Tài liệu Khảo sát tính đẳng tốc và giới hạn chuyển hướng không gian của một số khớp vạn năng bằng phương pháp số: Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông
P.T. Long, L.T.T. Thủy, “Khảo sát tính đẳng tốc khớp vạn năng bằng phương pháp số.” 138
KHẢO SÁT TÍNH ĐẲNG TỐC VÀ GIỚI HẠN CHUYỂN HƯỚNG
KHÔNG GIAN CỦA MỘT SỐ KHỚP VẠN NĂNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ
Phạm Thành Long*, Lê Thị Thu Thủy
Tóm tắt: Bài báo này trình bày một phương pháp số dùng để khảo sát tính đẳng
tốc của các cơ cấu truyền động khớp thấp, có khả năng đổi hướng truyền động
trong không gian. Do chuyển vị của ngõ ra và ngõ vào có liên hệ với vận tốc của
chúng bằng đạo hàm, việc khảo sát vận tốc có thể trên cơ sở khảo sát chuyển vị của
cơ cấu. Do cơ cấu chỉ có một ngõ vào và một ngõ ra nên việc mô phỏng lại tư thế và
trạng thái truyền động giống như khi làm việc có thể đạt được thông qua thiết lập
các điều kiện tìm nghiệm bài toán động học ngược. Với quan điểm đó phương pháp
mà chúng tôi giới thiệu ở đây có thể trả lời chính xác về tính đẳng tốc của các cơ
cấu cũng như biên độ biến thiên vận tốc ngõ ra khi giữ cho ngõ ...
8 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 447 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Khảo sát tính đẳng tốc và giới hạn chuyển hướng không gian của một số khớp vạn năng bằng phương pháp số, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông
P.T. Long, L.T.T. Thủy, “Khảo sát tính đẳng tốc khớp vạn năng bằng phương pháp số.” 138
KHẢO SÁT TÍNH ĐẲNG TỐC VÀ GIỚI HẠN CHUYỂN HƯỚNG
KHÔNG GIAN CỦA MỘT SỐ KHỚP VẠN NĂNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ
Phạm Thành Long*, Lê Thị Thu Thủy
Tóm tắt: Bài báo này trình bày một phương pháp số dùng để khảo sát tính đẳng
tốc của các cơ cấu truyền động khớp thấp, có khả năng đổi hướng truyền động
trong không gian. Do chuyển vị của ngõ ra và ngõ vào có liên hệ với vận tốc của
chúng bằng đạo hàm, việc khảo sát vận tốc có thể trên cơ sở khảo sát chuyển vị của
cơ cấu. Do cơ cấu chỉ có một ngõ vào và một ngõ ra nên việc mô phỏng lại tư thế và
trạng thái truyền động giống như khi làm việc có thể đạt được thông qua thiết lập
các điều kiện tìm nghiệm bài toán động học ngược. Với quan điểm đó phương pháp
mà chúng tôi giới thiệu ở đây có thể trả lời chính xác về tính đẳng tốc của các cơ
cấu cũng như biên độ biến thiên vận tốc ngõ ra khi giữ cho ngõ vào ổn định. Dựa
trên kết quả khảo sát có thể đưa đến kết luận một cơ cấu chuyển hướng không gian
truyền động trục cụ thể nào đó có đáp ứng được chất lượng truyền động đề ra hay
không, cũng như góc truyền động tối đa có thể đáp ứng được của cơ cấu.
Từ khóa: Khớp vạn năng, Tính đẳng tốc, Bài toán động học ngược.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong các công bố có liên quan [5,6,7] việc chứng minh tính đẳng tốc chưa đạt được.
