Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển của tự động hóa và công nghiệp chế tạo, các hệ thống robot công nghiệp đóng vai trò hỗ trợ con người thực hiện các tác vụ lặp đi lặp lại, nguy hiểm hoặc đòi hỏi độ chính xác cao. Phần lớn robot công nghiệp truyền thống sử dụng cấu trúc nối tiếp (cánh tay cơ khí với các khâu động học vòng hở). Mặc dù cấu trúc nối tiếp có vùng làm việc rộng và khả năng chuyển động linh hoạt, dạng cơ cấu này tồn tại nhược điểm cố hữu: các khớp nối cồng kềnh, khối lượng động lớn, khả năng nâng tải thấp và dễ xuất hiện rung lắc khi chuyển động ở vận tốc cao, làm suy giảm độ cứng vững và độ chính xác định vị.

Nhằm khắc phục những hạn chế của robot nối tiếp, robot song song (parallel robot) được nghiên cứu và ứng dụng nhờ cấu trúc vòng kín, trong đó khâu tác động cuối (end-effector) được liên kết với bệ cố định bằng ít nhất hai chuỗi động học độc lập. Robot song song sở hữu các ưu điểm: độ cứng vững cơ khí cao, khả năng chịu tải tốt, gia tốc lớn và khối lượng quán tính chuyển động thấp. Tại Việt Nam, nghiên cứu về cơ cấu song song từng bước được triển khai từ năm 2007 (điển hình như mô hình robot song song 6 chân Hexapod PR6-01 của Phòng Cơ điện tử – Viện Cơ học, cùng các nghiên cứu tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Trường Đại học Bách khoa TP.HCM, Viện Công nghệ Thông tin). Để tiếp tục hoàn thiện giải pháp thiết kế, tối ưu hóa và chế tạo mô hình thực nghiệm, đề tài "Thiết kế, thi công và điều khiển mô hình Five – bar parallel robot linh hoạt sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau" đã được thực hiện.

Mục tiêu tổng quát của đề tài là tính toán, thiết kế hệ thống cơ khí, mô hình hóa toán học, mô phỏng không gian làm việc, thi công mô hình vật lý và lập trình điều khiển hoàn chỉnh robot song song 5 thanh (2 bậc tự do).

Nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm bốn nội dung:

  1. Tính toán động học thuận, động học nghịch, động lực học, xác định và mô phỏng vùng làm việc cũng như các vùng kỳ dị của robot.
  2. Thiết kế mô hình cơ khí và hệ thống điều khiển điện tử cho robot song song 5 thanh.
  3. Chế tạo và thi công mô hình phần cứng robot song song 5 thanh hoàn chỉnh.
  4. Lập trình thuật toán điều khiển quỹ đạo và xây dựng giao diện điều khiển, hiển thị hoạt động của robot.

Đối tượng nghiên cứu là cơ cấu robot song song phẳng 5 thanh (Five-bar parallel robot). Phạm vi đề tài tập trung vào việc mô hình hóa không gian 2D, tối ưu hóa kích thước hình học các thanh, quy hoạch quỹ đạo chuyển động điểm – điểm và chuyển động liên tục, đồng thời kiểm nghiệm thực nghiệm hoạt động của robot trên các quỹ đạo hình học xác định tại phòng thí nghiệm Bộ môn Cơ điện tử, Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (thực hiện trong giai đoạn 2017–2021).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dụng các nguyên lý cơ sở trong cơ học robot, lý thuyết điều khiển tự động và kỹ thuật truyền thông vi điều khiển:

