Thiết kế, chế tạo robot hút bụi thông minh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.09 MB, 55 trang )
Bạn đang đọc: Thiết kế, chế tạo robot hút bụi thông minh
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT HÚT BỤI
THÔNG MINH
Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Số thẻ sinh viên :
Lớp:
PGS.TS TRẦN XUÂN TÙY
TRẦN HỒNG THẮNG
101130214
13CDT2
Đà Nẵng, 05/2018
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ
NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thơng tin chung:
1. Họ và tên sinh viên: Trần Hồng Thắng
2. Lớp: 13CDT2
Số thẻ SV: 101130214
3. Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thông minh
4. Người hướng dẫn: Trần Xuân Tùy
Học hàm/ học vị: PGS.TS
II. Nhận xét đồ án tốt nghiệp:
1. Về tính cấp thiết, sáng tạo và ứng dụng của đồ án: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
4. NCKH: (nếu có bài báo khoa học hoặc ĐATN là đề tài NCKH: cộng thêm 1đ)
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
III.
Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ)
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
IV. Đánh giá:
1. Điểm đánh giá:
2. Đề nghị:
/10
Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2018
Người hướng dẫn
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 1
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ
PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
V. Thơng tin chung:
5. Họ tên sinh viên: Trần Hồng Thắng
Lớp: 13CDT2
6. Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thông minh
VI.Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
Điểm Điểm Điểm
tối đa trừ cịn lại
TT Các tiêu chí đánh giá
1
Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp,
giải quyết đủ nhiệm vụ đồ án được giao
– Hiểu và vận dụng được kiến thức Toán và khoa học tự
nhiên trong vấn đề nghiên cứu
1b – Hiểu và vận dụng được kiến thức cơ sở và chuyên
ngành trong vấn đề nghiên cứu
1c – Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm mơ
phỏng, tính tốn trong vấn đề nghiên cứu
1d – Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài
ứng dụng trong vấn đề nghiên cứu
1e – Có kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề
1a
1f
2
2a
2b
– Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; có thể ứng dụng
thực tiễn:
Kỹ năng viết :
– Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc
tích
– Thuyết minh đồ án khơng có lỗi chính tả, in ấn, định
80
15
25
10
10
10
10
20
15
5
dạng
3
Tổng điểm đánh giá: theo thang 100
Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)
3. Ý kiến khác:
……………………………………………………………………………………….
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2018
Họ tên & Chữ kí người chấm
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 2
Đồ án Tốt nghiệp
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ
PHIẾU NHẬN XÉT BẢO VỆ & CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
VII.
Thông tin chung:
7. Họ tên sinh viên: Trần Hồng Thắng
Lớp: 13CDT2
8. Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thơng minh
VIII. Nhận xét về tình hình bảo vệ và chấm đồ án tốt nghiệp:
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
Đà Nẵng, ngày
Chủ tịch HĐ
SVTH: Trần Hồng Thắng
tháng
năm 201
Thư ký HĐ
Trang 3
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT HÚT BỤI THÔNG MINH
Họ và tên SV : Trần Hồng Thắng
Mã SV
: 101130214
Lớp
: 13CDT2
GV hướng dẫn : PGS.TS. Trần Xuân Tùy
GV duyệt
: GV.TS. Nguyễn Danh Ngọc
Nội dung đã làm được bao gồm các vấn đề sau:
1. Nhu cầu thực tế của đề tài.
Sau 5 năm được rèn học tập, lĩnh hội kiến thức từ lý thuyết đến các buổi thực
hành, các đồ án cùng với thực tập thì đồ án tốt nghiệp chính là sản phẩm đúc kết tất
cả những gì em đã linh hội được. Từ những kiến thức đó cùng với khả năng và nhu
cầu thực tế hiện nay, em đã tự chọn ra cho mình đề tài “ Thiết kế, chế tạo Robot hút
bụi thông minh” dưới sự hướng dẫn của thầy PGS.TS Trần Xuân Tùy.
Với xã hội càng ngày càng hiện đại, và con người ngày càng dành thời gian nhiều
hơn cho cơng việc và nghỉ ngơi thì làm việc nhà đã cần đến sự có mặt của các Robot
tự động. Hiện nay trên thực tế đã có một số loại máy hút bụi cũng như Robot hút bụi,
nhưng bản thân em muốn ứng dụng những kiến thức mình đã học và tiếp thu để tổng
hợp tự thiết kế và chế tạo ra Robot cho riêng mình. Kết hợp cả quét rác và hút hụi, sẽ
thuận tiện và sạch sẽ hơn nhiều. Ngoài ra hiện nay việc sử dụng Robot cho các nhà có
tầng, cầu thang mang đến nguy cơ Robot sẽ bị rơt rớt cầu thang nếu không có sự che
chắn cẩn thận. Nhưng với sợ cải tiến ở Robot hút bụi thơng minh này thì nguy cơ đó
sẽ bị loại bỏ hồn tồn với khả năng nhận biết được địa hình có thể bị rơi rớt. Khiến
người dung có thể yên tâm để chú Robot dọn nhà sạch sẽ mà không lo ngại bị rơi rớt,
hư hỏng.
2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp:
Trong đề tài này chúng em thiết kế cơ cấu cho máy, tìm hiều các phương pháp
điều khiển để đưa ra phương án tối ưu nhất, nghiên cứu tính thiết thực của sản và
đưa ra giải pháp phù hợp để đảm bảo khả năng hoạt động của Robot cao nhất và ít
khả năng hư hỏng nhất
– Tính tốn thiết kế các bộ phận với tỉ lệ thật nhằm đưa sản phẩm vào sử
dụng thực tế
–
Thiết kế và thi công Robot
3. Nội dung đề tài đã thực hiện :
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 4
Đồ án Tốt nghiệp
–
Số trang thuyết minh: 75
–
Số bản vẽ: 4A0
–
Mơ hình: 1 Robot hút bụi hồn thiện
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
4. Kết quả đã đạt được:
* Phần lý thuyết đã tìm hiểu:
– Tổng quan Robot hút bụi, tính thiết thực và cấp thiết của đề tài.
– Các sản phẩm Robot hút bụi trên thế giới
– Đứa ra các phương án truyền động, quét, hút bụi để lựa chọn phương án tối ưu
nhất cho đề tài
– Tính tốn lựa chọn các thành phần, động cơ, bộ truyền sử dụng trong Robot
hút bụi.
– Thiết kế các bộ phận, khung gá đặt của robot.
– Giới thiệu thành phần và các module chức năng điều khiển động cơ.
* Đã lựa chọn và thiết kế phần:
– Lựạ chọn và đưa ra các phương án tối ưu nhất.
– Lựa chọn các cơ cấu truyền động cho robot.
– Chọn các loại động cơ sử dụng.
– Chọn cách di chuyển hợp lí, hồn tồn tự động.
* Kèm Robot hút bụi hoàn thiện
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 5
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Khoa : Cơ Khí
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trần Hồng Thắng
Lớp: 13CDT2
Số thẻ sinh viên: 101130214
Khoa: Cơ Khí
Ngành: Cơ Điện Tử
1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thông minh
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
–
Tìm hiểu một số Robot hút bụi khác để phân tích ưu nhược điểm đưa ra ý
tưởng thiết kế
Đưa ra ngun lí, tính tốn lựa chọn cơ cấu phù hợp để thiết kế
Thiết kế Robot bằng Solidworks, tìm hiểu code điều khiển
Thi cơng, lắp ráp Robot
Hoàn thành Robot, thuyết minh bản vẽ
4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
– Bản vẽ tổng thể chế tạo : 1A0
– Bản vẽ sơ đồ động
: 1A0
– Bản vẽ sơ đồ mạch điện : 1A0
– Bản vẽ sơ đồ thuật toán : 1A0
5. Họ và tên người hướng dẫn : PGS.TS. Trần Xuân Tùy
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
5/2/2018
7.Ngày hồn thành đồ án: 25/5/2018
Đà Nẵng, ngày
Trưởng Bộ mơn kỹ thuật
tháng
năm 201
Người hướng dẫn
Cơ điện tử
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 6
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, Robot khơng cịn là cái gì đó quá xa lạ với mọi người, chúng là sự kết
tinh những thành tựu to lớn về khoa học kỹ thuật của nhân loại. Robot được ứng
dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, y tế, nghiên cứu khoa học, giải trí, phục
vụ đời sống con người. Kéo theo đó là những yêu cầu về những thế hệ robot thông
minh, linh hoạt có kỹ năng lao động như con người. Cùng với sự phát triển của
kinh tế – xã hội ở Việt Nam việc đưa robot vào trong các hoạt động sản xuất công
nghiệp ngày càng nhiều. Tuy nhiên đối với các robot phục vụ trong gia đình, robot
giải trí – gọi chung là các robot dịch vụ còn là một lĩnh vực khá mới mẻ và ít được
quan tâm.
