Phân tích kết cấu khung máy của robot tự cân bằng trên bóng dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
-
Lê Nhất ChínhTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà NẵngVăn Bá Khánh TuânCông ty Cổ phần Kiểm định An toàn và Chất lượng Việt NamPhạm Anh ĐứcTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng
Từ khóa:
Robot cân bằng trên bóng
BBR robot
FEM
Phân tích kết cấu
Tóm tắt
Robot trợ lý là mẫu robot có khả năng tự hành và tương tác, hỗ trợ con người trong nhiều công việc khác nhau. Một mẫu mô hình robot trợ lý thường gặp là robot tự cân bằng trên bóng (BBR) với nhiều điểm nổi trội hơn các mẫu robot trợ lý thông thường. Tuy nhiên, để hệ thống có thể hoạt động ổn định và kết cấu robot dễ đạt được cân bằng trên quả bóng, việc tính toán kết cấu robot cần được thực hiện cẩn thận. Bài báo này trình bày cách tính toán và phân tích kết cấu khung chính của một BBR dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn. Trước tiên, đặc điểm và cấu tạo hình dạng của robot này được giới thiệu. Cấu tạo cơ khí và đặc điểm liên kết của các chi tiết của khung chính được mô tả. Từ đó, mô hình phân tích phần tử hữu hạn của cấu trúc khung chính BBR được thiết lập để đánh giá khả năng làm việc của nó trước khi tiến hành chế tạo sản phẩm thực tế.
Tài liệu tham khảo
-
[1] Skilton, Mark, and Felix Hovsepian, The 4th industrial revolution. Springer Nature, 2018.
[2] Pham, Anh-Duc, and Hyeong-Joon Ahn. "Rigid precision reducers for machining industrial robots", International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 22(8), 2021, pp. 1469-1486.
[3] Thanh, Vo Nhu, et al., “Restaurant Serving Robot with Double Line Sensors Following Approach”, 2019 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA), 2019, pp. 235-239.
[4] Blonk, J. W., Modeling and control of a ball-balancing robot. MS thesis. University of Twente, 2014.
[5] Cao Thanh Bộ, Phạm Trường Hưng, TS. Lê Hoài Nam, Nguyễn Danh Ngọc, “So sánh bộ điều khiển PID với bộ điều khiển LQG Cho Robot cân bằng Trên Quả cầu”, Tạp Chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, Số 7(128), 2018, trang 10-14.
[6] Aphiratsakun, Narong, et al., "Implementation of AU balancing ballbot (AUB3", 2014 International Electrical Engineering Congress (iEECON), 2014, pp. 1-4.
[7] Han, Hew Yeong, Tiong Yih Han, and Hudyjaya Siswoyo Jo, "Development of omnidirectional self-balancing robot", 2014 IEEE International Symposium on Robotics and Manufacturing Automation (ROMA), 2014, pp. 57-62.
[8] Lauwers, Tom B., George A. Kantor, and Ralph L. Hollis., "A dynamically stable single-wheeled mobile robot with inverse mouse-ball drive", Proceedings 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2006. ICRA 2006., 2006, pp. 2884-2889.
[9] Kumagai, Masaaki, and Takaya Ochiai, "Development of a robot balancing on a ball", 2008 International Conference on Control, Automation and Systems, 2008, pp. 433-438.
[10] Fankhauser, Peter, and Corsin Gwerder. Modeling and control of a ballbot. BS thesis. Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, 2010.
[11] Srivatchan, Shreyas. Development of a Balancing Robot as an Indoor Service Agent. Diss. Carnegie Mellon University Pittsburgh, PA, 2020.
[12] Gao, Tianyu, Jun Jin, and Xiao Hao, "A single-ball-driven self-balancing robot controller based on genetic algorithm optimization", Proceedings of the 2nd International Conference on Artificial Intelligence and Advanced Manufacture, 2020, pp. 453–457.
[13] Zhou, Yifan, et al., "Learning ball-balancing robot through deep reinforcement learning", 2021 International Conference on Computer, Control and Robotics (ICCCR), 2021, pp. 1-8.
[14] Phạm Hoàng Giang, Điều khiển Ballbot cân bằng và di chuyển, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh, 2016.
[15] Nguyen, Trieu Khoa, Minh Quang Chau, and Anh-Duc Pham, "Characterization of geometrical parameters of plastic bottle shredder blade utilizing a two-step optimization method", Archive of Mechanical Engineering, 68(3), 2021, pp. 253-269.
[16] Le, N., et al., "System identifications of a 2DOF pendulum controlled by QUBE-servo and its unwanted oscillation factors", Archive of Mechanical Engineering, Vol. 67(4), 2020, pp. 435-450.
[17] Nguyen, Trieu Khoa, Chau Duc, Kiet, Pham, Anh-Duc, “Characterization of an FDM-3D Printed Moldcore in a Thermoforming Process Using Taguchi in Conjunction with Lumped-Capacitance Method”, Arabian Journal for Science and Engineering, DOI:10.1007/s13369-023-07646-7
[18] Dang, P.V., et al., “On the Impact Test Methodology for the Quick Estimation of Natural Frequency of the Mechanical Systems”. Lecture Notes in Mechanical Engineering, 2021, pp. 191-201..
[19] Ahn, Hyeong-Joon, et al. "Impact analysis of tolerance and contact friction on a Rv reducer using fe method", International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, Vol. 22(7), 2021, pp. 1285-1292.
[20] Đặng Phước Vinh, Lê Hoài Nam, “Mô phỏng số một hệ thống máy có các chi tiết quay đơn giản bằng phương pháp phần tử hữu hạn.”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, Vol. 17. No.7, 2019, trang 5-9.
[21] Okereke, Michael, and Simeon Keates, Finite element applications, Springer International Publishing AG,
[22] Đức, Phạm Anh, et al., "Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn đánh giá hoạt động của cảm biến áp suất không khí sử dụng cho vật thể bay cỡ nhỏ", Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, Số 20(3), 2022, trang 35-39.
[23] Le, Hoai Nam, et al., "Behavior analysis of soft pneumatic actuator gripper by using image processing technology", 2020 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA), 2020, pp. 1798-1802.
[24] Budynas, Richard G., and J. Keith Nisbett, Shigley’s mechanical engineering design, McGraw Hill, New York NY 752, 2008.
Xem thêm
Ẩn bớt
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Apr 30, 2023
Download
Cách trích dẫn
Lê Nhất Chính, Văn Bá Khánh Tuân, và Phạm Anh Đức. “Phân tích kết cấu Khung máy của Robot tự cân bằng Trên bóng dựa Trên phương pháp phần tử hữu hạn”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 21, số p.h 4, Tháng Tư 2023, tr 85-90, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/8284.
