Luận án Nghiên cứu quá trình bốc xúc vật liệu của máy xúc lật đổ bên trong thi công đường hầm bằng phương pháp khoan nổ

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG 
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ 
TẠ VĂN HUY 
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH BỐC XÚC VẬT LIỆU CỦA MÁY XÚC LẬT 
ĐỔ BÊN TRONG THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP 
KHOAN NỔ 
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT 
HÀ NỘI - 2020 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG 
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ 
TẠ VĂN HUY 
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH BỐC XÚC VẬT LIỆU CỦA MÁY XÚC LẬT 
ĐỔ BÊN TRONG THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP 
KHOAN NỔ 
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực 
Mã số : 9 52 01 16 
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT 
 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 
 1. GS.TS CHU VĂN ĐẠT 
HÀ NỘI - 2020 
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết 
quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ 
một công trình nào khác. 
 Tác giả 
 Tạ Văn Huy 
ii 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................................................ i 
MỤC LỤC .................................................................................................................................................... ii 
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ................................................................. vii 
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................................... xi 
DANH MỤC HÌNH VẼ, ẢNH, ĐỒ THỊ ........................................................................................ xii 
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................................................... 1 
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1 
2. Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................... 2 
2.1. Mục đích nghiên cứu ........................................................................................................................... 2 
2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................................................... 3 
3. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................................................. 3 
4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................................................... 4 
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .............................................................................................................. 4 
5.1. Ý nghĩa khoa học ....................................................................................... 4 
5.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................ 5 
6. Tính mới của luận án ..................................................................................... 5 
7. Bố cục luận án ............................................................................................... 5 
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................................ 7 
1.1. Tổng quan về đường hầm và ĐNM trong đường hầm. .............................. 7 
1.1.1. Đặc điểm chung của các đường hầm và đường hầm khẩu nhỏ ........................................... 7 
1.1.2. Đặc điểm của ĐNM sau khoan nổ trong thi công đường hầm ............................................ 9 
1.2. Tổng quan về thiết bị bốc xúc và máy xúc lật đổ bên ............................. 13 
1.2.1. Máy và thiết bị bốc xúc ĐNM trong đường hầm ................................................................. 13 
1.2.2. Sử dụng MXLĐB trong thi công đường hầm ....................................................................... 15 
1.3. Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước ...................................... 19 
1.3.1. Các công trình nghiên cứu ngoài nước .................................................................................... 20 
iii 
1.3.2. Các nghiên cứu trong nước ......................................................................................................... 31 
1.3.3. Đánh giá, phân tích các nghiên cứu ngoài nước, trong nước ............................................. 33 
Kết luận chương 1 ..................................................................................................................................... 34 
Chương 2: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TƯƠNG TÁC VÀ QUỸ ĐẠO CHUYỂN 
ĐỘNG HỢP LÝ CỦA GẦU XÚC KHI XÚC, ĐỔ ĐÁ NỔ MÌN TRONG THI CÔNG 
ĐƯỜNG HẦM ......................................................................................................................................... 35 
2.1. Tương tác của gầu xúc với đá nổ mìn trong quá trình xúc đá nổ mìn trong 
đường hầm ....................................................................................................... 35 
2.1.1. Phân tích đặc điểm kết cấu và quá trình làm việc của MXLĐB ....................................... 35 
2.1.2. Mô hình khảo sát quá trình tương tác giữa TBCT của máy xúc lật với môi trường 
ĐNM sau khoan nổ. ................................................................................................................................. 36 