1. Khung lý thuyết và mô hình toán học

  • Giao thức truyền thông SPI (Serial Peripheral Interface): Chuẩn giao tiếp nối tiếp đồng bộ 4 dây hoạt động theo kiến trúc Master – Slave ở chế độ song công (Full Duplex), gồm các tín hiệu: SCK (Serial Clock), MISO (Master Input Slave Output), MOSI (Master Output Slave Input) và SS (Slave Select), sử dụng thanh ghi dịch 8-bit để đồng bộ dữ liệu giữa bộ xử lý trung tâm và vi điều khiển điều khiển động cơ.
  • Mô hình động học:
    • Động học thuận (Forward Kinematics): Xác định tọa độ điểm cuối $E(x_E, y_E)$ dựa trên giá trị góc quay của các khớp chủ động $\alpha_1, \alpha_2$ và chiều dài các khâu $l_0, l_1, l_2$.
    • Động học nghịch (Inverse Kinematics): Giải bài toán ngược để tìm góc quay khớp chủ động $\alpha_1, \alpha_2$ từ tọa độ điểm tác tác $E(x_E, y_E)$ thông qua hệ thức lượng trong tam giác và định lý hàm số Cosin.
  • Lý thuyết điểm kỳ dị và phân tích không gian làm việc:
    • Kỳ dị loại 1 (Kỳ dị nối tiếp): Xuất hiện tại biên không gian làm việc khi các cánh tay vươn tới giới hạn vật lý, làm mất một hoặc nhiều bậc tự do của khâu tác động cuối.
    • Kỳ dị loại 2 (Kỳ dị song song): Xuất hiện bên trong không gian làm việc khi các khâu bị xếp chồng hoặc thẳng hàng ($A_1, P_1, E$ hoặc $A_2, P_2, E$), khiến robot mất độ cứng vững, khâu tác động cuối tự do chuyển động cục bộ dù động cơ bị khóa, chia không gian làm việc thành các phân vùng hoạt động (Mode ++, Mode +-, Mode -+, Mode -- phụ thuộc góc $\gamma = \arcsin(d/(l_1+l_2))$).
  • Quy hoạch quỹ đạo chuyển động:
    • Quy hoạch quỹ đạo điểm – điểm sử dụng đa thức bậc 3 (ràng buộc vận tốc đầu – cuối bằng 0) và đa thức bậc 5 (ràng buộc vận tốc và gia tốc đầu – cuối bằng 0).
    • Quy hoạch quỹ đạo trơn theo phương pháp nội suy Spline bậc ba (SCA - Spline Cubic Approximation) giải bài toán tối ưu hóa thời gian di chuyển cực tiểu dựa trên hàm mục tiêu có trọng số $u$ ($0 \le u \le 1$), kết hợp chuẩn hóa mô-men xoắn cực đại $\tau_{\max}$, vận tốc cực đại $\dot{q}{\max}$ và gia tốc cực đại $\ddot{q}{\max}$.

2. Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp giải tích và hình học: Thiết lập hệ phương trình vector vòng kín để giải bài toán vị trí, vận tốc và xác định tọa độ vùng kỳ dị.
  • Phương pháp tối ưu hóa kích thước: So sánh tỷ lệ chiều dài các thanh khâu để cực đại hóa không gian làm việc thực tế và loại trừ va chạm cơ học.
  • Phương pháp mô phỏng số: Ứng dụng phần mềm MATLAB để mô phỏng động học, vẽ không gian làm việc và kiểm chứng biên dạng quỹ đạo bậc 3, bậc 5.
  • Phương pháp thực nghiệm: Thi công mô hình vật lý, kết nối hệ thống vi xử lý phân tán và đo đạc dạng sóng xung điều khiển xuất ra driver động cơ bước trên các quỹ đạo hình học tiêu chuẩn.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

1. Thiết kế cơ khí và tính toán chọn động cơ

Để tối ưu hóa không gian thao tác và hạn chế nhiễu cơ học, các kích thước hình học của robot được xác định như sau:

  • Chiều dài thanh chủ động: $l_1 = 100\text{ mm}$ ($10\text{ cm}$).
  • Chiều dài thanh bị động: $l_2 = 100\text{ mm}$ ($10\text{ cm}$).
  • Khoảng cách giữa hai tâm trục động cơ: $d = 140\text{ mm}$ ($14\text{ cm}$) — thỏa mãn điều kiện hình học $d > 137\text{ mm}$ để các khớp quay không va chạm khi hoạt động.
Khâu thành phần Khối lượng gánh tải một nhánh ($g$) Chiều dài ($cm$) Mô-men xoắn tính toán ($N\cdot m$)
Nhánh A (Link1_a, Link2_a, 1/2 EP) $m_{Link1_a} = 276{,}51$
$m_{Link2_a} = 265{,}52$
$m_{EP/2} = 60{,}49$
Tổng: $M_A = 602{,}52$		 $L_A = 20$ $M_1 = 0{,}60252 \times 0{,}2 \times 9{,}81 \approx 1{,}182$
Nhánh B (Link1_b, Link2_b, 1/2 EP) $m_{Link1_b} = 365{,}84$
$m_{Link2_b} = 276{,}78$
$m_{EP/2} = 60{,}49$
Tổng: $M_B = 703{,}11$		 $L_B = 20$ $M_2 = 0{,}70311 \times 0{,}2 \times 9{,}81 \approx 1{,}379$