Nhất là ở khía cạnh chỉ ra giới hạn làm việc và tự hãm ứng với các góc truyền động khác
nhau. Các cơ cấu đổi hướng không gian nói chung có thể chia làm hai loại khớp thấp và
khớp cao. Trong đó cơ cấu khớp thấp chiếm hai ưu thế quan trọng so với cơ cấu khớp cao
là [1]:
- Thay đổi được góc hướng ngay trong quá trình truyền động mà không cần thiết kế
lại;
- Có tải trọng lớn hơn cơ cấu khớp cao vì tiếp xúc mặt.
Vì có phạm vi thay đổi hướng lớn nó thích hợp với các truyền động mang tính tự lựa ở
phạm vi rộng (cardan, persian, ball joint, [1,2,3]). Tuy nhiên có một nhược điểm lớn của
kiểu truyền động này không thể không kể đến đó là tính đẳng tốc trên trục ra của cấu trúc
khi trục vào có tốc độ không đổi.
Các hạn chế về phương thức khảo sát động học trước đây trong các tài liệu [2,3,5] chưa
đủ thuyết phục về phản ứng động học thực sự của cơ cấu, cũng như chưa chỉ ra được giới
hạn chuyển hướng giữa hai bán trục. Việc vận dụng một phương pháp số mới với độ chính
xác cao [4] và xem cơ cấu đổi hướng không gian như một robot hụt dẫn động sẽ đem lại
câu trả lời thỏa đáng hơn cho vấn đề này.
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP
2.1 Mô hình hóa truyền động trục
Xét truyền động trục tổng quát trên hình 1, giả sử hướng truyền động từ bán trục n0
sang bán trục n1 thay đổi được trong không gian bằng cách điều chỉnh các bậc tự do quay
quanh tâm truyền động O0 gồm , .
Yêu cầu kỹ thuật đặt ra là với kết cấu tường minh của cơ cấu nói trên, cần chỉ ra đặc
tính vận tốc của n1 khi giữ cho n0 = const. Liên hệ với một cơ cấu robot có chuỗi động học
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 139
hở với cấu trúc gồm toàn khớp thấp, hoàn toàn xác định được một phương trình động học
dựa trên kỹ thuật ma trận truyền:
1
0 1
1
.
n
i
i
i
n A n
(1)
Trong đó: 1
1 2
1
(q ,q ,...,q )
n
i
i n
i
A f
(2)
Với 1 0 1; nq n q n
Các chuyển vị từ q2 đến qn-1 thuộc về các khớp trung gian khác của cơ cấu cụ thể, trong
trường hợp của cơ cấu hụt dẫn động chuyển động cấp vào cấu trúc chỉ từ q1.
Hình 1. Mô tả truyền động trục đổi hướng không gian.
Phương trình dạng tổng quát (1) chưa phản ánh được các hạn chế về truyền động
bao gồm:
- Cấu trúc chỉ có một nguồn dẫn động là n0 (hụt dẫn động);
- Tư thế truyền động cụ thể xác định bởi các tham số chỉ hướng bán trục n1.
Gọi (3) là phương trình khai triển của (1):
( )
11 13 14
23 24
33 34
1 1
i
x x x
y y
z z
n a p a a a
a p a a
a p a a
(3)
Để mô tả đường tâm của bán trục n1 đang được giữ ổn định trong một tình huống
truyền động, cần giữ O0 và hai góc hướng ( , ) của nó không đổi bằng cách gán vào ma
trận tọa độ thực các giá trị tương ứng, cụ thể là:
0 (p ,p ,p )
T
x y zO và 13 23 33(a ,a ,a ) f( , )
T (4)
Trong (3), a11 = cos (x0x6) là cosine chỉ hướng của x0 so với xn cho giá trị này biến thiên
từ -1 đến 1 để mô phỏng chuyển động quay của trục zn xung quanh chính nó giống như cơ
cấu đang làm việc. Đại lượng z6/x0y0z0 = (cos (z0x6), cos (z0y6), cos (z0z6))
T = (a13, a23, a33)
T
là cosine chỉ hướng của zn trong hệ quy chiếu x0y0z0. Để kiến tạo các tư thế truyền động
khác nhau chỉ cần thay đổi các giá trị ( , ) trong khi giữ nguyên điểm O0.