2.1.3. Xác định các thành phần lực cản TBCT máy xúc lật trong quá trình tích ĐNM ......... 39 
2.2. Xác định quỹ đạo làm việc hợp lý của gầu xúc khi xúc, đổ ĐNM trong thi 
công đường hầm bằng phương pháp khoan nổ ............................................... 53 
2.2.1. Xác định tọa độ các điểm trên gầu xúc..................................................................................... 54 
2.2.2. Xác định quỹ đạo chuyển động hợp lý của gầu xúc khi tích ĐNM bằng phương pháp 
xúc phối hợp ............................................................................................................................................... 60 
2.2.3. Quỹ đạo chuyển động của gầu xúc trong quá trình đổ ĐNM. .......................................... 63 
2.3. Xác định quy luật điều khiển khâu dẫn đáp ứng quỹ đạo chuyển động hợp 
lý của gầu xúc khi xúc ĐNM .......................................................................... 68 
2.3.1. Phương pháp luận xác định quy luật điều khiển khâu dẫn ................................................. 68 
2.3.2. Thuật toán giải bài toán động học ngược ................................................................................. 69 
2.3.3. Quy luật thay đổi của các khâu dẫn để tạo ra quỹ đạo chuyển động hợp lý của gầu xúc 
khi xúc ĐNM. ............................................................................................................................................ 70 
Kết luận chương 2 ..................................................................................................................................... 73 
Chương 3: NGHIÊN CỨU TẢI TRỌNG ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ CÔNG TÁC MÁY 
XÚC LẬT ĐỔ BÊN TRONG QUÁ TRÌNH XÚC VÀ ĐỔ ĐÁ NỔ MÌN ......................... 75 
3.1. Xây dựng mô hình khảo sát động lực học ............................................... 75 
3.1.1. Mục đích xây dựng mô hình khảo sát động lực học ............................................................ 75 
iv 
3.1.2. Cơ sở xây dựng mô hình khảo sát động lực học ................................................................... 75 
3.1.3. Các giả thiết. .................................................................................................................................... 76 
3.1.4. Mô hình khảo sát động lực học .................................................................................................. 76 
3.2. Thành lập hệ phương trình vi phân mô tả quá trình ĐLH của cơ hệ ....... 79 
3.2.1. Động năng của hệ .......................................................................................................................... 79 
3.2.2. Thế năng của hệ.............................................................................................................................. 86 
3.2.3. Hàm hao tán của hệ. ...................................................................................................................... 87 
3.2.4. Lực suy rộng của hệ. ..................................................................................................................... 87 
3.3. Thành lập hệ phương trình vi phân mô tả chuyển động của hệ. .............. 96 
3.4. Nghiên cứu xác định lực tại các khớp trong quá trình xúc, đổ ĐNM ...... 97 
3.4.1. Xác định lực tại khớp quay cần O2 ............................................................................................ 97 
3.4.2. Xác định lực tại khớp quay gầu xúc O3 .................................................................................... 98 
3.4.3. Xác định lực tại khớp quay lật gầu O5 ...................................................................................... 99 
3.5. Kết quả khảo sát tính toán. ....................................................................... 99 
3.5.1. Các thông số đầu vào phục vụ tính toán .................................................................................. 99 
3.5.2. Điều kiện ban đầu. ....................................................................................................................... 100 
3.5.3. Kết quả khảo sát chuyển vị, vận tốc, gia tốc của các khâu khi xúc, đổ ĐNM . 102 
3.5.4. Kết quả lực tác dụng lên các khớp làm việc theo thời gian ............................................... 106 
Kết luận chương 3 ................................................................................................................................... 108 
Chương 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ............................................................................. 110 
4.1. Cơ sở, mục đích, đối tượng và các thông số nghiên cứu thực nghiệm .. 110 
4.1.1. Cơ sở, mục đích nghiên cứu thực nghiệm............................................................................. 110 
4.1.2. Đối tượng và điều kiện thực nghiệm ...................................................................................... 110 
4.1.3. Các thông số thực nghiệm cần đo............................................................................................ 111 
4.2. Trang thiết bị thí nghiệm. ....................................................................... 111 
4.2.1. Đồng hồ đo tốc độ vòng quay HHT13 .................................................................................. 111 