Từ đó, em chọn đề tài: “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT HÚT BỤI THƠNG
MINH” cho đồ án tốt nghiệp của mình. Robot thực hiện việc hút bụi hoàn toàn tự
động chỉ cần một nút nhấn trên ROBOT.
Trong q trình tìm tịi, nghiên cứu và sử dụng các kiến thức bản thân nhưng do
sự hạn chế về mặt kiến thức, mà khoa học về Robot lại rộng lớn nên chúng em
không thể tránh được những thiếu sót. Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự chỉ
bảo tận tình của các thầy trong khoa giúp chúng em bổ sung và nắm vững vốn kiến
thức của mình.
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã được sự giúp đỡ hướng dẫn
tận tình của thầy PGS.TS Trần Xuân Tùy và GV.TS Nguyễn Danh Ngọc cùng các
thầy trong khoa Cơ khí đã giúp chúng em hoàn thành đồ án này.
Sinh viên thực hiện.
Trần Hồng Thắng
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 7
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
CAM ĐOAN
Kính gửi: – Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
– Khoa Cơ Khí
Em xin cam đoan nội dung của đồ án không phải sao chép bất cứ đồ án hay
công trình nào đã có trước đây. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã được
cảm ơn, các thơng tin trích dẫn trong đồ án đã được ghi nguồn gốc rõ ràng và được
phép công bố.
Sinh viên thực hiện:
Trần Hồng Thắng
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 8
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
MỤC LỤC
Xem thêm: Chứng Chỉ Điều Dưỡng Nha Khoa
LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………………………………1
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ROBOT…………………………………………. 11
1.1. Khái niệm về Robot : ………………………………………………………………………. 11
1.2.Phân loại Robot:………………………………………………………………………………. 12
1.3. Các bộ phận của robot di động thông minh : ……………………………………….. 13
1.4. Các mơ hình điều khiển robot: ………………………………………………………….. 14
1.4.1. Mơ hình kiểu phản xạ : ………………………………………………………………. 14
1.4.2. Mơ hình “sens – plan – act “ :……………………………………………………… 14
1.4.3. Mơ hình kiểu lai : ……………………………………………………………………… 14
1.5. Tổng quan về Robot hút bụi : ……………………………………………………………. 15
1.5.1. Robot hút bụi M388 ………………………………………………………………….. 15
1.5.2. Robot hút bụi NaviBot S Robotic Cleaner : …………………………………… 16
1.5.3. Robot hút bụi thông minh Cocorobo với model RX-V60: ……………….. 17
1.6. Tính năng chung của robot hút bụi: ……………………………………………………. 18
CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ…………………………….. 19
2.1. Phân tích phương án và chọn kết cấu cơ khí: ……………………………………….. 20
2.1.1. Lựa chon động cơ cho robot: ………………………………………………………. 21
2.1.2. Lựa chọn bánh xe cho robot: ………………………………………………………. 23
2.1.3. Lựa chọn cơ cấu hút quét bụi:……………………………………………………… 23
2.2. Phân tích phương án và chọn hệ thống điều khiển: ……………………………….. 24
2.3. Phân tích động học cho robot: …………………………………………………………… 25
2.3.1. Các hướng điều khiển chuyển động cho robot: ………………………………. 25
2.3.1.1. Chuyển động tịnh tiến: ………………………………………………………… 26
2.3.1.2. Chuyển động xoay: ……………………………………………………………… 27
2.3.1.3 Phương trình động học cho robot: ………………………………………….. 27
2.4. Tính tốn các thơng số động học cho robot: ………………………………………… 30
2.4.1. Tính chọn thơng số động cơ và đường kính bánh xe: ………………………. 31
2.4.2. Tính chọn thơng số động cơ chổi qt: …………………………………………. 31
2.4.3. Tính chọn thơng số động cơ bộ phận qt rác bụi: ………………………….. 32
2.5. Một số hình ảnh robot khi thiết kế và thực tế ……………………………………….. 33
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 9
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN……………………………………… 37
3.1. Sơ đố khối: ……………………………………………………………………………………. 37
3.2. Mạch vi điều khiển:…………………………………………………………………………. 41
3.3. Mạch điều khiển động cơ: ………………………………………………………………… 43
3.4. Mạch cảm biến siêu âm: …………………………………………………………………… 45
3.5. Thuật tốn đọc SRF05:…………………………………………………………………….. 46
3.6. Chạy tự đơng đi thẳng: …………………………………………………………………….. 47
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ………………………… 47
Đánh giá kết quả: ……………………………………………………………………………… 47
Một số vấn đề đạt được: ……………………………………………………………………. 48
Các hạn chế:……………………………………………………………………………………. 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………………………….. 54
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 10
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ROBOT
1.1 Khái niệm về Robot :
Nguyên gốc của một từ La Tinh là robota có nghĩa là người tạp dịch. Như vậy
mục đích ra đời của robot là thay thế con người làm 1 số cơng việc nào đó.
Robot hay người máy là một loại máy có thể thực hiện những cơng việc một
cách tự động bằng sự điều khiển của máy tính.
Robot là một tác nhân cơ khí, nhân tạo, ảo, thường là một hệ thống cơ khí-điện
tử. Với sự xuất hiện và chuyển động của mình, robot gây cho người ta cảm giác
rằng nó giác quan giống như con người. Từ “robot” (người máy) thường được hiểu
với hai nghĩa: robot cơ khí và phần mềm tự hoạt động.
Ngày nay, người ta vẫn còn đang tranh cãi về vấn đề: “Một loại máy như thế nào
thì đủ tiêu chuẩn để được gọi là một robot?” Một cách gần chính xác, robot phải có
một vài (không nhất thiết phải đầy đủ) các đặc điểm sau đây:
▪ Không phải tự nhiên,tức là do con người sáng tạo ra.
▪ Có khả năng nhận biết mơi trường xung quanh.
▪ Có thể tương tác với những vật thể trong mơi trường.
▪ Có sự thơng minh, có khả năng đưa ra các lựa chọn dựa trên môi trường và
được điều khiển một cách tự động theo những trình tự đã được lập trình trước.
▪ Có khả năng điều khiển đuợc bằng các lệnh để có thể thay đổi tùy theo yêu cầu
của người sử dụng.
▪ Có thể di chuyển quay hoặc tịnh tiến theo một hay nhiều chiều.
▪ Có sự khéo léo trong vận động.
Sau đây là một số định nghĩa về robot :
❖ Tiêu chuẩn quốc tế ISO 8373 định nghĩa robot như sau: “Đó là một loại máy
móc được điều khiển tự động, được lập trình sẵn, sử dụng vào nhiều mục đích khác
nhau, có khả năng vận động theo nhiều hơn 3 trục, có thể cố định hoặc di động tùy
theo những ứng dụng của nó trong công nghiệp tự động.”
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 11
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
❖ Joseph Engelberger, một người tiên phong trong lĩnh vực robot công nghiệp
nhận xét rằng: “Tôi không thể định nghĩa robot, nhưng tơi biết loại máy móc nào là
robot khi tơi nhìn thấy nó!”.
❖ Từ điển Cambridge trực tuyến định nghĩa robot rằng rằng: “Đó là một loại máy
có thể thực hiện những công việc một cách tự động bằng sự điều khiển của máy
tính”.
❖ Người máy hay Robot là cơng cụ cơ điện tử, thủy lực, nhân tạo, ảo,… thay thế
con người trong công nghiệp hay môi trường nguy hiểm. Robot cịn là cơng cụ để
giúp con người giải trí, tìm hiểu khoa học.