Dựa trên yêu cầu mô-men xoắn tính toán lớn nhất ($M_2 \approx 1{,}379\text{ N}\cdot\text{m}$) và hệ số an toàn bằng 2, hệ thống lựa chọn động cơ bước có mô-men xoắn giữ lớn hơn $3\text{ N}\cdot\text{m}$.

  [ Khâu nền cố định: d = 140 mm ]
   Motor 1 (A1)          Motor 2 (A2)
        \                      /
   Link 1a (100mm)        Link 1b (100mm)
          \                  /
        Khớp P1            Khớp P2
            \              /
        Link 2a          Link 2b
         (100mm)        (100mm)
              \          /
             Khâu cuối: E(xE, yE)

2. Thiết kế phần cứng điện tử và truyền động

Hệ thống điều khiển phân tầng được cấu hình bằng các module phần cứng:

  • Bộ xử lý trung tâm: Máy tính nhúng Raspberry Pi 4 đảm nhiệm tính toán thuật toán cao cấp, quy hoạch quỹ đạo và chạy giao diện người dùng (GUI).
  • Bộ điều khiển cấp thấp: Bo mạch vi điều khiển Arduino Uno R3 nhận lệnh từ Raspberry Pi 4 qua giao thức SPI để phát xung điều khiển thời gian thực.
  • Driver điều khiển động cơ: 02 bộ điều khiển động cơ bước kỹ thuật số Leadshine DMA860H.
  • Cơ cấu chấp hành và nguồn phụ trợ:
    • Van điện từ khí nén AIRTAC 3V110-06 điều khiển giác hút/kẹp khí nén tại khâu cuối.
    • Module Relay 8 kênh 12V cách ly quang.
    • Mạch nguồn hạ áp DC-DC từ 48V xuống 12V 5A cấp nguồn phụ trợ.
    • Nút nhấn giữ LA38-11BN và nút dừng khẩn cấp LA38-11ZS (1NO 1NC).
    • Tủ điện điều khiển hoàn chỉnh tích hợp bảo vệ.

3. Thiết kế giải thuật điều khiển

Quy trình điều khiển hệ thống gồm các chế độ vận hành:

  • Chế độ thiết lập vị trí ban đầu (Set Home): Đưa hai động cơ về vị trí gốc định trước ứng với góc $\theta_1 = 104^\circ$ và $\theta_2 = 76^\circ$. Tỷ số chuyển đổi góc – bước là $25600 / 360$ xung/độ. Thuật toán so sánh góc hiện tại với góc mục tiêu để xác định số xung $n$ và trạng thái chân đổi chiều DIR.
  • Chế độ quỹ đạo cho trước (Task 2): Điều khiển khâu tác động cuối chuyển động tuần tự theo 4 biên dạng: đường thẳng, hình tam giác, hình chữ nhật và hình tròn.
  • Chế độ quỹ đạo bất kỳ (Task 3): Nhận tọa độ điểm từ giao diện, giải động học nghịch và di chuyển tránh các điểm suy biến trên ma trận không gian Descartes $5\times 5\text{ mm}$.
  • Chế độ giám sát (Task 4): Cập nhật tọa độ, thông số vận hành và vẽ đường đi thực tế lên màn hình GUI.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 phân tích tổng quan lịch sử phát triển của cơ cấu robot công nghiệp, chỉ ra sự khác biệt giữa tay máy nối tiếp vòng hở và tay máy song song vòng kín. Tác giả nêu bật bối cảnh nghiên cứu cơ cấu song song tại Việt Nam từ năm 2007 (như robot PR6-01 của Viện Cơ học), từ đó xác lập tính cấp thiết của đề tài. Mục tiêu, giới hạn kỹ thuật và bố cục đồ án gồm 6 chương cũng được quy định chi tiết tại chương này.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày toàn diện các công thức giải tích phục vụ tính toán robot song song 5 thanh:

  • Cơ chế truyền dữ liệu song công của chuẩn SPI với các tín hiệu SCK, MISO, MOSI, SS.
  • Thiết lập hệ phương trình hình học cho bài toán động học thuận và động học nghịch:

$$\begin{aligned} x_{p1} &= l_1 \cos\alpha_1 - l_0 \ y_{p1} &= l_1 \sin\alpha_1 \ x_E &= l_2 \cos\theta_{p1} + x_{p1} \end{aligned}$$

  • Phân loại chi tiết điểm kỳ dị loại 1 (biên) và loại 2 (trong vùng làm việc khi $A_1 \equiv A_2$ hoặc các thanh thẳng hàng), thiết lập điều kiện ràng buộc góc $\gamma = \arcsin(d/(l_1+l_2))$ để phân chia 4 chế độ vận hành (Mode ++, +-, -+, --).
  • Xây dựng giải thuật quy hoạch quỹ đạo điểm – điểm bậc 3, bậc 5 trên MATLAB và phương pháp nội suy Spline bậc ba (SCA) kết hợp chuẩn hóa hàm mục tiêu năng lượng – thời gian $F(T)$ có xét ràng buộc $\tau_{\max}, \dot{q}{\max}, \ddot{q}{\max}$.

Chương 3: Thiết kế

Chương 3 đi sâu vào tính toán kỹ thuật và sơ đồ nguyên lý:

  • Tính toán tải trọng cơ học tĩnh và động cho từng nhánh liên kết ($M_A = 602{,}52\text{ g}$, $M_B = 703{,}11\text{ g}$), từ đó xác định mô-men xoắn yêu cầu cho Motor 1 ($1{,}182\text{ N}\cdot\text{m}$) và Motor 2 ($1{,}379\text{ N}\cdot\text{m}$) và chọn động cơ bước có mô-men $> 3\text{ N}\cdot\text{m}$.
  • Bản vẽ kết cấu cơ khí các thanh chủ động, thanh bị động và khung bệ đỡ robot.
  • Thiết kế sơ đồ đấu dây hệ thống điều khiển phần cứng giữa Raspberry Pi 4, Arduino Uno R3, 2 bộ Driver DMA860H và các cơ cấu ngoại vi.
  • Xây dựng lưu đồ giải thuật cho hệ thống: Lưu đồ tổng quát, lưu đồ chế độ Set Home, lưu đồ chạy theo quỹ đạo cho trước, lưu đồ quỹ đạo bất kỳ và thiết kế bảng điều khiển giao diện người dùng.

Chương 4: Thi công, thực nghiệm, tổng hợp và phân tích

Chương 4 ghi lại quá trình chế tạo thực tế và thu thập dữ liệu đo đạc:

  • Lắp ráp mô hình khung cơ khí, gia công các thanh liên kết và thi công hoàn thiện tủ điện điều khiển công nghiệp.
  • Lập trình cấu hình driver DMA860H với độ vi bước tương ứng $25600\text{ xung/vòng}$.
  • Thực nghiệm xuất chuỗi xung điều khiển động cơ trên 4 dạng quỹ đạo:
    • Quỹ đạo đường thẳng.
    • Quỹ đạo hình tam giác.
    • Quỹ đạo hình chữ nhật.
    • Quỹ đạo hình tròn.
  • Thu thập dạng sóng xung, phân tích đồ thị biến thiên tần số xung và điểm đảo chiều tín hiệu trên từng trục động cơ để đánh giá độ mượt chuyển động.

Chương 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá

Chương 5 tổng kết các kết quả đạt được sau khi vận hành thử nghiệm mô hình thực:

  • Mô hình robot song song 5 thanh thi công đạt độ cứng vững cơ khí, chuyển động ổn định theo đúng các thông số tính toán động học.
  • Hệ thống truyền thông SPI giữa Raspberry Pi và Arduino hoạt động chính xác, đảm bảo thời gian thực phát xung tới driver DMA860H.
  • Đánh giá khả năng bám quỹ đạo thực tế so với kết quả mô phỏng trên MATLAB và đề xuất khả năng ứng dụng trong các dây chuyền đóng gói, gắp đặt chi tiết, hoặc phục vụ nghiên cứu - giảng dạy tại các phòng thí nghiệm đại học.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