4.2.2. Đầu đo lưu lượng R4S-7HD. ................................................................................................... 112 
v 
4.2.3. Đầu đo áp suất OCM-511. ........................................................................................................ 113 
4.2.4. Cảm biến đo khoảng cách H7 .................................................................................................. 114 
4.2.5. Cảm biến đo vận tốc GSS25..................................................................................................... 115 
4.2.6. Tenzo đo biến dạng ..................................................................................................................... 115 
4.2.7. Thiết bị ghi và xử lý tín hiệu. ..................................................................................................... 116 
4.2.8. Máy tính và phần mềm xử lý số liệu ...................................................................................... 117 
4.3. Công tác chuẩn bị thực nghiệm .............................................................. 118 
4.3.1. Lắp ráp thiết bị đo kiểm vào các hệ thống và TBCT của máy ........................................ 119 
4.3.2. Kết nối thiết bị ghi, xử lý tín hiệu và hiệu chuẩn thiết bị .................................................... 122 
4.3.3. Chọn số lần và phương pháp đánh giá sai số thực nghiệm ............................................... 124 
4.4. Tổ chức thực nghiệm .............................................................................. 125 
4.4.1. Đo áp suất, lưu lượng dầu thủy lực đi vào xi lanh nâng cần và mô tơ di chuyển ........ 125 
4.4.2. Đo áp suất, lưu lượng dầu thủy lực đi vào xi lanh quay gầu và mô tơ di chuyển ....... 126 
4.4.3. Đo áp suất xi lanh nâng cần, xi lanh quay gầu và mô tơ di chuyển ................................ 126 
4.4.4. Đo áp suất mô tơ di chuyển trong các trường hợp .............................................................. 126 
4.4.5. Xác định lực tác dụng lên khâu khớp TBCT, khi xúc ĐNM .......................................... 127 
4.5. Kết quả thực nghiệm .............................................................................. 127 
4.5.2. Đo áp suất, lưu lượng dầu thủy lực đi vào xi lanh quay gầu và mô tơ di chuyển ....... 129 
4.5.3. Đo áp suất của hai mô tơ di chuyển trong các trường hợp ................................................ 130 
4.6. Kết quả so sánh giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm .................. 131 
4.6.1. Kết quả so sánh lực tại khớp quay nâng cần ......................................................................... 132 
4.6.2. Kết quả so sánh tại khớp của khâu 3 ....................................................................................... 132 
4.6.1. Nhận xét kết quả so sánh lực tại các khớp ............................................................................. 132 
Kết luận chương 4 ................................................................................................................................... 133 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................................... 135 
1. Kết luận ..................................................................................................... 135 
2. Kiến nghị ................................................................................................... 136 
vi 
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ........................................................................... 137 
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................................. 138 
1. Tiếng Việt. ................................................................................................. 138 
2. Tiếng Anh .................................................................................................. 139 
3. Tiếng Nga .................................................................................................. 140 
PHỤ LỤC ................................................................................................................................................. 143 
Phụ lục 1. Thông số kỹ thuật cơ bản của máy xúc lật VMC E500-1. ....................................... 143 
Phụ lục 2.1. Ma trận chuyển thuần n ... 
 234 2 3 4C cos    ; 234 2 3 4S sin    ; 23 2 3C cos   ; 23 2 3S sin   
2 3 4234    ; 2 323   
 
5 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 35
4 1 2 3 4 5 6
3
2
1 2 3 4 x y
T 1
m 2K K 2K K 2K K
2
1
. sin 2 2 2 J J
2
  

     
1 1 4 4 234 4 4 4 234 4 234 3 235 3
1
1 4 4 234 4 4 4 234 4 234 23
sin L cos S L sin cos C a S a S
K
cos L 234cos C 234L sin cos S 234a C C 
     
    
160 
4 4 234 4 4 4 234
1 1
4 234 3 23 2 2 1
4 4 234 4 4 4 2345 3
2 1
4 234 3 23 2 2 2
4 4 4 4 1 1
L cos C L sin cos S ...
sin ...
a C a C a cos a
L 234cos S 234L sin cos C ...
K cos ...
234a S a 23 S a sin
L sin sin d cos
  
   
  
   
    
   x 
1 1 4 4 234 4 4 4 234 4 234 3 235 3
3
1 4 4 234 4 4 4 234 4 234 23
.
cos L cos S L sin cos C a S a S ...
K
sin L 234cos C 234L sin cos S 234a C C
     
   
4 4 234 4 4 4 234
1 1
4 234 3 23 2 2 1
4 4 234 4 4 4 2345 3
4 1
4 234 3 23 2 2 2
4 4 4 4 1 1
L cos C L sin cos S ...
cos ...
a C a C a cos a
L 234cos S 234L sin cos C
K sin ...
