Thiết bị điều khiển chủ ngoại cốt cho dạy thao tác robot hai tay

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Bài báo phân tích hạn chế của các phương pháp dạy robot khác (tính toán IK, tay dạy, đẩy trực tiếp, bắt chuyển động thị giác) và chọn giải pháp thiết bị ngoại cốt để đồng bộ điều khiển hai tay. Vấn đề then chốt là mô phỏng chính xác chuyển động vai người — khớp cầu GH dịch chuyển tương đối khi xương bả vai, đòn và thân di động. Cơ cấu vai–khuỷu 6 bậc nối từ khung lưng đến một điểm trên cẳng tay, trục khớp không đi qua tâm GH, gồm các khớp quay và một khớp tịnh tiến song song xương cánh tay với hành trình dài nhưng chiều dài thu gọn ngắn nhờ cơ cấu đối xứng hai phần trượt và dây đai — đảm bảo bao quát dải cử động vai (gập/duỗi 135°/20°, dạng/khép 90°/48°, xoay trong/ngoài 97°/20°) và tránh va chạm thân người. Cơ cấu cổ tay 3 bậc giải quyết bài toán đo sấp/ngửa bằng bạc đạn trụ chéo mỏng và hai encoder tuyệt đối ghép tỉ số khác nhau, cho gọn nhẹ và chính xác.

 

Hệ thống điều khiển CLIK dùng ma trận Jacobian giả nghịch Moore–Penrose, thành phần phản hồi PD trong không gian tác vụ, và nhiệm vụ không gian null tối ưu hóa vị trí khuỷu nhằm tránh va chạm hai tay robot. Nguyên mẫu master 18 bậc (mỗi tay 9 bậc) chế tạo bằng hợp kim nhôm A7075, tấm carbon, gối đỡ bạc đạn trụ chéo, encoder độ phân giải cao; kết nối với PC và robot slave qua RS-232/RS-422. Thử nghiệm xác nhận dải chuyển động đáp ứng đặc tả, độ phân giải đo <0,1 mm trong không gian công tác, và khả năng điều khiển mượt robot hai tay 14 bậc theo quỹ đạo tay người mà tránh được va chạm. Ứng dụng tiềm năng: dạy thao tác công nghiệp, điều khiển từ xa robot cứu hộ, nâng cao tương tác người–máy.