Ta có thể thấy định nghĩa về robot là 1 định nghĩa “mở”, nghành công nghiệp
robot ngày càng phát triển, con người sẽ được chứng kiến sự ra của nhiều loại robot
hơn nữa.
1.2.Phân loại Robot:
Có rất nhiều định nghĩa cũng như cách phận loại robot. Sau đây là một số cách
phân loại robot.
Theo Viện Robotics Hoa Kỳ(Robotics Institute of America – RIA) thì có 4 loại
robot như sau:
• Robot vân hành với sự điều khiển của con người.
• Tự vận hành với chu trình được định trước.
• Robot khả trình, điều khiển được với quỹ đạo liên tục.
• Robot có khả năng tự thu nhận thơng tin từ môi trường để đưa ra chuyển động
thông minh.
Theo Hiệp Hội Robot Nhật Bản:
• Robot vận hành với sự điều khiển của con người
• Robot vận hành với trình tự cố định.
• Robot vận hành với trình tự được điều khiển đơn giản.
• Playback Robot, Robot được lập trình sẵn nhiều cách chuyển động.
• Robot điều khiển bằng số với các tác vụ được lập sẵn.
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 12
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
• Robot thơng minh : có thể tự hiểu được mơi trường để hành động hồn thành
tác vụ
Ngồi ra cịn các cách phân loại robot theo hình dáng và chức năng của robot ví
dụ như: robot cơng nghiệp,tay máy,robot giống người,robot mô phỏng động vật…
1.3 Các bộ phận của robot di động thơng minh :
Một robot thường bao gồm có 3 bộ phận: bộ phận cảm nhận, bộ phận điều
khiển và bộ phận chấp hành.
• Bộ phận cảm nhận: thu nhận thông tin từ môi trường. Bao gồm các sensor nội
và sensor ngoại.
• Bộ phận điều khiển: nhận thơng tin từ khối cảm biến, đưa ra quyết định dựa
trên thuật toán điều khiển và các lệnh tới khối cơ cấu chấp hành.
• Bộ phận chấp hành: thực hiện hành động của robot. Nhận thông tin điều khiển
từ bộ phận điều khiển. Trong nhiều trường hợp bộ phận chấp hành nhận thông tin
thẳng từ bộ phận cảm nhận.
Robot
Môi
Trường
Cảm
nhận
Điều khiển
(gồm vi xử lý và bộ nhớ)
Chấp
hành
Hình 1.1: Ba bộ phận của robot
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 13
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
1.4. Các mơ hình điều khiển robot:
1.4.1. Mơ hình kiểu phản xạ:
Chấp Hành
Cảm Nhận
Hình 1.2 : Mơ hình kiểu phản xạ
Mơ hình này khơng có khối điều khiển. Thơng tin từ khối cảm nhận được đưa
thẳng tới khối chấp hành, từ đó cơ cấu chấp hành hoạt động. Mơ hình này có ưu
điểm là tốc độ đáp ứng nhanh.
1.4.2. Mơ hình “sens – plan – act“:
Lên kế hoạch
Cảm nhận
Chấp hành
Hình 1.3 : Mơ hình tuần tự
Ở mơ hình này, thơng tin của môi trường được cảm nhận. Thông tin này được
truyền tới bộ phận điều khiển, bộ phận điều khiển sẽ phân tích và từ đó đưa ra thơng
tin điều khiển tới bộ phận chấp hành. Mơ hình này có tốc độ đáp ứng chậm.
1.4.3. Mơ hình kiểu lai:
Lập kế hoạch
Cảm Nhận
Chấp hành
Hình 1.4 : Mơ hình lai
Mơ hình này là mơ hình kết hợp giữa 2 kiểu mơ hình trên.Mơ hình lai bao gồm
nhiều cặp “cảm nhận – châp hành” hoạt động như mơ hình phản xạ, tốc độ đáp ứng
khá nhanh. Bên cạnh đó có 1 khối điều khiển lập kế hoạch cho toàn bộ tác vụ của
robot.
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 14
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
1.5. Tổng quan về Robot hút bụi
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, đời sống người dân tăng cao, giờ đây
các loại máy giặt, máy rửa bát, máy hút bụi xuất hiện ngày càng nhiều trong các
gia đình, giúp giải phóng bớt gánh nặng của người phụ nữ. Tuy nhiên với nhịp
sống ngày càng nhanh như hiện nay thì việc xuất hiện các robot phục vụ tự động
trong gia đình đang trở nên cần thiết hơn.
Sự xuất hiện của một số robot hút bụi thông minh tại Việt Nam trong những
năm gần đây, cho thấy nhu cầu cầu sử dụng robot thơng minh trong gia đình
khơng phải là nhỏ, và cho thấy thị trường tiềm năng trong lĩnh vực cịn mới mẻ
này.
Có thể nói, Robot là sự tổ hợp khả năng hoạt động linh hoạt của các cơ cấu
điều khiển từ xa với mức độ “tri thức” ngày càng phong phú của hệ thống điều
khiển theo chương trình số cũng như kỹ thuật chế tạo các bộ cảm biến, cơng nghệ
lập trình và các phát triển của trí khơn nhân tạo…
Một robot hút bụi thông minh không giống như các loại máy hút bụi thơng
thường, Nó có thể thực hiện cơng việc hút bụi một cách hồn tồn tự động theo
chương trình đã được lập sẵn. Rất thích hợp cho các gia đình và văn phịng có nền
nhà gỗ, thảm, đá hoa. Với kích thước nhỏ gọn một số robot hút bụi có thể di
chuyển hết cả phịng, những nơi mà máy hút bụi thông thường không với vào được
như gầm giường, gầm ghế…
Được mệnh danh là máy hút bụi thơng minh, một số robot hút bụi có thiết kế
nhỏ gọn bao gồm một cổng hút dài và hệ thống chổi qt lơ trịn và chổi qt cạnh,
khi di chuyển nó sẽ xới bụi và cổng hút sẽ hút hết bụi bẩn. Chính vì vậy mà động
cơ hút bụi khơng cần có cơng suất lớn như máy hút bụi thơng thường. Robot có
thể hút bụi mạnh mẽ và quét sạch theo cách dùng chổi xoay,quay tròn lấy đi các
bụi bẩn trên thảm,bánh dẫn hướng linh hoạt tự điều chỉnh độ cao giúp robot có thể
di chuyển lên hoặc xuống thảm một cách đơn giản. Phát hiện vật cản ,tự động
chuyển hướng để tránh rơi xuống cầu thang. Thu gom rác và bụi bẩn vào hai khu
vực riêng biệt.
Dưới đây là một số mẫu robot của một số công ty:
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 15
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
1.5.1. Robot hút bụi M388: của hãng Jinke (China)
Robot hút bụi thơng minh M388 khi tích hợp chức năng 5 trong 1: qt, hút
bụi, diệt khuẩn, làm sạch khơng khí và lau sàn nhà. Robot dễ dàng đi vào tất cà các
ngóc ngách trong phịng, hút sạch bụi. Khi gặp chướng ngại như chân bàn, chân
ghế với hệ thống cảm ứng điện tử thông minh robot sẽ tự tránh hoặc đi vịng quanh
hút bụi. Robot được tích hợp hệ thống bánh xe giúp robot có thể tự chạy quanh
nhà hút bụi. Với hệ thống chổi quét ven Robot sẽ quét dọn từng ngóc ngách trong
nhà bạn, nhất là chân tường và các góc khuất. Robot thơng minh sẽ giúp tránh
được việc phải đi cùng, tiếp xúc trực tiếp với bụi bặm, tiếng ồn – những yếu tố gây
tác động xấu lên sức khỏe.