234a S a 23 S a sin
L sin sin d sin 
   
  
  
   
    
  
5 3
5 4 4 234 4 4 4 234 4 234 3 23K L 234cos S L 234sin cos C a 234S a 23S
   
5 3
6 4 4 234 4 4 4 234 4 234 3 23K L 234cos C L 234sin cos S a 234C a 23C
   
161 
Phụ lục 4.1 Giá trị lực tại khớp O2 theo chương trình tính toán lực ADAM 
Lực tại khớp quay nâng cần theo phương ngang OX 
Lực tại khớp quay nâng cần theo phương đứng OY 
162 
Lực tại khớp quay gầu theo phương ngang OX 
Lực tại khớp quay gầu theo phương đứng OY 
163 
Phụ lục 4.2 Chương trình tínhn trên phần mền Matlap 
I. Chương trình tính động học 
format long 
clc; 
clear all; 
%% Nhap cac thong so dau vao 
% don vi do dai la m, goc la radian 
l7=389/1000; 
v=0.1;% m/s 
delta1=0.41; 
tmax=delta1/v; 
dt=20; 
t=0:tmax/dt:tmax; 
Xoo1=0.1255; 
Yoo1=0.78; 
O1O=sqrt(Xoo1^2+Yoo1^2); 
O1B=l7; 
O1A=O1B; 
l0=0.78; 
l01=l0+0.2; 
alpha1=pi/3; 
BC=1.05;0.9645; 
O1C=1.28; 
AB=0.389; 
AC=1.338; 
CD=0.77/1.5; 
CE=0.97; 
h0=0.25; 
for i=1:length(t) 
 OB(i)=l0+v*t(i); 
 x00(i)=0*t(i); 
 %% toa do diem B 
 a(i)=acos((O1O^2+OB(i)^2-O1B^2)/(2*O1O*OB(i))); 
 a1(i)=acos(Yoo1/O1O); 
 phi1(i)=(a(i)+a1(i)); 
 xB(i)=x00(i)+OB(i)*sin(phi1(i)); 
 yB(i)=h0+OB(i)*cos(phi1(i)); 
 rB(i)=sqrt(xB(i)^2+yB(i)^2); 
 %% toa do diem A 
 if (yB(i))<=(Yoo1+h0) 
 c(i)=abs(atan(((yB(i)-h0-Yoo1))/((xB(i)-Xoo1-
x00(i))))); 
 beta(i)=(c(i)+alpha1/2); 
 else 
164 
 c(i)=abs(atan(((xB(i)-Xoo1-x00(i)))/((yB(i)-h0-
Yoo1)))); 
 beta(i)=(c(i)-alpha1); 
 end 
 xA(i)=x00(i)+Xoo1+O1A*sin(beta(i)); 
 yA(i)=h0+Yoo1+O1A*cos(beta(i)); 
 rA(i)=sqrt(xA(i)^2+yA(i)^2); 
 %% toa do diem C 
 alpha7=atan((O1B^2+O1C^2-BC^2)/(2*O1B*O1C)); 
 if (yB(i))<=(Yoo1+h0) 
 c(i)=abs(atan(((yB(i)-h0-Yoo1))/((xB(i)-Xoo1-
x00(i))))); 
 beta(i)=(c(i)+alpha1/2); 
 gamma1(i)=pi/2-c(i)-alpha7; 
 else 
 c(i)=abs(atan(((xB(i)-Xoo1-x00(i)))/((yB(i)-h0-
Yoo1)))); 
 beta(i)=(c(i)-alpha1); 
 gamma1(i)=pi-c(i)-alpha7; 
 end 
 xC(i)=x00(i)+Xoo1+O1C*sin(gamma1(i)); 
 yC(i)=Yoo1-O1C*cos(gamma1(i))+h0/1.5; 
 rC(i)=sqrt(xC(i)^2+yC(i)^2); 
 %% toa do diem D 
 beta2(i)=acos((BC^2+O1C^2-O1B^2)/(2*BC*O1C)); 
 beta3(i)=acos((BC^2+AC^2-AB^2)/(2*BC*AC)); 
 beta1(i)=pi/2-gamma1(i); 
 AD(i)=l01+v*t(i); 
 beta4(i)=acos((AC^2+CD^2-AD(i)^2)/(2*AC*CD)); 
 beta5(i)=pi-beta1(i)-beta2(i)-beta3(i)-beta4(i); 
 xD(i)=xC(i)+CD*cos(beta5(i)); 
 yD(i)=yC(i)+CD*sin(beta5(i)); 
 rD(i)=sqrt(xD(i)^2+yD(i)^2); 
 %% toa do diem E 
 xE(i)=xC(i)+CE*cos(beta5(i)-50*pi/180); 
 yE(i)=yC(i)+CE*sin(beta5(i)-50*pi/180); 
 %% 
 CF1=0.970; 
 xE1(i)=xC(i)+CF1*cos(beta5(i)-9*pi/180); 
 yE1(i)=yC(i)+CF1*sin(beta5(i)-9*pi/180); 
 %% graphic 2D 
 figure(1) 
 hold on 
 plot([x00(i),xB(i)],[h0,yB(i)]); 
165 
 plot([Xoo1+x00(i),xA(i)],[Yoo1+h0,yA(i)]); 
 plot([xB(i),xC(i)],[yB(i),yC(i)]); 
 plot([xE1(i),xC(i)],[yE1(i),yC(i)]); 
 plot([xE(i),xC(i)],[yE(i),yC(i)]); 
 plot([xA(i),xE1(i)],[yA(i),yE1(i)]); 
end 
%% do thi tuong ung 
% 
% %% 
% figure(3) 
% plot(yB,phi1*180/pi,'-*','LineWidth',1.5) 
% hold on 
% grid on 
% set(gca,... 