Chương 6 đúc kết việc hoàn thành toàn bộ các mục tiêu đặt ra ban đầu từ khâu lý thuyết, tính toán, thiết kế đến chế tạo và điều khiển thực nghiệm; đồng thời đề xuất các định hướng mở rộng nghiên cứu trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả kỹ thuật và số liệu thực nghiệm

  • Chế tạo thành công mô hình phần cứng Five-bar parallel robot với kích thước $l_1 = 100\text{ mm}$, $l_2 = 100\text{ mm}$, khoảng cách trục $d = 140\text{ mm}$.
  • Thiết lập hệ thống điều khiển xung số tốc độ cao với độ phân giải vi bước đạt $25600\text{ xung/vòng}$ (tương đương $71{,}11\text{ xung/độ}$).
  • Định vị chính xác vị trí gốc (Home Position) tại tọa độ góc khớp chủ động $\theta_1 = 104^\circ$ và $\theta_2 = 76^\circ$.
  • Thực nghiệm thành công việc điều khiển khâu tác động cuối bám chính xác 4 dạng quỹ đạo mẫu (đường thẳng, tam giác, chữ nhật, tròn) với dữ liệu xung xuất ra và tín hiệu đảo chiều động cơ được ghi nhận đồng bộ.

2. Đóng góp của đề tài

  • Hoàn thiện phương pháp tính toán tối ưu hóa hình học cho robot song song 5 thanh nhằm cực đại hóa không gian làm việc và triệt tiêu nguy cơ va chạm cơ học giữa các liên kết gần.
  • Ứng dụng thành công mô hình điều khiển phân tầng Master – Slave (Raspberry Pi 4 kết hợp Arduino Uno R3) qua giao thức SPI, giúp phân tách hiệu quả giữa tác vụ tính toán quỹ đạo nặng và tác vụ phát xung điều khiển thời gian thực.
  • Cung cấp bộ dữ liệu đầy đủ từ bản vẽ thiết kế cơ khí, sơ đồ nguyên lý mạch điện tử, thuật toán giải bài toán kỳ dị cho đến mã nguồn chương trình điều khiển, phục vụ trực tiếp cho công tác nghiên cứu và đào tạo.

Hạn chế và hướng phát triển

1. Hạn chế

  • Không gian làm việc bị giới hạn trong mặt phẳng hai chiều (2D), chưa tích hợp thêm bậc tự do quay hoặc nâng hạ theo trục Z tại đầu công tác.
  • Hệ thống sử dụng động cơ bước điều khiển vòng hở thông qua driver DMA860H, chưa tích hợp cảm biến hồi tiếp vị trí vòng kín (encoder) để tự động bù sai số chuyển động và loại bỏ hiện tượng trượt bước ở vận tốc cao.
  • Không gian hoạt động khả dụng bị thu hẹp đáng kể do phải thiết lập biên an toàn cách ly hoàn toàn khỏi vùng kỳ dị loại 2.

2. Hướng phát triển

  • Tích hợp encoder hồi tiếp quang học tại trục động cơ hoặc cảm biến vị trí tại khâu cuối để thiết lập giải thuật điều khiển vòng kín (Closed-loop Control).
  • Ứng dụng hệ thống thị giác máy tính (Computer Vision) kết hợp camera trên Raspberry Pi 4 để thực hiện bài toán nhận dạng, phân loại và gắp đặt vật thể di động (Pick-and-Place).
  • Nghiên cứu các giải thuật vượt điểm kỳ dị loại 2 dựa trên động lực học hoặc tích hợp thêm cơ cấu chấp hành thứ ba để mở rộng vùng làm việc thực tế.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên cao học và kỹ sư thuộc các chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử, Robot và Trí tuệ nhân tạo, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa.

Các nội dung có giá trị ứng dụng cao gồm:

  1. Phương pháp phân tích giải tích động học và thuật toán phân loại điểm kỳ dị cho robot song song phẳng.
  2. Thiết kế hệ thống nhúng phân tầng Raspberry Pi – Arduino giao tiếp qua chuẩn SPI.
  3. Kỹ thuật tính toán chọn công suất động cơ bước và cấu hình driver công suất lớn DMA860H.
  4. Thuật toán quy hoạch quỹ đạo đa thức và nội suy Spline tối ưu hóa thời gian có ràng buộc mô-men.