Hình 1.5 : Robot hút bụi M388
1.5.2. Robot hút bụi NaviBot S Robotic Cleaner :
Là sản phẩm của Công ty Samsung. Hình dánh trịn, dẹp, cao gần 90 mm nên có thể
chui xuống các gầm bàn, gầm tủ nhà bạn để hút bụi và quét sạch các loại rác nhỏ. Phía
trước của robot có 2 cái chổi xoay nhỏ sẽ liên tục xoay để cuốn bụi và rác vào bên
trong thân máy.Đặc biệt, phía trên của con robot được tích hợp camera có khả năng
quan sát khơng gian căn phịng phía trước mặt để biết chỗ nào có rác chỗ nào không,
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 16
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
đồng thời nó sẽ ưu tiên chạy đến những chỗ có nhiều bụi hay rác bẩn để làm sạch chỗ
đó trước.
Hình 1.6 : Robot hút bụi NaviBot S Robotic Cleaner
1.5.3. Robot hút bụi thông minh Cocorobo với model RX-V60:
Đây là sản phẩm của cơng ty Sharp (Nhật Bản) với nhiều tính năng vượt trội có
có thiết kế dạng trịn với đường kính 29,9cm,đồng thời cho phép người dùng điều
khiển máy ngay cả khi đang không ở trong nhà. Cocorobo Navi là một ứng dụng
chạy trên Android và iOS, nó sẽ giúp chúng ta tạo một “bản đồ ảo” bằng cách sắp
đặt các vật dụng lên một mặt sàn phỏng theo cách bố trí đồ đạc của một tầng nào
đó trong nhà (ứng dụng này cũng có phép tùy chỉnh kích thước sàn). Dựa vào đây,
người dùng có thể thiết lập đường đi cho RX-V60, và bản thân chú robot này cũng
sẽ biết được ở đâu đang có vật cản để mà tránh né.
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 17
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
Hình 1.7 : Robot hút bụi thông minh Cocorobo với model RX-V60
1.6. Tính năng chung của robot hút bụi:
– Robot tự động lau sạch sàn nhà của bạn,hoạt động hiệu quả trên mọi bề mặt
chất liệu như sàn thảm, gỗ, vải sơn lót sàn, gạch lát… đơn giản chỉ cẩn bấm nút.
– Vách ngăn gắm cảm biến giúp cho robot không bị rơi xuống bậc thang.
– Có các mức cài đặt thời gian hoạt động.
– Bộ phận chứa bụi bẩn và rác dể dàng tháo lắp làm vệ sinh.
– Bộ điều khiển từ xa giúp ta có thể điều khiển robot hoạt động theo ý muốn và
có thể bấm dừng robot bất cứ lúc nào khi robot đang hoạt động.
– Bộ chổi quét có thể thay thế dễ dàng khi bị hư hỏng.
– Robot hoạt động theo chương trình cài đặt sẵn: ngẫu nhiênđường xoắn ốc-dọc
theo chân tường-xoắn ốc-chữ Z-xoắn ốc-ngẫu nhiên.
– Robot chỉ dừng lại khi căn phòng đã sạch hồn tồn, và nó sẽ phát tiếng kêu
“tite”, nháy đèn báo hiệu hoàn thành nhiệm vụ và “đứng chờ” ở nơi bạn dễ nhận
thấy nhất.
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 18
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
CHƯƠNG 2
TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ
2.1. Phân tích phương án và chọn kết cấu cơ khí:
Robot hút bụi có thể di chuyển bằng nhiều phương án và có nhiều kiểu hút
khác nhau:
– Cách di chuyển:
+ Robot có thể sử dụng phương án gồm 3 bánh trong đó có 1 bánh dẫn hướng
và 2 bánh xe phát động.
+ Robot có thể được sử dụng phương án gồm 4 bánh để hoạt động.
– Cách hút bụi :
+ Robot có thể sử dụng phương án gồm 3 bước là thu bụi vào ống,đẩy vào bên
trong,đưa bụi vào khu chứa.
+ Robot có thể sử dụng phương án gồm 2 chổi quét bụi và cơ cấu hút.
+ Robot có thể sử dụng phương án cơ cấu tạo dòng chuyển động cho bụi và cơ
cấu hút.
Chọn phương án thích hợp:
– Về phương án di chuyển:
+ Phương án gồm 4 bánh xe làm cho robot có kích thước lớn hơn, mặt khác
robot di chuyển rất khó khăn thực hiện được chức năng chạy mọi vị trí trong
nhà.Nếu ta sử dụng 4 bánh xe đa hướng và dùng 4 động cơ điều khiển thì khắc
phục được việc chạy theo nhiều hướng nhưng sẽ khó khăn cho điều khiển.
+ Về phương án di chuyển khi sử dụng 3 bánh xe gồm 1 bánh dẫn hướng và 2
bánh phát động có thể làm cho robot nhỏ gọn hơn di chuyển được những góc cua
điều khiển đơn giản.
Vì vậy ta chọn được phương án sử dụng 3 bánh xe
– Về phương án hút bụi :
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 19
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
+ Nếu dùng phương án qua ba bước thì rất phức tạp vì miệng hút khi hút sẽ
nhỏ, cơ cấu đẩy bụi vào trong chỉ có 1 trục xoay nên lực đẩy yếu, nên không hiệu
quả nhiều.
+ Nếu sử dụng phương án gồm 2 chổi quét đưa rác vào khu vực hút thì việc
qt sẽ nhanh chóng hơn, tạo điều kiện rác tập trung cho cơ cấu hút làm việc, làm
tăng hiệu quả hút rác.
+ Khi ta chọn phương án sử dụng 1 cơ cấu tạo lực hút gồm 2 trục xoay để tạo
thành dòng chuyển động của bụi bẩn lên trên và có 1 cơ cấu hút để thu tồn bộ bụi
vào bộ phận chứa thì khá hiệu quả nhưng sẽ khó khăn khi bố trí vảo các robot và
việc lắp đặt các bộ phận khác sẽ khó khăn hơn, robot sẽ có kích thước lớn
hơn,nặng nề hơn.
Chọn phương án 2 vì những ưu điểm trên.
2.1.1. Lựa chon động cơ cho robot:
– Hiện tại trên thị trường Đà Nẵng có các loại động cơ thơng dụng đó là: Động
cơ DC, động cơ đề, động cơ bước, động cơ servo..
+ Động cơ đề : Có cơng suất lớn, thường có kích thước lớn khơng phù hợp cho
việc truyền động chính cho robot.
+ Động cơ bước : Điều khiển vị trí, tốc độ chính xác nhưng cũng thường khá
lớn về kích thước và khối lượng nên không phù hợp.
+ Động cơ servo : Điều khiển một cách chính xác về vị trí và tốc độ,nhưng
mạch điều khiển phức tạp hơn nên khơng được chọn lựa.
+ Động cơ DC bình thường : Nhỏ gọn,dễ gá đặt ,cơng suất thấp.Phù hợp cho
robot vì yêu cầu nhỏ gọn đồng thời cũng không cần cho robot chạy với tốc độ cao
khi làm việc,mạch điều khiển gọn .
Đồng thời việc lựa chọn động cơ DC để điều khiển cơ cấu xoay vòng tạo lực
hút sẽ phù hợp với yêu cầu nhỏ gọn và đủ khả năng của robot.
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 20
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
2.1.2. Lựa chọn bánh xe cho robot:
– Về bánh xe tự lựa thì có nhiều loại:
+ Bánh bi cầu ( Bánh xe mắt trâu )
Loại bánh xe này có thể dùng làm bánh lái cho robot,tải trọng 70kg,
Toàn bộ bánh xe làm bằng sắt và bi thép nên rất bền.
Đơn giản ,gọn gàng và rất dễ lắp đặt.
Nhược điểm : bánh xe chạy trên mặt nền có cát rất dễ bị kẹt bánh.
Hình 2.1. Bánh bi cầu
+ Bánh xe tự lựa loại xe đẩy, ghế xoay:
.
Hình 2.2. Bánh tự lựa
Bánh xe kết cấu đơn giản, dễ lắp đặt
Độ linh hoạt không cao như bánh xe cầu nhưng có ưu điểm giá rẻ, hoạt động khá
tốt khơng lo bị kẹt cát…
Do đó chọn phương án bánh xe ghế xoay với các ưu điểm trên.