% 'Units','normalized',... 
% 'Position',[0.15 0.2 .7 .75],... 
% 'FontUnits','points',... 
% 'FontWeight','bold',... 
% 'FontSize',14, ... 
% 'FontName','Times') 
% 
% xlabel('Thoi gian({^o})','Fontsize',14, 
'FontName','times'); 
% ylabel('Goc quay cua gau ({^o})','Fontsize',14, 
'FontName','times'); 
II. Tương tác gầu xúc và nền 
clear all 
clc 
%% nhap so lieu vao 
KK=[1 2 3 4]; 
gamma=[ 2 2 1.3 1.6]*0.1; % khoi luong rieng vat lieu 
for dem=1:length(KK); 
 if dem==1 
 phi1=30*pi/180; % cat 
 kc1=[6.5 10 14.8 18.3 21.2 25.3 29.6 34.5 
40.4]*1e3; % cat kho 
 kM3=1; % soi hat nho 
 elseif dem==2 
 phi1=30*pi/180; % soi 
 kM3=1.05; % soi hat nho 
 kc1=[7.5 12 15.5 19.5 23.1 27.3 31.8 37.3 
43.7]*1e3 ;% soi hat nho 
 elseif dem==3 
 phi1=38*pi/180; % than da 
166 
 kM3=1.05; % soi hat nho 
 kc1=[4 6 8.8 11.2 13.4 16 18.3 20.5 24.7]*1e3 ; 
% than da 
 else 
 kM3=1.12; % soi hat nho 
 phi1=44*pi/180; % da dam 
 kc1=[8.1 13 17.5 21.5 26.5 30.4 36.7 42.5 
50.2]*1e3; % da dam hat nho 
 end 
c=500; %N/m(Pa) 
g=9.81; % gia toc roi tu do 
% cac ham noi suy 
kM1=1.1; % da dam hat nho 
kM2= 1.05; % soi hat nhp 
kM4=1; % cat kho 
LB=[0.2:0.2:1.9]; 
% phi4=pi/6; % cat 
% phi2=38*pi/180; % than da 
% phi3=phi4; 
% phi1=44*pi/180; % da dam 
B=1.2; % chieu rong gau 
alpha=pi/4; 
% ham cua kc 
% kc1=[8.1 13 17.5 21.5 26.5 30.4 36.7 42.5 50.2]*1e3; % 
da dam hat nho 
% kc2=[4 6 8.8 11.2 13.4 16 18.3 20.5 24.7]*1e3 ; % 
than da 
% kc3=[7.5 12 15.5 19.5 23.1 27.3 31.8 37.3 43.7]*1e3 ;% 
soi hat nho 
% kc4=[6.5 10 14.8 18.3 21.2 25.3 29.6 34.5 40.4]*1e3; % 
cat kho 
Lb1=0.2:0.3/10:1.2; 
kc=interp1(LB,kc1,Lb1); 
n=length(kc); 
for i=1:n 
%% cong thuc tinh 
phi=phi1; 
kM=kM3; 
RB(dem,i)=kc(i)^2*B*kM; 
BC(i)=Lb1(i)*sin(alpha)/sin(pi/4-alpha+phi/2); 
k1=sin(alpha)/sin(pi/4-alpha+phi/2); 
F1(i)=(B+k1*Lb1(i)*tan(pi/4-phi/2))*BC(i); 
167 
k=1/(cos(pi/4-phi/2)-sin(pi/4-phi/2)*tan(phi)); 
P1(dem,i)=c*F1(i)*k; 
F2(i)=Lb1(i)*BC(i)*sin(pi/4+phi/2)/2; 
P2(dem,i)=2*k*c*F2(i); 
Vm(dem,i)=F2(i)*cos(pi/4-phi/2)*(B+2/3*BC(i)*sin(pi/4-
phi/2)); 
Gm(dem,i)=F2(i)*cos(pi/4-phi/2)*(B+2/3*BC(i)*sin(pi/4-
phi/2))*gamma(dem)*g; 
end 
end 
%% cac ham ve 
% Luc can RB phu thuoc chieu sau an LB 
figure(1) 
hold on 
grid on 
% plot(Lb1,RB(1,:)/20e3,'-+k','LineWidth',2); 
% plot(Lb1,RB(2,:)/20e3,'--r','LineWidth',2.5) 
plot(Lb1,RB(3,:)/(1e3*18421),'-*k','LineWidth',2) 
plot(Lb1,RB(4,:)/(1e3*18421*1.8421),'--
r','LineWidth',2.5) 
xlim([0.2 1.1]); 
set(gca,... 
