữa đai và các

răng của bánh đai, làm việc với vận tốc tối đa 80m/s và tỷ số truyền

Umax = 30.

Tỷ số truyền đai răng:



Trong đó : Z1: số răng bánh dẫn

Z2: số răng bánh bị dẫn

Z1 = 20 răng

Z2 = 48 răng



Chọn bộ truyền bánh răng



33



Thiết kế, chế tạo và mô phỏng robot 5 bậc sử dụng toolbox robotics

matlap



Hình 2.18: Bộ truyền bánh răng

Tỷ số truyền bánh răng:



Trong đó : Z2: số răng bánh dẫn

Z3: số răng bánh bị dẫn

Z2 = 18 răng

Z3 = 30 răng



và ta có Z3=Z4=30 (răng) nên tỷ số truyền bằng

Chọn bộ truyền trục vít-bánh vít



34



Thiết kế, chế tạo và mơ phỏng robot 5 bậc sử dụng toolbox robotics

matlap



Hình 2.19 Bộ truyền trục vít-bánh vít

Tỷ số truyền



Trong đó : Z4: số ren trục vít

Z5: số răng bánh vít

Z4 = 1 (ren)

Z5 = 36 răng

Tồng tỷ số truyền là:



2.2.2 Chọn bộ truyền đai răng cho khâu 3

Tỷ số truyền đai răng chung:



Tỷ số truyền đai răng thứ nhất :



Trong đó : Z1: số răng bánh dẫn

Z2: số răng bánh bị dẫn

Z1 = 24 răng

35



Thiết kế, chế tạo và mô phỏng robot 5 bậc sử dụng toolbox robotics

matlap

Z2 = 48 răng

Tỷ số truyền đai răng thứ hai :



Trong đó : Z2: số răng bánh dẫn

Z3: số răng bánh bị dẫn

Z2 = 20 răng

Z3 = 48 răng

Tồng tỷ số truyền là:



2.2.3 Chọn bộ truyền đai răng cho khâu 4

Tỷ số truyền đai răng chung:



Tỷ số truyền đai răng thứ nhất :



Trong đó : Z1: số răng bánh dẫn

Z2: số răng bánh bị dẫn

Z1 = 20 răng

Z2 = 28 răng

Tỷ số truyền đai răng thứ hai :



Trong đó : Z2: số răng bánh dẫn

Z3: số răng bánh bị dẫn

Z2 = 28 răng

Z3 = 48 răng



Tồng tỷ số truyền là:

36



Thiết kế, chế tạo và mô phỏng robot 5 bậc sử dụng toolbox robotics

matlap



37



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×