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 21
Đồ án Tốt nghiệp
–
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
Về bánh xe phát động:
+ Bánh xe nhựa
Loại bánh xe này có thể dùng kết hợp với encoder, động cơ cơng suất nhỏ trục 6mm
.Có thể lắp trực tiếp vào bằng keo hoặc lắp bằng vít xun tâm
Đường kính ngồi 60mm. Trục 6mm. Độ rộng 17mm. khối lượng 10g
Tải trọng 5kg
Hình 2.3. Bánh xe nhựa
+ Bánh xe nhơm:
Loại bánh xe này có thể dùng làm bánh chủ động cho robot
Khối lượng 180g ,tải trọng 50kg. Đường kính ngồi 100mm, bề rộng 35mm
Trục bánh có thể lắp trực tiếp với các loại động cơ giảm tốc có đường kính trục từ 4
đến 24mm. Ngồi ra có thể gắn bạc đạn (ổ bi) để làm bánh xe thụ động.
Bánh xe được đúc bằng nhơm có độ bền cao ,vỏ được bọc silicon mềm và có nhiều
rảnh nên có độ bám cao.
Hình 2.4. Bánh xe nhôm
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 22
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
Bánh xe nhựa thấy có độ bám khơng cao nhất là hoạt động trên sàn nhà khá trơn,
chịu tải trọng nhỏ. Trong khi đó bánh xe nhơm có độ bám cao hơn, chịu được tải trọng
lớn hơn, kích thước lớn phù hợp với thiết kế robot hơn. Nên chọn phương án bánh xe
nhôm.
2.1.3. Lựa chọn cơ cấu hút quét bụi:
Hiện tại trên thị trường các hãng cho ra rất nhiều cơ cấu hút bụi hay, như đã đề cập ở
phần giới thiệu:
Hình 2.5. Cơ cấu quét rác bằng 2 trục ngược chiều có kết hợp hút bụi
Cơ cấu này hút bụi bằng 3 bước:
–
Bước 1: Quét bụi bằng chổi quét tròn đưa vào khu vực hút.
–
Bước 2: Hai trục xoay ngược chiều với tốc độ cao đưa bụi vào buồng trong.
–
Bước 3: Với sự trợ giúp quạt hút, bụi được đưa tiếp vào thùng rác
Cơ cấu này rất hay, hút bụi rác hiệu quả nhưng thiết kế chế tạo có độ phức tạp cao,
cần quạt hút tốc độ cao.
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 23
Đồ án Tốt nghiệp
Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi
Hình 2.6. Cơ cấu quét hút bụi kết hợp chùi rửa sàn nhà
Cơ cấu này sử dụng một quạt hút công suất lớn hút bụi vào buồng. Tiếp đến,
phun nước ra sàn nhà, đồng thời có trục cuộn trịn để chùi sàn. Cuối cùng, có giẻ lau
thấm hút nước thừa. Đây là 1 cơ cấu quét, lau nhà kết hợp cho hiệu quả tốt đối với sàn
nhà bám bụi nhiều, bề mặt gồ ghề nhưng việc phun nước và hút nước sao cho khơng
tràn ra nhà lại khá khó khăn, địi hỏi nghiên cứu tính tốn nhiều.
Do đó, trong điều kiện thời gian làm đồ án không nhiều nên chúng em đi theo
hướng nghiên cứu tìm hiểu cơ cấu là chính. Dưới đây là cơ cấu đã được thương mại
hoá, khá đơn giản nhưng hiệu quả cao.
Hình 2.7. Cơ cấu quét bụi rác đơn giản
Một động cơ sẽ được truyền động tới 5 thanh chổi quét, các thanh chổi quét này quay
với tốc độ rất cao tạo lực hút mạnh đưa bụi rác vào buồng chứa rác nhanh chóng.
SVTH: Trần Hồng Thắng
Trang 24
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAĐộc lập – Tự do – Hạnh phúcKHOA CƠ KHÍNHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPI. Thơng tin chung : 1. Họ và tên sinh viên : Trần Hồng Thắng2. Lớp : 13CDT2 Số thẻ SV : 1011302143. Tên đề tài : Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thông minh4. Người hướng dẫn : Trần Xuân TùyHọc hàm / học vị : PGS.TSII. Nhận xét đồ án tốt nghiệp : 1. Về tính cấp thiết, phát minh sáng tạo và ứng dụng của đồ án : ( điểm nhìn nhận tối đa là 2 đ ) … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 2. Về tác dụng xử lý các nội dung trách nhiệm nhu yếu của đồ án : ( điểm tối đa là 4 đ ) … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục tổng quan của đồ án tốt nghiệp : ( điểm nhìn nhận tối đa là 2 đ ) … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 4. NCKH : ( nếu có bài báo khoa học hoặc ĐATN là đề tài NCKH : cộng thêm 1 đ ) … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 5. Các sống sót, thiếu sót cần bổ trợ, chỉnh sửa : … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … III.Tinh thần, thái độ thao tác của sinh viên : ( điểm nhìn nhận tối đa 1 đ ) … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … IV. Đánh giá : 1. Điểm nhìn nhận : 2. Đề nghị : / 10 Được bảo vệ đồ án / Bổ sung thêm để bảo vệ / Không được bảo vệĐà Nẵng, ngàythángnăm 2018N gười hướng dẫnSVTH : Trần Hồng ThắngTrang 1 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGCỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAĐộc lập – Tự do – Hạnh phúcKHOA CƠ KHÍPHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPV. Thơng tin chung : 5. Họ tên sinh viên : Trần Hồng ThắngLớp : 13CDT26. Tên đề tài : Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thông minhVI. Nhận xét, nhìn nhận đồ án tốt nghiệp : Điểm Điểm Điểmtối đa trừ cịn lạiTT Các tiêu chuẩn đánh giáSinh viên có giải pháp nghiên cứu và điều tra tương thích, xử lý đủ trách nhiệm đồ án được giao – Hiểu và vận dụng được kiến thức và kỹ năng Toán và khoa học tựnhiên trong yếu tố nghiên cứu1b – Hiểu và vận dụng được kiến thức và kỹ năng cơ sở và chuyênngành trong yếu tố nghiên cứu1c – Có kỹ năng và kiến thức vận dụng thành thạo các ứng dụng mơphỏng, tính tốn trong yếu tố nghiên cứu1d – Có kiến thức và kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoàiứng dụng trong yếu tố nghiên cứu1e – Có kiến thức và kỹ năng thao tác nhóm, kỹ năng và kiến thức xử lý vấn đề1a1f2a2b – Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ ; hoàn toàn có thể ứng dụngthực tiễn : Kỹ năng viết : – Bố cục hài hòa và hợp lý, lập luận rõ ràng, ngặt nghèo, lời văn súctích – Thuyết minh đồ án khơng có lỗi chính tả, in ấn, định801525101010102015dạngTổng điểm nhìn nhận : theo thang 100Q uy về thang 10 ( lấy đến 1 số lẻ ) 3. Ý kiến khác : … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. Thành Phố Đà Nẵng, ngàythángnăm 2018H ọ tên và Chữ kí người chấmSVTH : Trần Hồng ThắngTrang 2 Đồ án Tốt nghiệpĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAThiết kế, chế tạo Robot hút bụiCỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập – Tự do – Hạnh phúcKHOA CƠ KHÍPHIẾU NHẬN XÉT BẢO VỆ và CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPVII.Thông tin chung : 7. Họ tên sinh viên : Trần Hồng ThắngLớp : 13CDT28. Tên đề tài : Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thơng minhVIII. Nhận xét về tình hình bảo vệ và chấm đồ án tốt nghiệp : … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. TP. Đà Nẵng, ngàyChủ tịch HĐSVTH : Trần Hồng Thắngthángnăm 201T hư ký HĐTrang 3 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiTÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTên đề tài : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT HÚT BỤI THÔNG MINHHọ và tên SV : Trần Hồng ThắngMã SV : 101130214L ớp : 