 'Units','normalized',... 
 'Position',[0.15 0.2 .7 .75],... 
 'FontUnits','points',... 
 'FontWeight','bold',... 
 'FontSize',14, ... 
 'FontName','Times') 
xlabel('L_{AG}(m)','Fontsize',14, 'FontName','times'); 
ylabel('F_{ctx} (kN)','Fontsize',14, 
'FontName','times'); 
% title('Luc can qua trinh an gau xuc vao dong vat 
lieu','Fontsize',12, 'FontName','times'); 
legend('Than da','DNM','Fontsize',16, 
'FontName','times') 
box 
% Cac luc can P1,P2 theo LB 
figure(2) 
hold on 
grid on 
% plot(Lb1,P1(1,:)/1.0e3,'-+k','LineWidth',2) 
% plot(Lb1,P1(2,:)/1.0e3,'--r','LineWidth',2.5) 
plot(Lb1,P1(3,:)/1.0e3,'-*k','LineWidth',2) 
plot(Lb1,P1(4,:)/1.0e3,'-r','LineWidth',2.5) 
168 
xlim([0.2 1.1]); 
% plot(Lb1,P2/1e3,'--','LineWidth',2) 
set(gca,... 
 'Units','normalized',... 
 'Position',[0.15 0.2 .7 .75],... 
 'FontUnits','points',... 
 'FontWeight','bold',... 
 'FontSize',14, ... 
 'FontName','Times') 
xlabel('L_{AG}(m)','Fontsize',14, 'FontName','times'); 
ylabel('F_{cty}(kN)','Fontsize',14, 'FontName','times'); 
% title('Luc can P_1, P_2 theo chieu sau an 
','Fontsize',14, 'FontName','times'); 
legend('Than da','DNM','Fontsize',16, 
'FontName','times') 
box 
 figure(3) 
hold on 
grid on 
% plot(Lb1,P2(1,:)/1.0e3,'-+k','LineWidth',2) 
% plot(Lb1,P2(2,:)/1.0e3,'--r','LineWidth',2) 
plot(Lb1,P2(3,:)/1.0e3,'-*k','LineWidth',2) 
plot(Lb1,P2(4,:)/1.0e3,'-r','LineWidth',2) 
xlim([0.2 1.1]); 
% plot(Lb1,P2/1e3,'--','LineWidth',2) 
set(gca,... 
 'Units','normalized',... 
 'Position',[0.15 0.2 .7 .75],... 
 'FontUnits','points',... 
 'FontWeight','bold',... 
 'FontSize',14, ... 
 'FontName','Times') 
xlabel('L_{AG}(m)','Fontsize',14, 'FontName','times'); 
ylabel('F_{cb}(kN)','Fontsize',14, 'FontName','times'); 
% title('Luc can P_1, P_2 theo chieu sau an 
','Fontsize',14, 'FontName','times'); 
legend('Than da','DNM','Fontsize',16, 
'FontName','times') 
box 
% Do thi VM vao chieu sau an LB 
figure(4) 
hold on 
grid on 
169 
% plot(Lb1,Vm(1,:),'-+k','LineWidth',2) 
% plot(Lb1,Vm(2,:),'--r','LineWidth',2.5) 
plot(Lb1,Vm(3,:),'-*k','LineWidth',2) 
plot(Lb1,Vm(4,:),'-r','LineWidth',2) 
xlim([0.2 1.1]); 
set(gca,... 
 'Units','normalized',... 
 'Position',[0.15 0.2 .7 .75],... 
 'FontUnits','points',... 
 'FontWeight','bold',... 
 'FontSize',12, ... 
 'FontName','Times') 
xlabel('L_{AG}(m)','Fontsize',12, 'FontName','times'); 
ylabel('V_M (m^3)','Fontsize',12, 'FontName','times'); 
% title('The tich vat lieu dich chuyen V_M 
','Fontsize',12, 'FontName','times'); 
legend('Than da','DNM','Fontsize',16, 
'FontName','times') 
box 
% Do thi khoi luong dich chuyen Gm theo LB 
figure(5) 
hold on 
grid on 
% plot(Lb1,Gm(1,:)*10,'-+k','LineWidth',2) 
% plot(Lb1,Gm(2,:)*10,'--r','LineWidth',2.5) 
plot(Lb1,Gm(3,:)*10,'-*k','LineWidth',2) 
plot(Lb1,Gm(4,:)*10,'-r','LineWidth',2.5) 
xlim([0.2 1.1]); 
set(gca,... 