Câu hỏi thường gặp

1. Kích thước các khâu và khoảng cách giữa hai trục động cơ được xác định dựa trên cơ sở nào?
Chiều dài các khâu được tối ưu hóa ở giá trị $l_1 = l_2 = 100\text{ mm}$. Khoảng cách giữa hai tâm trục động cơ được tính toán phải thỏa mãn điều kiện $d > 137\text{ mm}$ (tổng bán kính trục động cơ, bán kính đầu liên kết, chiều dài khâu, hệ số an toàn và chốt định vị) để loại bỏ nhiễu cơ học khi hai cánh tay đan chéo. Nhóm tác giả đã lựa chọn kích thước thực tế là $d = 140\text{ mm}$.

2. Điểm kỳ dị loại 2 trong robot song song 5 thanh gây ra hiện tượng gì và được xử lý như thế nào?
Điểm kỳ dị loại 2 xuất hiện khi các khâu bị xếp chồng hoặc thẳng hàng, làm cơ cấu mất độ cứng vững, khâu cuối tăng thêm bậc tự do và mất kiểm soát dù động cơ bị khóa. Nhóm tác giả xử lý bằng cách lập bản đồ môi trường, phân chia 4 chế độ làm việc (Mode ++, +-, -+, --) dựa trên góc giới hạn $\gamma = \arcsin(d/(l_1+l_2))$ và giới hạn không gian di chuyển của robot trong các phân vùng an toàn không chứa điểm kỳ dị.

3. Kiến trúc phần cứng điều khiển của robot được phân chia như thế nào?
Hệ thống sử dụng kiến trúc Master – Slave giao tiếp qua chuẩn SPI: Raspberry Pi 4 đóng vai trò Master xử lý giao diện GUI, tính toán động học và quy hoạch quỹ đạo; Arduino Uno R3 đóng vai trò Slave nhận dữ liệu vị trí và phát xung điều khiển thời gian thực đến 2 bộ driver Leadshine DMA860H điều khiển động cơ bước.

4. Thông số thiết lập tại vị trí ban đầu (Set Home) của robot là bao nhiêu?
Tại chế độ Set Home, hai động cơ được điều khiển quay về góc mục tiêu xác định lần lượt là $\theta_1 = 104^\circ$ và $\theta_2 = 76^\circ$. Hệ thống tính toán chuyển đổi bước với độ phân giải vi bước đạt $25600 / 360$ xung/độ để đảm bảo robot định vị chính xác trước khi thực hiện các tác vụ quỹ đạo.

5. Khâu tính toán tải trọng và chọn động cơ được thực hiện với các thông số khối lượng nào?
Khối lượng nhánh A gồm $m_{Link1_a} = 276{,}51\text{ g}$, $m_{Link2_a} = 265{,}52\text{ g}$, $m_{EP/2} = 60{,}49\text{ g}$ (tổng $602{,}52\text{ g}$, mô-men $1{,}182\text{ N}\cdot\text{m}$); nhánh B gồm $m_{Link1_b} = 365{,}84\text{ g}$, $m_{Link2_b} = 276{,}78\text{ g}$, $m_{EP/2} = 60{,}49\text{ g}$ (tổng $703{,}11\text{ g}$, mô-men $1{,}379\text{ N}\cdot\text{m}$). Với hệ số an toàn bằng 2, hệ thống chọn động cơ bước có mô-men xoắn lớn hơn $3\text{ N}\cdot\text{m}$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã hoàn thành toàn diện việc nghiên cứu lý thuyết, tính toán thiết kế, thi công mô hình vật lý và lập trình điều khiển robot song song 5 thanh (Five-bar parallel robot). Hệ thống phần cứng hoạt động ổn định dựa trên sự phối hợp giữa Raspberry Pi 4, Arduino Uno R3 và driver DMA860H qua giao thức SPI. Kết quả thử nghiệm thực tế chứng minh robot bám chính xác các quỹ đạo đường thẳng, tam giác, chữ nhật và hình tròn, đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật đề ra và tạo tiền đề cho các nghiên cứu phát triển hệ thống gắp đặt tự động tốc độ cao.