13CDT2 GV hướng dẫn : PGS.TS. Trần Xuân TùyGV duyệt : GV.TS. Nguyễn Danh NgọcNội dung đã làm được gồm có các yếu tố sau : 1. Nhu cầu thực tiễn của đề tài. Sau 5 năm được rèn học tập, lĩnh hội kỹ năng và kiến thức từ kim chỉ nan đến các buổi thựchành, các đồ án cùng với thực tập thì đồ án tốt nghiệp chính là loại sản phẩm đúc rút tấtcả những gì em đã linh hội được. Từ những kỹ năng và kiến thức đó cùng với năng lực và nhucầu thực tiễn lúc bấy giờ, em đã tự chọn ra cho mình đề tài “ Thiết kế, chế tạo Robot hútbụi thông minh ” dưới sự hướng dẫn của thầy PGS.TS Trần Xuân Tùy. Với xã hội ngày càng tân tiến, và con người ngày càng dành thời hạn nhiềuhơn cho cơng việc và nghỉ ngơi thì thao tác nhà đã cần đến sự xuất hiện của các Robottự động. Hiện nay trên trong thực tiễn đã có 1 số ít loại máy hút bụi cũng như Robot hút bụi, nhưng bản thân em muốn ứng dụng những kỹ năng và kiến thức mình đã học và tiếp thu để tổnghợp tự phong cách thiết kế và chế tạo ra Robot cho riêng mình. Kết hợp cả quét rác và hút hụi, sẽthuận tiện và thật sạch hơn nhiều. Ngoài ra lúc bấy giờ việc sử dụng Robot cho các nhà cótầng, cầu thang mang đến rủi ro tiềm ẩn Robot sẽ bị rơt rớt cầu thang nếu không có sự chechắn cẩn trọng. Nhưng với sợ nâng cấp cải tiến ở Robot hút bụi thơng minh này thì rủi ro tiềm ẩn đósẽ bị vô hiệu hồn tồn với năng lực nhận ra được địa hình hoàn toàn có thể bị rơi rớt. Khiếnngười dung hoàn toàn có thể yên tâm để chú Robot dọn nhà thật sạch mà không quan ngại bị rơi rớt, hư hỏng. 2. Phạm vi nghiên cứu và điều tra của đề tài tốt nghiệp : Trong đề tài này chúng em phong cách thiết kế cơ cấu tổ chức cho máy, tìm hiều các phương phápđiều khiển để đưa ra giải pháp tối ưu nhất, điều tra và nghiên cứu tính thiết thực của sản vàđưa ra giải pháp tương thích để bảo vệ năng lực hoạt động giải trí của Robot cao nhất và ítkhả năng hư hỏng nhất – Tính tốn phong cách thiết kế các bộ phận với tỉ lệ thật nhằm mục đích đưa loại sản phẩm vào sửdụng thực tếThiết kế và thiết kế Robot3. Nội dung đề tài đã triển khai : SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 4 Đồ án Tốt nghiệpSố trang thuyết minh : 75S ố bản vẽ : 4A0 Mơ hình : 1 Robot hút bụi hồn thiệnThiết kế, chế tạo Robot hút bụi4. Kết quả đã đạt được : * Phần triết lý đã khám phá : – Tổng quan Robot hút bụi, tính thiết thực và cấp thiết của đề tài. – Các loại sản phẩm Robot hút bụi trên quốc tế – Đứa ra các giải pháp truyền động, quét, hút bụi để lựa chọn giải pháp tối ưunhất cho đề tài – Tính tốn lựa chọn các thành phần, động cơ, bộ truyền sử dụng trong Robothút bụi. – Thiết kế các bộ phận, khung gá đặt của robot. – Giới thiệu thành phần và các module công dụng điều khiển và tinh chỉnh động cơ. * Đã lựa chọn và phong cách thiết kế phần : – Lựạ chọn và đưa ra các giải pháp tối ưu nhất. – Lựa chọn các cơ cấu tổ chức truyền động cho robot. – Chọn các loại động cơ sử dụng. – Chọn cách chuyển dời hợp lý, hồn tồn tự động hóa. * Kèm Robot hút bụi hoàn thiệnSVTH : Trần Hồng ThắngTrang 5 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGCỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAĐộc lập – Tự do – Hạnh phúcKhoa : Cơ KhíNHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPHọ và tên sinh viên : Trần Hồng ThắngLớp : 13CDT2 Số thẻ sinh viên : 101130214K hoa : Cơ KhíNgành : Cơ Điện Tử1. Tên đề tài đồ án : Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thông minh2. Đề tài thuộc diện : ☐ Có ký kết thỏa thuận hợp tác sở hữu trí tuệ so với hiệu quả thực hiện3. Các số liệu và tài liệu khởi đầu : Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn : Tìm hiểu 1 số ít Robot hút bụi khác để nghiên cứu và phân tích ưu điểm yếu kém đưa ra ýtưởng thiết kếĐưa ra ngun lí, tính tốn lựa chọn cơ cấu tổ chức tương thích để thiết kếThiết kế Robot bằng Solidworks, tìm hiểu và khám phá code điều khiểnThi cơng, lắp ráp RobotHoàn thành Robot, thuyết minh bản vẽ4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích cỡ bản vẽ ) : – Bản vẽ toàn diện và tổng thể chế tạo : 1A0 – Bản vẽ sơ đồ động : 1A0 – Bản vẽ sơ đồ mạch điện : 1A0 – Bản vẽ sơ đồ thuật toán : 1A05. Họ và tên người hướng dẫn : PGS.TS. Trần Xuân Tùy6. Ngày giao trách nhiệm đồ án : 5/2/20187. Ngày hồn thành đồ án : 25/5/2018 Thành Phố Đà Nẵng, ngàyTrưởng Bộ mơn kỹ thuậtthángnăm 201N gười hướng dẫnCơ điện tửSVTH : Trần Hồng ThắngTrang 6 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiLỜI NĨI ĐẦUNgày nay, Robot khơng cịn là cái gì đó quá lạ lẫm với mọi người, chúng là sự kếttinh những thành tựu to lớn về khoa học kỹ thuật của quả đât. Robot được ứngdụng thoáng rộng trong các ngành công nghiệp, y tế, điều tra và nghiên cứu khoa học, vui chơi, phụcvụ đời sống con người. Kéo theo đó là những nhu yếu về những thế hệ robot thôngminh, linh động có kiến thức và kỹ năng lao động như con người. Cùng với sự tăng trưởng củakinh tế – xã hội ở Nước Ta việc đưa robot vào trong các hoạt động giải trí sản xuất côngnghiệp ngày càng nhiều. Tuy nhiên so với các robot Giao hàng trong mái ấm gia đình, robotgiải trí – gọi chung là các robot dịch vụ còn là một nghành khá mới mẻ và lạ mắt và ít đượcquan tâm. Từ đó, em chọn đề tài : “ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT HÚT BỤI THƠNGMINH ” cho đồ án tốt nghiệp của mình. Robot thực thi việc hút bụi trọn vẹn tựđộng chỉ cần một nút nhấn trên ROBOT.Trong q trình tìm tịi, điều tra và nghiên cứu và sử dụng các kỹ năng và kiến thức bản thân nhưng dosự hạn chế về mặt kỹ năng và kiến thức, mà khoa học về Robot lại to lớn nên chúng emkhông thể tránh được những thiếu sót. Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự chỉbảo tận tình của các thầy trong khoa giúp chúng em bổ trợ và nắm vững vốn kiếnthức của mình. Trong suốt quy trình thực thi đề tài, chúng em đã được sự trợ giúp hướng dẫntận tình của thầy PGS.TS Trần Xuân Tùy và GV.TS Nguyễn Danh Ngọc cùng cácthầy trong khoa Cơ khí đã giúp chúng em triển khai xong đồ án này. Sinh viên triển khai. Trần Hồng ThắngSVTH : Trần Hồng ThắngTrang 7 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiCAM ĐOANKính gửi : – Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Đà Nẵng – Khoa Cơ KhíEm xin cam kết ràng buộc nội dung của đồ án không phải sao chép bất kể đồ án haycông trình nào đã có trước đây. Mọi sự giúp sức cho việc triển khai đồ án này đã đượccảm ơn, các thơng tin trích dẫn trong đồ án đã được ghi nguồn gốc rõ ràng và đượcphép công bố. Sinh viên triển khai : Trần Hồng ThắngSVTH : Trần Hồng ThắngTrang 8 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiMỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU …………………………………………………………………………………………… 1CH ƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ROBOT. ………………………………………… 111.1. Khái niệm về Robot : ………………………………………………………………………. 