 'Units','normalized',... 
 'Position',[0.15 0.2 .7 .75],... 
 'FontUnits','points',... 
 'FontWeight','bold',... 
 'FontSize',14, ... 
 'FontName','Times') 
xlabel('L_B(m)','Fontsize',14, 'FontName','times'); 
ylabel('G_M (kN)','Fontsize',14, 'FontName','times'); 
% title('Khoi luong vat lieu dich chuyen 
G_M','Fontsize',14, 'FontName','times'); 
legend('Than da','DNM','Fontsize',16, 
'FontName','times') 
170 
III. Động học ngược 
clc, clear all, 
close all 
% lua chon kk=1/2/3/4, de ve lan luot cac do thi dich 
chuyen/vantoc/giatoc/sai so 
kk=2; 
% lua chon kk=1/2/3/4, de ve lan luot cac do thi dich 
chuyen/vantoc/giatoc/sai so 
%width=8; high=7.5; %figure 1 
width=15; high=7; 
xSize = width; ySize = high; %Real size of figure 
xLeft = (21-xSize)/2; yTop = (30-ySize)/2; 
set(gcf,'PaperUnits','centimeters') 
set(gcf,'PaperPosition',[xLeft yTop xSize ySize]) 
set(gcf,'Position',[100 100 xSize*50 ySize*50]) 
 for j=1 
N=1000; T=10; a1=4.015;a2=1.28;a3=0.54;1.450;t=0; 
q1=0; q2=2*pi-pi/6; q3=2*pi-pi/6; 
a=[0.0318*tan(67*pi/180) 0.175]; 
for i=1:N 
 q=[q1 q2 q3]'; 
% s1=sin(q1);s12=sin(q1+q2);s123=sin(q1+q2+q3); 
% c1=cos(q1);c12=cos(q1+q2);c123=cos(q1+q2+q3); 
 s2=sin(q2);s23=sin(q2+q3); 
 c2=cos(q2);c23=cos(q2+q3); 
if j<2 
xc=a(j,:)'; 
else 
% x1(i)=7.3965-
1.5+1.5*cos(t*30/3.14);y1(i)=0.9092+1.5*sin(t*30/3.14); 
xdc= 0.35*pi/T*sin(pi/T*t);ydc=0.35*pi/T*cos(pi/T*t); 
xc=[xdc ydc]'; 
end 
% J=[(-a1*s1-a2*s12-a3*s123) (-a2*s12-a3*s123) (-
a3*s123); 
% (a1*c1+a2*c12+a3*c123) (a2*c12+a3*c123) 
(a3*c123)]; 
 J=[1 -(-a2*s2-a3*s23) -(-a3*s23); 
 0 ( a2*c2+a3*c23) -(a3*c23)]; 
 Jcong=J'*(J*J')^-1; 
 qc=Jcong*xc; 
171 
 Jcham=[(1)*qc(1,1) (-a2*c2-a3*c23)*qc(2,1) -(-
a3*c23)*qc(3,1) ; 
 (0)*qc(1,1) (a2*s2+a3*s23)*qc(2,1) 
(a3*s23)*qc(3,1)]; 
 Jcongcham=(Jcham'-Jcong*(Jcham*J'+J*Jcham'))*(J*J')^-
1; 
 q=q+Jcong*xc*(T/N); 
 qcc=Jcongcham*xc; 
 t=t+T/N; 
 q1=q(1,1); q2=q(2,1); q3=q(3,1); 
 dcq1(i)=q(1,1);dcq2(i)=q(2,1);dcq3(i)=q(3,1); 
 vtq1(i)=qc(1,1);vtq2(i)=qc(2,1);vtq3(i)=qc(3,1); 
 gtq1(i)=qcc(1,1);gtq2(i)=qcc(2,1);gtq3(i)=qcc(3,1); 
 tt(i)=t; 
 xd(i)=q1+a2*c2+a3*c23; 
 yd(i)=0.2 +a2*s2+a3*s23; 
xx=0; 
yy=0; 
% if j<4 
% x1(i)=5.689505462104990+a(j,1)*t; 
% y1(i)=1.294108461891543+a(j,2)*t; 
% else 
% x1(i)=5.689505462104990-0.35+0.35*cos(t*pi/T); 
% y1(i)=1.294108461891543+0.35*sin(t*pi/T); 
% end 
if j<2 
x1(i)=xx+a(j,1)*t^2; 
y1(i)=yy+a(j,2)*t^2; 
else 
hs=5.2; 
hs1=1; 
x1(i)=xx+hs1*sin(48.3*pi*t/T/180); 
y1(i)=hs-hs*cos(48.3*pi*t/T/180); 
end 
end 
color=[1 0 0; 0 0 0; 0 0 1; 1 0 0]; 
line={'->' '-<' '--' '-'};width=[1.5 1 2 2]; 