2.2 Khảo sát tính đẳng tốc truyền động trục
Với mô hình toán như trên để xác định quan hệ động học giữa n0 và n1 nhận thấy nếu
cho trước n0 vẫn còn thiếu một tập hợp (n-2) tọa độ suy rộng nữa gồm (q2,q3,..,qn-1) mới đủ
điều kiện xác định được n1 bằng cách giải bài toán động học thuận. Tập hợp (q2,q3,..,qn-1)
không thể xác định được nếu chỉ biết (4).
Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông
P.T. Long, L.T.T. Thủy, “Khảo sát tính đẳng tốc khớp vạn năng bằng phương pháp số.” 140
Đảo lại, do bài toán ngược có nghiệm duy nhất nên nếu cho trước chuỗi biến thiên của
n1 (tượng trưng bởi chuỗi a11 trong (3)) thì hoàn toàn xác định được chuỗi tương ứng của
q1 (hay n0). Trên cơ sở đó đủ điều kiện kết luận tương quan của chúng, tức là tính đẳng tốc
của cơ cấu.
Do đặc điểm của hàm lượng giác: - 1 ≤ a11 ≤ 1 (5)
Để mô tả trục ra đã biến động một lượng
2
xn
n
với n là số phần chia [-1;1], cập
nhật lại mô hình bài toán ở (3) để có bài toán ngược cho điểm khảo sát thứ i+1:
( 1)
11 13 14
23 24
33 34
1 1
i
x x x x
y y
z z
n a p a n a a
a p a a
a p a a
(6)
Gọi qi+1 = (q1, q2,...,qn)
(i+1) là nghiệm của phương trình (6) nói trên, lượng di chuyển góc
của đầu vào và đầu ra trong chuyển động mô tả bởi vế phải của (6) được đánh giá như sau:
( ) ( 1) ( )
1 1 1
( ) ( 1) ( )
i i i
i i i
n n n
q q q
q q q
(7)
Quét i = 1 ÷ n để theo dõi sự biến thiên của hai đại lượng này để kết luận về sự đồng
tốc giữa trục ra và trục vào. Sử dụng biểu thức dẫn xuất trên cơ sở đạo hàm hai vế của (7):
( ) ( 1) ( )
1 1 1
( ) ( 1) ( )
i i i
i i i
n n n
(8)
So sánh ( ) ( )
1 &
i i
n để kết luận đồng tốc.
2.3 Khảo sát giới hạn chuyển hướng của truyền động trục
Tư thế truyền động thuận lợi nhất giữa hai bán trục là khi chúng thẳng hàng [6,7]
nhưng khi góc truyền động nhỏ hơn 1800 hiệu suất sẽ giảm dần. Do giới hạn chuyển động
của các khớp thành phần việc truyền động sẽ không thực hiện được tại một giới hạn nào
đấy. Trong mục này có nhiệm vụ xác định giới hạn đó về mặt động học.
Có thể nhận thấy với (6) bài toán động học tương đương:
11
13
23
33
14
24
34
x x
x
y
z
x
y
z
n a n
a a
a a
a a
p a
p a
p a
(9)
Theo [4] mô hình động học ngược có kể đến giới hạn của các khớp thành phần sẽ có
dạng:
min max
min
1 (n 1)
i i i
L
i
q q q
(10)
Trong đó: 2 211 34(n a ) .... (p a )x nx zL (11)
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 141
qimin, qimax là giới hạn cơ học của các khớp thành phần thứ i tạo nên tổ hợp chuyển hướng
không gian, các giới hạn này luôn xác định được theo thiết kế. Với mô hình (10) việc đưa
các ràng buộc động học vào bài toán thành công sẽ dẫn đến tính toán được chính xác các
giới hạn chuyển hướng của cơ cấu bằng cách cho các góc ( , ) biến thiên đầy đủ. Giải lặp
lại các mô hình (10) để xác định các vị trí mà tại đó bài toán ngược không có nghiệm nữa đó
chính là các giới hạn chuyển hướng cuối cùng nằm ở lân cận mà (10) còn có nghiệm.
III. MINH HỌA MỘT SỐ CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG TRỤC
3.1 Tính đẳng tốc của một số cơ cấu
3.1.1 Cơ cấu Hooke’s joint
x1
Z0
Z1
Z2
Z3
Z4
O0O1O2O3O4
x2x3
x0
x4
Hình 2: Cơ cấu Hooke và sơ đồ động của cơ cấu.
Bảng thông số D-H cơ cấu hooke.
Khớp Rot(z,qi) Tran(z,di) Trans(x,ai) Rot(x,i)
1 q1 0 0 π/2
2 q2 0 0 π/2
3 q3 0 0 -π/2
4 q4 0 0 0
Bảng quan hệ chuyển vị ngõ vào (∆q1) ngõ ra (∆q4) của cơ cấu ở các vị trí khảo sát.
a11 q1 q2 q3 q4 Target ∆q1 ∆q4 ∆q4 - ∆q1
-1 -1,5736 1,309 1,57153 3,15302 1,4E-09
-0,9 -1,3601 1,31453 1,51663 3,38887 1,1E-12 0,21355 0,23585 0,02231
-0,8 -1,2671 1,32047 1,49332 3,49114 1,7E-12 0,09298 0,10227 0,00929
-0,7 -1,1937 1,32664 1,47535 3,57161 2,1E-12 0,0734 0,08046 0,00707
-0,6 -1,13 1,33305 1,46013 3,64128 2,1E-12 0,06374 0,06967 0,00594
-0,5 -1,072 1,3397 1,44667 3,70442 1,8E-12 0,05795 0,06314 0,00519
-0,4 -1,0178 1,34661 1,43444 3,76327 1,7E-12 0,05418 0,05885 0,00466
-0,3 -0,9662 1,35382 1,42314 3,81919 2,7E-12 0,05165 0,05592 0,00427
-0,2 -0,9162 1,36135 1,41256 3,87311 2,2E-12 0,04996 0,05393 0,00397
-0,1 -0,8673 1,36924 1,40258 3,92576 1,9E-12 0,04893 0,05265 0,00372
0 -0,8188 1,37754 1,39307 3,97771 1,8E-12 0,04844 0,05195 0,00352
0,1 -0,7704 1,38631 1,38398 4,0295 1,3E-12 0,04844 0,05179 0,00335
0,2 -0,7215 1,39563 1,37522 4,08166 1,1E-12 0,04893 0,05216 0,00322
0,3 -0,6715 1,4056 1,36676 4,13475 1,4E-12 0,04997 0,05309 0,00312
0,4 -0,6199 1,41638 1,35854 4,18946 8,4E-13 0,05165 0,05471 0,00306
0,5 -0,5657 1,42815 1,35052 4,24667 9,8E-13 0,05419 0,05721 0,00302
0,6 -0,5077 1,44125 1,34265 4,30767 1,8E-12 0,05796 0,061 0,00304
Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông
P.T. Long, L.T.T. Thủy, “Khảo sát tính đẳng tốc khớp vạn năng bằng phương pháp số.” 142
0,7 -0,444 1,45621 1,33489 4,37454 1,9E-12 0,06375 0,06687 0,00312
0,8 -0,3706 1,47407 1,32714 4,45129 1,1E-12 0,07341 0,07675 0,00334
0,9 -0,2776 1,49751 1,31924 4,54818 9,1E-13 0,093 0,09689 0,00389
1 -0,064 1,55364 1,30956 4,77002 1,7E-09 0,21352 0,22184 0,00832
Đồ thị quan hệ chuyển vị ngõ vào và ngõ ra của cơ cấu.