111.2. Phân loại Robot : ………………………………………………………………………………. 121.3. Các bộ phận của robot di động thông minh : ……………………………………….. 131.4. Các mơ hình tinh chỉnh và điều khiển robot : ………………………………………………………….. 141.4.1. Mơ hình kiểu phản xạ : ………………………………………………………………. 141.4.2. Mơ hình “ sens – plan – act “ : ……………………………………………………… 141.4.3. Mơ hình kiểu lai : ……………………………………………………………………… 141.5. Tổng quan về Robot hút bụi : ……………………………………………………………. 151.5.1. Robot hút bụi M388 ………………………………………………………………….. 151.5.2. Robot hút bụi NaviBot S Robotic Cleaner : …………………………………… 161.5.3. Robot hút bụi thông minh Cocorobo với Model RX-V60 : ……………….. 171.6. Tính năng chung của robot hút bụi : ……………………………………………………. 18CH ƯƠNG 2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ …………………………….. 192.1. Phân tích giải pháp và chọn cấu trúc cơ khí : ……………………………………….. 202.1.1. Lựa chon động cơ cho robot : ………………………………………………………. 212.1.2. Lựa chọn bánh xe cho robot : ………………………………………………………. 232.1.3. Lựa chọn cơ cấu tổ chức hút quét bụi : ……………………………………………………… 232.2. Phân tích giải pháp và chọn mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển : ……………………………….. 242.3. Phân tích động học cho robot : …………………………………………………………… 252.3.1. Các hướng điều khiển và tinh chỉnh hoạt động cho robot : ………………………………. 252.3.1.1. Chuyển động tịnh tiến : ………………………………………………………… 262.3.1.2. Chuyển động xoay : ……………………………………………………………… 272.3.1.3 Phương trình động học cho robot : ………………………………………….. 272.4. Tính tốn các thơng số động học cho robot : ………………………………………… 302.4.1. Tính chọn thơng số động cơ và đường kính bánh xe : ………………………. 312.4.2. Tính chọn thơng số động cơ chổi qt : …………………………………………. 312.4.3. Tính chọn thơng số động cơ bộ phận qt rác bụi : ………………………….. 322.5. Một số hình ảnh robot khi phong cách thiết kế và trong thực tiễn ……………………………………….. 33SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 9 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiCHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ……………………………………… 373.1. Sơ đố khối : ……………………………………………………………………………………. 373.2. Mạch vi điều khiển và tinh chỉnh : …………………………………………………………………………. 413.3. Mạch điều khiển và tinh chỉnh động cơ : ………………………………………………………………… 433.4. Mạch cảm ứng siêu âm : …………………………………………………………………… 453.5. Thuật tốn đọc SRF05 : …………………………………………………………………….. 463.6. Chạy tự đơng đi thẳng : …………………………………………………………………….. 47 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ………………………… 47 Đánh giá tác dụng : ……………………………………………………………………………… 47M ột số vấn đề đạt được : ……………………………………………………………………. 48C ác hạn chế : ……………………………………………………………………………………. 48T ÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………………………….. 54SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 10 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiCHƯƠNG 1C Ơ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ROBOT1. 1 Khái niệm về Robot : Nguyên gốc của một từ La Tinh là robota có nghĩa là người tạp dịch. Như vậymục đích sinh ra của robot là sửa chữa thay thế con người làm 1 số cơng việc nào đó. Robot hay người máy là một loại máy hoàn toàn có thể triển khai những cơng việc mộtcách tự động hóa bằng sự điều khiển và tinh chỉnh của máy tính. Robot là một tác nhân cơ khí, tự tạo, ảo, thường là một mạng lưới hệ thống cơ khí-điệntử. Với sự Open và hoạt động của mình, robot gây cho người ta cảm giácrằng nó giác quan giống như con người. Từ ” robot ” ( người máy ) thường được hiểuvới hai nghĩa : robot cơ khí và ứng dụng tự hoạt động giải trí. Ngày nay, người ta vẫn còn đang tranh cãi về yếu tố : “ Một loại máy như vậy nàothì đủ tiêu chuẩn để được gọi là một robot ? ” Một cách gần đúng mực, robot phải cómột vài ( không nhất thiết phải khá đầy đủ ) các đặc thù sau đây : ▪ Không phải tự nhiên, tức là do con người phát minh sáng tạo ra. ▪ Có năng lực nhận ra mơi trường xung quanh. ▪ Có thể tương tác với những vật thể trong mơi trường. ▪ Có sự thơng minh, có năng lực đưa ra các lựa chọn dựa trên môi trường tự nhiên vàđược điều khiển và tinh chỉnh một cách tự động hóa theo những trình tự đã được lập trình trước. ▪ Có năng lực điều khiển và tinh chỉnh đuợc bằng các lệnh để hoàn toàn có thể đổi khác tùy theo yêu cầucủa người sử dụng. ▪ Có thể vận động và di chuyển quay hoặc tịnh tiến theo một hay nhiều chiều. ▪ Có sự khôn khéo trong hoạt động. Sau đây là 1 số ít định nghĩa về robot : ❖ Tiêu chuẩn quốc tế ISO 8373 định nghĩa robot như sau : “ Đó là một loại máymóc được tinh chỉnh và điều khiển tự động hóa, được lập trình sẵn, sử dụng vào nhiều mục tiêu khácnhau, có năng lực hoạt động theo nhiều hơn 3 trục, hoàn toàn có thể cố định và thắt chặt hoặc di động tùytheo những ứng dụng của nó trong công nghiệp tự động hóa. ” SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 11 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụi ❖ Joseph Engelberger, một người tiên phong trong nghành robot công nghiệpnhận xét rằng : “ Tôi không hề định nghĩa robot, nhưng tơi biết loại máy móc nào làrobot khi tơi nhìn thấy nó ! ”. ❖ Từ điển Cambridge trực tuyến định nghĩa robot rằng rằng : “ Đó là một loại máycó thể thực thi những việc làm một cách tự động hóa bằng sự điều khiển và tinh chỉnh của máytính ”. ❖ Người máy hay Robot là cơng cụ cơ điện tử, thủy lực, tự tạo, ảo, … thay thếcon người trong công nghiệp hay môi trường tự nhiên nguy hại. Robot cịn là cơng cụ đểgiúp con người vui chơi, khám phá khoa học. Ta hoàn toàn có thể thấy định nghĩa về robot là 1 định nghĩa “ mở ”, nghành công nghiệprobot ngày càng tăng trưởng, con người sẽ được tận mắt chứng kiến sự ra của nhiều loại robothơn nữa. 1.2. Phân loại Robot : Có rất nhiều định nghĩa cũng như cách phận loại robot. Sau đây là 1 số ít cáchphân loại robot. Theo Viện Robotics Hoa Kỳ ( Robotics Institute of America – RIA ) thì có 4 loạirobot như sau : • Robot vân hành với sự điều khiển và tinh chỉnh của con người. • Tự quản lý và vận hành với quy trình được định trước. • Robot khả trình, điều khiển và tinh chỉnh được với quỹ đạo liên tục. • Robot có năng lực tự thu nhận thơng tin từ môi trường tự nhiên để đưa ra chuyển độngthông minh. Theo Hiệp Hội Robot Nhật Bản : • Robot quản lý và vận hành với sự điều khiển và tinh chỉnh của con người • Robot quản lý và vận hành với trình tự cố định và thắt chặt. • Robot quản lý và vận hành với trình tự được tinh chỉnh và điều khiển đơn thuần. • Playback Robot, Robot được lập trình sẵn nhiều cách hoạt động. • Robot tinh