%========================CHUYEN 
DICH====================== 
if kk==1 
subplot(1,3,1);plot(tt,dcq1/1,line{j},'MarkerIndices',1:
50:length(dcq1),'color',color(j,:),'LineWidth',width(j))
; 
172 
xlabel('t (s)','fontsize',14); 
 grid on 
ylabel('$x 
(m)$','InterPreter','Latex','fontsize',14);hold on; 
xlim([0 T]); 
subplot(1,3,2);plot(tt,(2*pi-
dcq2),line{j},'MarkerIndices',1:50:length(dcq1),'color',
color(j,:),'LineWidth',width(j)); 
xlabel('t (s)','fontsize',16);ylabel('\theta_2 
(rad)');hold on; 
xlim([0 T]); 
 grid on 
subplot(1,3,3); 
plot(tt,(2*pi-
dcq3),line{j},'color',color(j,:),'MarkerIndices',1:50:le
ngth(dcq3),'LineWidth',width(j)); 
xlabel('t (s)','fontsize',16);ylabel('\theta_3 
(rad)');hold on; 
xlim([0 T]); 
 grid on 
elseif kk==2 
subplot(1,3,1);plot(tt,vtq1,line{j},'color',color(j,:),'
MarkerIndices',1:50:length(dcq1),'LineWidth',width(j)); 
xlabel('t (s)','fontsize',16); 
ylabel('$\dot{x}~(m/s)$','InterPreter','Latex','fontsize
',14); 
xlim([0 T]); 
subplot(1,3,2);plot(tt,vtq2,line{j},'color',color(j,:),'
MarkerIndices',1:50:length(dcq1),'LineWidth',width(j)); 
xlabel('t (s)','fontsize',16); 
ylabel('$\dot{\theta_2}~(rad/s)$','InterPreter','Latex',
'fontsize',16); 
hold on; xlim([0 T]); 
grid on 
subplot(1,3,3); 
plot(tt,vtq3,line{j},'color',color(j,:),'MarkerIndices',
1:50:length(dcq1),'LineWidth',width(j)); 
xlabel('t (s)','fontsize',16); 
ylabel('$\dot{\theta_3}~(rad/s)$','InterPreter','Latex',
'fontsize',16); 
hold on; 
grid on 
xlim([0 T]); 
elseif kk==3 
173 
subplot(1,3,1);plot(tt,gtq1,line{j},'color',color(j,:),'
MarkerIndices',1:50:length(dcq1),'LineWidth',width(j)); 
xlabel('t (s)','fontsize',16); 
ylabel('$\ddot{x}~(m/s^2)$','InterPreter','Latex','fonts
ize',14); 
hold on; 
grid on 
xlim([0 T]); 
subplot(1,3,2);plot(tt,gtq2,line{j},'color',color(j,:),'
MarkerIndices',1:50:length(dcq1),'LineWidth',width(j)); 
xlabel('t (s)','fontsize',16); 
ylabel('$\ddot{\theta_2}~(rad/s^2)$','InterPreter','Late
x','fontsize',16); 
hold on; 
grid on 
xlim([0 T]); 
subplot(1,3,3); 
plot(tt,gtq3,line{j},'color',color(j,:),'MarkerIndices',
1:50:length(dcq1),'LineWidth',width(j)); 
xlabel('t (s)','fontsize',16); 
ylabel('$\ddot{\theta_3}~(rad/s^2)$','InterPreter','Late
x','fontsize',16); 
hold on; 
grid on 
xlim([0 T]); 
elseif kk==4 
subplot(1,2,1);semilogy(tt,abs((x1-
xd))./xd/1e3,line{j},'color',color(j,:),'MarkerIndices',
1:50:length(dcq1),'LineWidth',width(j)); 
xlabel('t(s)','Interpreter', 'latex','fontsize',16); 
ylabel('$\frac{|x^c_{E}-x_{E}|}{|x_{E}|}$',... 
 'Interpreter', 'latex','fontsize',16); 
hold on; xlim([0 T]); 
grid on