3.1.2 Cơ cấu Persian joint
Hình 3. Cơ cấu Persian và sơ đồ động của cơ cấu.
Joint R(zα) T(zd) T(xa) R(xβ)
1 α1 0 0 -90°
2 α2 0 0 -90°
3 α3 d 0 30°
4 α4 -d 0 -90°
5 α5 0 0 90°
6 α6 0 0 0°
Đồ thị quan hệ chuyển vị ngõ vào, ngõ ra của cơ cấu.
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 143
Bảng quan hệ chuyển vị ngõ vào q1 và ngõ ra q6 của cơ cấu.
a11 q1 q2 q3 q4 q5 q6 Target
-1 4.990189 1.832581 1.5708 -0.38019 4.71 -5.20575 0.475459
-0.9 4.996701 1.832582 1.5708 -0.32201 4.71 -5.27027 0.377409
-0.8 4.999083 1.832584 1.5708 -0.26354 4.71 -5.34378 0.291061
-0.7 4.996134 1.832585 1.5708 -0.20589 4.71 -5.42735 0.21617
-0.6 4.986463 1.832587 1.5708 -0.15076 4.71 -5.52136 0.152545
-0.5 4.968594 1.832589 1.570799 -0.10069 4.71 -5.62394 0.100058
-0.4 4.941477 1.832591 1.570799 -0.05907 4.71 -5.72887 0.058655
-0.3 4.905464 1.832593 1.570798 -0.0287 4.71 -5.82606 0.028348
-0.2 4.862586 1.832595 1.570797 -0.00987 4.71 -5.9072 0.009176
-0.1 4.815381 1.832596 1.570797 -0.00044 4.71 -5.97038 0.001167
0 5.535249 1.832596 1.570796 0.22891 4.009719 -6.66084 0.000905
0.1 6.420833 1.832596 1.570796 1.75328 3.407608 -7.50421 0.000905
0.2 7.11152 1.832597 1.570797 2.855973 3.891277 -6.51506 0.002309
0.3 7.137167 1.832599 1.570797 2.852514 3.865968 -6.52201 0.013073
0.4 7.162709 1.832602 1.570797 2.84823 3.840925 -6.52974 0.034541
0.5 7.188099 1.832604 1.570798 2.843056 3.816196 -6.5383 0.066861
0.6 7.213287 1.832605 1.570798 2.836926 3.791835 -6.54774 0.110215
0.7 7.238218 1.832607 1.570799 2.829773 3.767897 -6.55813 0.164822
0.8 7.262836 1.832608 1.570799 2.82153 3.744445 -6.56952 0.23093
0.9 7.287076 1.832609 1.570799 2.812137 3.721544 -6.58195 0.308853
1 7.310875 1.83261 1.5708 2.801539 3.699261 -6.59548 0.398885
3.2 Giới hạn góc truyền động của cơ cấu persian joint
Gọi z5/x0y0z0 = (cos (z5x0), cos (z5y0), cos (z5z0))
T = (a13, a23, a33)
T là cosine chỉ hướng
của z5 trong hệ quy chiếu x0y0z0 như mô tả trên hình 3. Với chú ý rằng
2 2 2
13 23 33 1a a a ;
Hình 7. Lược đồ khảo sát giới hạn chuyển hướng giữa hai bán trục
trong cơ cấu persian joint.
Theo hình 1 và hình 3 có 0
13 90a như vậy khi ấn định hai trong ba giá trị của
cosin chỉ hướng dựa vào ràng buộc trực giao nói trên tính được giá trị còn lại để đưa vào
phương trình (6).
Trong ví dụ này lấy
5 (0,0,66.37274)
TO , chọn tư thế khảo sát mô tả bởi hướng trục z5 là
0 0 0
5z (cos(15 ),cos(85 ),cos(90 )) (0.966,0.0871,0)
T , các điều kiện về chuyển vị của khớp
thành phần giả định là:
2 3 4 5
3 3
, , ,
2 2
q q q q
.
Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông
P.T. Long, L.T.T. Thủy, “Khảo sát tính đẳng tốc khớp vạn năng bằng phương pháp số.” 144
Bảng 1. Bảng DH của cơ cấu persian.
Joint R(zα) T(zd) T(xa) R(xβ)
1 α1 0 0 -90°
2 α2 0 0 -90°
3 α3 d 0 30°
4 α4 -d 0 -90°
5 α5 0 0 90°
6 α6 0 0 0°
Trong phương trình (6) lấy a11 bắt đầu từ -1 và n = 20 (hay 0.1 ) để khảo sát khả
năng quay toàn vòng của cơ cấu ở tư thế này. Kết quả khảo sát thể hiện trong bảng:
a11 q1 q2 q3 q4 q5 q6 Target Đáp ứng
-1 4.990189 1.832581 1.5708 -0.38019 4.71 -5.20575 0.475459 -
-0.9 4.996701 1.832582 1.5708 -0.32201 4.71 -5.27027 0.377409 -
-0.8 4.999083 1.832584 1.5708 -0.26354 4.71 -5.34378 0.291061 -
-0.7 4.996134 1.832585 1.5708 -0.20589 4.71 -5.42735 0.21617 -
-0.6 4.986463 1.832587 1.5708 -0.15076 4.71 -5.52136 0.152545 -
-0.5 4.968594 1.832589 1.570799 -0.10069 4.71 -5.62394 0.100058 -
-0.4 4.941477 1.832591 1.570799 -0.05907 4.71 -5.72887 0.058655 +
-0.3 4.905464 1.832593 1.570798 -0.0287 4.71 -5.82606 0.028348 +
-0.2 4.862586 1.832595 1.570797 -0.00987 4.71 -5.9072 0.009176 ++
-0.1 4.815381 1.832596 1.570797 -0.00044 4.71 -5.97038 0.001167 ++
0 5.535249 1.832596 1.570796 0.22891 4.009719 -6.66084 0.000905 ++
0.1 6.420833 1.832596 1.570796 1.75328 3.407608 -7.50421 0.000905 ++
0.2 7.11152 1.832597 1.570797 2.855973 3.891277 -6.51506 0.002309 ++
0.3 7.137167 1.832599 1.570797 2.852514 3.865968 -6.52201 0.013073 +
0.4 7.162709 1.832602 1.570797 2.84823 3.840925 -6.52974 0.034541 +
0.5 7.188099 1.832604 1.570798 2.843056 3.816196 -6.5383 0.066861 +
0.6 7.213287 1.832605 1.570798 2.836926 3.791835 -6.54774 0.110215 -
0.7 7.238218 1.832607 1.570799 2.829773 3.767897 -6.55813 0.164822 -
0.8 7.262836 1.832608 1.570799 2.82153 3.744445 -6.56952 0.23093 -
0.9 7.287076 1.832609 1.570799 2.812137 3.721544 -6.58195 0.308853 -
1 7.310875 1.83261 1.5708 2.801539 3.699261 -6.59548 0.398885 -
Chú thích: ++ truyền động tốt, + nặng; - kẹt
Nhận thấy rằng chuyển động thuận lợi nhất trong khoảng
11 ( 0.2;0.2)a vì hàm mục
tiêu trong đoạn này đáp ứng tốt nhất, ngoài khoảng đó ra cấu trúc chuyển động kẹt dần do
bị cản trở của các khớp trung gian do chúng thiếu giới hạn cơ học.
IV. KẾT LUẬN
Khảo sát động học các cơ cấu đặc biệt cần có phương pháp đặc biệt, cơ cấu hụt dẫn
động như giới thiệu trong bài này được ứng dụng nhiều trong các truyền dẫn tự lựa. Thực
tế cho thấy các robot dư dẫn động cũng có thể khảo sát bằng phương pháp và công cụ như
trong bài báo này.
