ពហុ-វេទិកា DoF គឺជាឧបករណ៍ mechatronic ដែលមានសមត្ថភាពធ្វើចលនាលំហស្មុគស្មាញ។ មុខងារស្នូលរបស់វាគឺដើម្បីក្លែងធ្វើ ឬចម្លងឥរិយាបថថាមវន្តរបស់វត្ថុក្នុងលំហវិមាត្របី-តាមរយៈអ័ក្សនៃចលនាដែលអាចគ្រប់គ្រងដោយឯករាជ្យជាច្រើន។ វេទិកាទាំងនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងការបណ្តុះបណ្តាលក្លែងធ្វើ បទពិសោធន៍កម្សាន្ត ការធ្វើតេស្តឧស្សាហកម្ម ការស្តារនីតិសម្បទា និងវិស័យផ្សេងៗទៀត។ មូលដ្ឋានគ្រឹះមុខងាររបស់ពួកគេពឹងផ្អែកជាចម្បងលើប្រតិបត្តិការសម្របសម្រួលនៃម៉ូឌុលស្នូលចំនួនបួន៖ ការរចនារចនាសម្ព័ន្ធមេកានិក ប្រព័ន្ធដ្រាយ ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រង និងការបង្កើតគំរូ kinematic ។
រចនាសម្ព័នមេកានិក៖ អ្នកដឹកជញ្ជូនរូបវិទ្យានៃដឺក្រេនៃសេរីភាព
រចនាសម្ព័ន្ធមេកានិកនៃពហុ-វេទិកា DoF គឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់មុខងាររបស់វា។ ជាធម្មតាវាមានតំណភ្ជាប់ជាច្រើន សន្លាក់ ឬស៊ីឡាំងអគ្គិសនី សម្រេចបាននូវការបកប្រែ និងចលនាបង្វិលក្នុងទិសដៅផ្សេងៗតាមរយៈប្លង់ធរណីមាត្រជាក់លាក់មួយ។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ DOF ទូទៅរួមមាន DOF បី (ដូចជាទីលាន វិល និងយ៉ាវ) DOF ប្រាំមួយ (ការបកប្រែតាមអ័ក្ស X/Y/Z បូកនឹងការបង្វិលជុំវិញអ័ក្សបី) និងសូម្បីតែច្រើនទៀត។ ឧទាហរណ៍ វេទិកា Stewart (យន្តការប៉ារ៉ាឡែល DoF បុរាណចំនួនប្រាំមួយ) ភ្ជាប់វេទិកាខាងលើ និងខាងក្រោមតាមរយៈស៊ីឡាំងអគ្គិសនីដែលអាចដកបានចំនួនប្រាំមួយ ដោយប្រើប្រាស់ចលនាសមកាលកម្មនៃតំណភ្ជាប់ដើម្បីទទួលបាន-ការលៃតម្រូវទីតាំងលំហដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។ ការរចនានៃរចនាសម្ព័ន្ធមេកានិកត្រូវតែធ្វើឱ្យមានតុល្យភាពភាពរឹង សមត្ថភាពផ្ទុក និងជួរនៃចលនា ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយការជ្រៀតជ្រែកក្នុងការភ្ជាប់រវាងកម្រិតនៃសេរីភាព ដើម្បីធានាឱ្យមានចលនាឯករាជ្យ និងស្ថិរភាព។
ប្រព័ន្ធ Drive៖ ស្នូលនៃថាមពលបញ្ចូល
ប្រព័ន្ធដ្រាយផ្តល់នូវថាមពលដែលត្រូវការសម្រាប់ចលនាវេទិកា។ ប្រភេទ និងដំណើរការរបស់វាប៉ះពាល់ដល់ល្បឿនឆ្លើយតប ភាពត្រឹមត្រូវ និងសមត្ថភាពផ្ទុករបស់វេទិកា។ វិធីសាស្រ្តនៃដ្រាយទូទៅរួមមានអគ្គិសនី (ដូចជាម៉ូទ័រ servo + វីសគ្រាប់បាល់ ឬម៉ូទ័រលីនេអ៊ែរ) ធារាសាស្ត្រ (ការរុញដែលបង្កើតដោយស៊ីឡាំងធារាសាស្ត្រ) និង pneumatic (ដោយប្រើខ្យល់ដែលបានបង្ហាប់) ។ ដ្រាយអគ្គីសនីបានក្លាយជាជម្រើសចម្បងសម្រាប់វេទិកាសេរីពហុ-ដឺក្រេ-នៃ-ទំនើប ដោយសារភាពត្រឹមត្រូវនៃការគ្រប់គ្រងខ្ពស់ ការថែទាំសាមញ្ញ និងភាពស្និទ្ធស្នាលបរិស្ថាន។ ដ្រាយធារាសាស្ត្រគឺសមរម្យសម្រាប់បន្ទុកធំ (ដូចជាម៉ាស៊ីនក្លែងធ្វើយន្តហោះ) ប៉ុន្តែវាអាចងាយនឹងលេចធ្លាយប្រេង និងការថែទាំស្មុគស្មាញ។ ដ្រាយខ្យល់ផ្តល់នូវការចំណាយទាប ប៉ុន្តែទទួលរងពីភាពត្រឹមត្រូវ និងស្ថេរភាពមិនល្អ ដែលធ្វើឱ្យវាត្រូវបានប្រើជាចម្បងនៅក្នុងពន្លឺ-ផ្ទុកកម្មវិធីជាមួយនឹងតម្រូវការចលនាតិច។ ការជ្រើសរើសប្រព័ន្ធដ្រាយគួរតែត្រូវបានកំណត់ដោយផ្អែកលើតម្រូវការផ្ទុក ប្រេកង់ចលនា និងតម្រូវការភាពត្រឹមត្រូវនៃសេណារីយ៉ូជាក់លាក់។
ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រង៖ "ខួរក្បាល" នៃតក្កវិជ្ជាចលនា
ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងគឺជា "មជ្ឈមណ្ឌលសរសៃប្រសាទ" នៃពហុ-ដឺក្រេ-នៃវេទិកាសេរីភាព - ដែលទទួលខុសត្រូវក្នុងការបកប្រែពាក្យបញ្ជាចលនាគោលដៅទៅជាចលនាច្បាស់លាស់នៃអង្គភាពដ្រាយនីមួយៗ។ សមាសធាតុស្នូលរបស់វារួមមានឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា (ដូចជាឧបករណ៍បំលែងកូដ gyroscopes និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាបង្ខំ) ឧបករណ៍បញ្ជា (ដូចជា PLC ឬកុំព្យូទ័រឧស្សាហកម្ម) និងកម្មវិធី algorithmic ។ តាមរយៈការប្រមូលទិន្នន័យមតិកែលម្អតាមពេលវេលាពិតប្រាកដ- ដូចជាទីតាំង ល្បឿន និងការបង្កើនល្បឿនរបស់វេទិកា ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងនឹងកែសម្រួលប៉ារ៉ាម៉ែត្រដ្រាយដោយថាមវន្តដោយប្រើបិទ-ក្បួនដោះស្រាយការគ្រប់គ្រងរង្វិលជុំ (ដូចជាការគ្រប់គ្រង PID ឬការគ្រប់គ្រងការព្យាករណ៍គំរូកម្រិតខ្ពស់ជាងនេះ) ដើម្បីធានាថាគន្លងចលនាស្របតាមគោលដៅដែលបានកំណត់ជាមុន។ សម្រាប់វេទិកាសេរីភាពចំនួនប្រាំមួយ-ដឺក្រេ-នៃ- ចលនាសម្របសម្រួលនៃឯកតាដ្រាយនីមួយៗត្រូវតែត្រូវបានគណនាដោយប្រើក្បួនដោះស្រាយចលនាបញ្ច្រាស (ដូចជា Denavit-វិធីសាស្ត្រប៉ារ៉ាម៉ែត្រ Hartenberg) ដើម្បីសម្រេចបាននូវការគ្រប់គ្រងច្បាស់លាស់នៃទីតាំងលំហស្មុគស្មាញ។ លើសពីនេះ ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងទំនើបតែងតែរួមបញ្ចូល-ចំណុចប្រទាក់ម៉ាស៊ីនរបស់មនុស្ស ដោយគាំទ្ររបៀបប្រតិបត្តិការផ្សេងៗដូចជាការបង្រៀនដោយដៃ-ក្នុង កម្មវិធី-កំណត់ជាមុន និងការកេះសញ្ញាខាងក្រៅ។
គំរូ Kinematic៖ មូលដ្ឋានគ្រឹះគណិតវិទ្យាសម្រាប់ការអនុវត្តមុខងារ
ការបង្កើតគំរូ Kinematic ផ្តល់នូវមូលដ្ឋានទ្រឹស្តីសម្រាប់ការរចនាមុខងារនៃពហុ-ដឺក្រេ-នៃ-វេទិកាសេរីភាព។ វាប្រើគំរូគណិតវិទ្យាដើម្បីពិពណ៌នាអំពីទំនាក់ទំនងរវាងធរណីមាត្រ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រចលនារបស់វេទិកា។ គំរូ kinematics ឆ្ពោះទៅមុខ គណនាទីតាំងលំហនៃចំណុចបញ្ចប់របស់វេទិកា ដោយផ្អែកលើធាតុចូលនៃសន្លាក់នីមួយៗ (ដូចជាប្រវែងស៊ីឡាំងអគ្គិសនី និងមុំម៉ូទ័រ)។ គំរូ kinematics បញ្ច្រាសដោះស្រាយបញ្ហាបញ្ច្រាស-ការទាញយកចលនាជាក់លាក់ដែលត្រូវការសម្រាប់ឯកតាដ្រាយនីមួយៗដោយផ្អែកលើទីតាំងគោលដៅ។ ឧទាហរណ៍ នៅក្នុង -ដឺក្រេ-ប្រាំមួយនៃ-វេទិកា Stewart សេរីភាព ដំណោះស្រាយ kinematics បញ្ច្រាសត្រូវតែពិចារណាពីការភ្ជាប់គ្នារវាងផ្នែកបន្ថែម និងការដកថយនៃស៊ីឡាំងអគ្គិសនីប្រាំមួយ និងការបកប្រែ និងបង្វិលអ័ក្សបីរបស់វេទិកា។ ជាធម្មតា នេះត្រូវបានសម្រេចតាមរយៈការធ្វើឡើងវិញជាលេខ ឬវិធីសាស្ត្រធរណីមាត្រវិភាគ។ គំរូ kinematic ត្រឹមត្រូវមិនត្រឹមតែធ្វើឱ្យប៉ារ៉ាម៉ែត្ររចនាវេទិកាប្រសើរឡើងប៉ុណ្ណោះទេ (ដូចជាប្រវែងតំណ និងប្លង់រួម) ប៉ុន្តែថែមទាំងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវ-ការអនុវត្តពេលវេលាពិតប្រាកដនៃប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រង ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាធាតុផ្សំដ៏សំខាន់ក្នុងការធានានូវភាពជឿជាក់នៃវេទិកា។
ការពង្រីកមុខងារ៖ ពីមូលដ្ឋានទៅកម្មវិធី
ដោយផ្អែកលើម៉ូឌុលមុខងារមូលដ្ឋានដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ វេទិកាពហុ-ដឺក្រេ-នៃ-សេរីភាពអាចត្រូវបានពង្រីកដើម្បីបំពេញតម្រូវការចម្រុះ។ ជាឧទាហរណ៍ នៅក្នុងវិស័យកម្សាន្ត (ដូចជាភាពយន្តចលនា VR) វេទិកានេះរួមបញ្ចូលគ្នានូវមតិកែលម្អដែលមើលឃើញ និងចលនា ដើម្បីបង្កើនការជ្រមុជតាមរយៈចលនាប្រេកង់ខ្ពស់ -តូច-។ នៅក្នុងការធ្វើតេស្តឧស្សាហកម្ម (ដូចជាការក្លែងធ្វើគាំងរថយន្ត) វេទិកាត្រូវតែទប់ទល់នឹងបន្ទុកខ្ពស់ និងចម្លងលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការខ្លាំង។ នៅក្នុងការស្តារនីតិសម្បទាផ្នែកវេជ្ជសាស្រ្ត ល្បឿនទាប ចលនាដែលអនុលោមតាម ត្រូវបានប្រើដើម្បីជួយអ្នកជំងឺក្នុងការបណ្តុះបណ្តាលមុខងារអវយវៈ។ សេណារីយ៉ូកម្មវិធីទាំងនេះដាក់តម្រូវការខ្ពស់លើមុខងារបន្ថែមរបស់វេទិកា (ដូចជាការផ្តល់យោបល់ដោយបង្ខំ ការធ្វើសមកាលកម្មពហុវេទិកា និងការយល់ឃើញពីបរិស្ថានអន្តរកម្ម) ប៉ុន្តែស្នូលរបស់វានៅតែពឹងផ្អែកលើប្រព័ន្ធមុខងារជាមូលដ្ឋាននៃមេកានិច ដ្រាយ ការគ្រប់គ្រង និងការធ្វើគំរូ។
សរុបមក មូលដ្ឋានគ្រឹះមុខងារនៃពហុ-ដឺក្រេ-នៃវេទិកាសេរីភាព-គឺស្ថិតនៅក្នុងការរួមបញ្ចូលសរីរាង្គនៃរចនាសម្ព័ន្ធមេកានិច ប្រព័ន្ធដ្រាយ ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រង និងការបង្កើតគំរូ kinematic ។ មានតែតាមរយៈការសម្របសម្រួលនៃម៉ូឌុលទាំងនេះប៉ុណ្ណោះ ទើបអាចសម្រេចបាននូវ-ភាពជាក់លាក់ ចលនាលំហដែលថាមវន្តខ្ពស់ ដោយហេតុនេះជួយដល់ការអនុវត្តដ៏ទូលំទូលាយរបស់វាក្នុងការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ វិស្វកម្ម និងវិស័យអ្នកប្រើប្រាស់។ នៅពេលអនាគត ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍សម្ភារៈថ្មីៗ (ដូចជាយ៉ាន់ស្ព័រទម្ងន់ស្រាល) ការគ្រប់គ្រងឆ្លាតវៃ (ដូចជា AI adaptive algorithms) និងបច្ចេកវិទ្យាចាប់សញ្ញា ព្រំដែនមុខងារនៃ multi-degree-នៃ-freedom platforms នឹងត្រូវបានពង្រីកបន្ថែមទៀត ដោយផ្តល់នូវដំណោះស្រាយក្លែងធ្វើថាមវន្ត។