Phương pháp mà chúng tôi để xuất có thể thích hợp với nhiều cơ cấu khác nhau và
không chỉ khảo sát được tính đẳng tốc, nó còn chỉ ra được các giới hạn về góc truyền động
giữa hai bán trục chủ động và bị động, đây là một ưu thế mà phương pháp khác không
thực hiện được.
Do cơ cấu thiếu dẫn động nên không có biện pháp nào để điều chỉnh tốc độ ngõ ra ổn
định nếu giữ vận tốc ngõ vào là không đổi. Dựa trên kết quả khảo sát động học có thể nhận
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 145
biết biên độ thay đổi tốc độ của cơ cấu, giới hạn chuyển hướng không gian, việc có thể
ứng dụng được một cơ cấu cụ thể nào đó hay không cần dựa trên cơ sở này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Seherr-Thoss, H. Chr., Schmelz, F., and Aucktor, E., “Universal Joints and
Driveshafts”. Germany: Springer, 2006.
[2]. Yaghoubi, M., Mohtasebi, S. S., Jafary, A., and Khaleghi, H.,“Design, Manufacture
and Evaluation of a New and Simple Mechanism for Transmission of Power between
Intersecting Shafts up to 135 Degrees (Persian Joint).” Mechanism and Machine
Theory 46, 2011, 861-7.
[3]. Yaghoubi, M., Mohtasebi, S. S., and Jafary, A., “Static and Dynamic Simulation of a
New High Deflection Constant-Velocity U-joint (Persian Joint).” Report and Opinion
2, 2010, 41-5.
[4]. Long, Pham Thanh., “A New Method to Solve the Reverse Kinematic Robot
Problem.” Presented at the International Symposium on Technology for
Sustainability, Bangkok, Thailand, 2012.
[5]. Nguyen, Hoang., Vi Hoang., Lien, Vu Thi., and Long, Tran The., “Kinematic
Analysis of Persian Joint Using 3D Rotation Matrix.” Journal of Environmental
Science and Engineering A 2: 770-12, ISSN 2162-5298, 2013.
[6]. Rzeppa, “Universal Joint has 40 Deg. Maximum Angularity”. Automotive Industries,
vol 63, No. 3, 1930, p. 83/84.
[7]. Shapiro, J., “Universal Joints”, in: The Engineers’ Digest, Survey No. 6, 1958
ABSTRACT
INVESTIGATING THE CONSTANT-VELOCITY AND THE LIMIT OF CHANGING
THE DIRECTION OF TRANSMISSION IN SPACE OF SOME UNIVERSAL JOINTS
BY NUMERICAL METHOD
A numerical method used to investigate the constant-velocity of low pair joints,
capable of changing the direction of transmission in space is presented in this paper.
Since displacement of input and output shafts has a relationship with velocity by the
derivative, investigating the velocity based on the investigating the displacement of
the mechanism. Because the mechanism only has an input and an output, simulating
the transmission position and the transmission status like its working can be achieved
through establishing conditions for searching the root of the reverse kinematic
problem. With that viewpoint, the method presented here can answer exactly about
the constant-velocity of mechanisms as well as the variable amplitude of the output
velocity as the input velocity is kept stable. Based on the investigating results can lead
to the conclusion that some detail mechanism with the transmission changing the
direction of transmission in space meets the proposed transmission quality or not, and
the maximum transmission angle of the mechanism can meet.
Keywords: Univeral joint, Constant-velocity, Reverse kinematic problem.
Nhận bài ngày 12 tháng 04 năm 2016
Hoàn thiện ngày 23 tháng 06 năm 2016
Chấp nhận đăng ngày 04 tháng 07 năm 2016
Địa chỉ: Bộ môn Cơ điện tử, Khoa Điện tử - ĐH KTCN, ĐH Thái Nguyên.
* Email: kalongkc@gmail.com ; SĐT: 0947.169.291.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 17_copy_1992_2150228.pdf