chỉnh và điều khiển bằng số với các tác vụ được lập sẵn. SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 12 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụi • Robot thơng minh : hoàn toàn có thể tự hiểu được mơi trường để hành vi hồn thànhtác vụNgồi ra cịn các cách phân loại robot theo hình dáng và tính năng của robot vídụ như : robot cơng nghiệp, tay máy, robot giống người, robot mô phỏng động vật hoang dã … 1.3 Các bộ phận của robot di động thơng minh : Một robot thường gồm có có 3 bộ phận : bộ phận cảm nhận, bộ phận điềukhiển và bộ phận chấp hành. • Bộ phận cảm nhận : thu nhận thông tin từ môi trường tự nhiên. Bao gồm các sensor nộivà sensor ngoại. • Bộ phận điều khiển và tinh chỉnh : nhận thơng tin từ khối cảm ứng, đưa ra quyết định hành động dựatrên thuật toán điều khiển và tinh chỉnh và các lệnh tới khối cơ cấu tổ chức chấp hành. • Bộ phận chấp hành : triển khai hành vi của robot. Nhận thông tin điều khiểntừ bộ phận tinh chỉnh và điều khiển. Trong nhiều trường hợp bộ phận chấp hành nhận thông tinthẳng từ bộ phận cảm nhận. RobotMôiTrườngCảmnhậnĐiều khiển ( gồm vi giải quyết và xử lý và bộ nhớ ) ChấphànhHình 1.1 : Ba bộ phận của robotSVTH : Trần Hồng ThắngTrang 13 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụi1. 4. Các mơ hình điều khiển và tinh chỉnh robot : 1.4.1. Mơ hình kiểu phản xạ : Chấp HànhCảm NhậnHình 1.2 : Mơ hình kiểu phản xạMơ hình này khơng có khối điều khiển và tinh chỉnh. Thơng tin từ khối cảm nhận được đưathẳng tới khối chấp hành, từ đó cơ cấu tổ chức chấp hành hoạt động giải trí. Mơ hình này có ưuđiểm là vận tốc cung ứng nhanh. 1.4.2. Mơ hình “ sens – plan – act “ : Lên kế hoạchCảm nhậnChấp hànhHình 1.3 : Mơ hình tuần tựỞ mơ hình này, thơng tin của thiên nhiên và môi trường được cảm nhận. tin tức này đượctruyền tới bộ phận tinh chỉnh và điều khiển, bộ phận tinh chỉnh và điều khiển sẽ nghiên cứu và phân tích và từ đó đưa ra thơngtin điều khiển và tinh chỉnh tới bộ phận chấp hành. Mơ hình này có vận tốc phân phối chậm. 1.4.3. Mơ hình kiểu lai : Lập kế hoạchCảm NhậnChấp hànhHình 1.4 : Mơ hình laiMơ hình này là mơ hình tích hợp giữa 2 kiểu mơ hình trên. Mơ hình lai bao gồmnhiều cặp “ cảm nhận – châp hành ” hoạt động giải trí như mơ hình phản xạ, vận tốc đáp ứngkhá nhanh. Bên cạnh đó có 1 khối tinh chỉnh và điều khiển lập kế hoạch cho hàng loạt tác vụ củarobot. SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 14 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụi1. 5. Tổng quan về Robot hút bụiCùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế tài chính, đời sống người dân tăng cao, giờ đâycác loại máy giặt, máy rửa bát, máy hút bụi Open ngày càng nhiều trong cácgia đình, giúp giải phóng bớt gánh nặng của người phụ nữ. Tuy nhiên với nhịpsống ngày càng nhanh như lúc bấy giờ thì việc Open các robot Giao hàng tự độngtrong mái ấm gia đình đang trở nên thiết yếu hơn. Sự Open của một số ít robot hút bụi thông minh tại Nước Ta trong nhữngnăm gần đây, cho thấy nhu yếu cầu sử dụng robot thơng minh trong gia đìnhkhơng phải là nhỏ, và cho thấy thị trường tiềm năng trong nghành nghề dịch vụ cịn mới mẻnày. Có thể nói, Robot là sự tổng hợp năng lực hoạt động giải trí linh động của các cơ cấuđiều khiển từ xa với mức độ “ tri thức ” ngày càng đa dạng chủng loại của mạng lưới hệ thống điềukhiển theo chương trình số cũng như kỹ thuật chế tạo các bộ cảm ứng, cơng nghệlập trình và các tăng trưởng của trí khơn tự tạo … Một robot hút bụi thông minh không giống như các loại máy hút bụi thơngthường, Nó hoàn toàn có thể triển khai cơng việc hút bụi một cách hồn tồn tự động hóa theochương trình đã được lập sẵn. Rất thích hợp cho các mái ấm gia đình và văn phịng có nềnnhà gỗ, thảm, đá hoa. Với kích cỡ nhỏ gọn 1 số ít robot hút bụi hoàn toàn có thể dichuyển hết cả phịng, những nơi mà máy hút bụi thường thì không với vào đượcnhư gầm giường, gầm ghế … Được ca tụng là máy hút bụi thơng minh, 1 số ít robot hút bụi có thiết kếnhỏ gọn gồm có một cổng hút dài và mạng lưới hệ thống chổi qt lơ trịn và chổi qt cạnh, khi vận động và di chuyển nó sẽ xới bụi và cổng hút sẽ hút hết bụi bẩn. Chính vì thế mà độngcơ hút bụi khơng cần có cơng suất lớn như máy hút bụi thơng thường. Robot cóthể hút bụi can đảm và mạnh mẽ và quét sạch theo cách dùng chổi xoay, quay tròn lấy đi cácbụi bẩn trên thảm, bánh dẫn hướng linh hoạt tự kiểm soát và điều chỉnh độ cao giúp robot có thểdi chuyển lên hoặc xuống thảm một cách đơn thuần. Phát hiện vật cản, tự độngchuyển hướng để tránh rơi xuống cầu thang. Thu gom rác và bụi bẩn vào hai khuvực riêng không liên quan gì đến nhau. Dưới đây là một số ít mẫu robot của 1 số ít công ty : SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 15 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụi1. 5.1. Robot hút bụi M388 : của hãng Jinke ( Trung Quốc ) Robot hút bụi thơng minh M388 khi tích hợp tính năng 5 trong 1 : qt, hútbụi, diệt khuẩn, làm sạch khơng khí và lau sàn nhà. Robot thuận tiện đi vào tất cà cácngóc ngách trong phịng, hút sạch bụi. Khi gặp chướng ngại như chân bàn, chânghế với mạng lưới hệ thống cảm ứng điện tử thông minh robot sẽ tự tránh hoặc đi vịng quanhhút bụi. Robot được tích hợp mạng lưới hệ thống bánh xe giúp robot hoàn toàn có thể tự chạy quanhnhà hút bụi. Với mạng lưới hệ thống chổi quét ven Robot sẽ quét dọn từng ngóc ngách trongnhà bạn, nhất là chân tường và các góc khuất. Robot thơng minh sẽ giúp tránhđược việc phải đi cùng, tiếp xúc trực tiếp với bụi bặm bụi bờ, tiếng ồn – những yếu tố gâytác động xấu lên sức khỏe thể chất. Hình 1.5 : Robot hút bụi M3881. 5.2. Robot hút bụi NaviBot S Robotic Cleaner : Là loại sản phẩm của Công ty Samsung. Hình dánh trịn, dẹp, cao gần 90 mm nên có thểchui xuống các gầm bàn, gầm tủ nhà bạn để hút bụi và quét sạch các loại rác nhỏ. Phíatrước của robot có 2 cái chổi xoay nhỏ sẽ liên tục xoay để cuốn bụi và rác vào bêntrong thân máy. Đặc biệt, phía trên của con robot được tích hợp camera có khả năngquan sát khơng gian căn phịng phía trước mặt để biết chỗ nào có rác chỗ nào không, SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 16 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiđồng thời nó sẽ ưu tiên chạy đến những chỗ có nhiều bụi hay rác bẩn để làm sạch chỗđó trước. Hình 1.6 : Robot hút bụi NaviBot S Robotic Cleaner1. 5.3. Robot hút bụi thông minh Cocorobo với Model RX-V60 : Đây là loại sản phẩm của cơng ty Sharp ( Nhật Bản ) với nhiều tính năng tiêu biểu vượt trội cócó phong cách thiết kế dạng trịn với đường kính 29,9 cm, đồng thời được cho phép người dùng điềukhiển máy ngay cả khi đang không ở trong nhà. Cocorobo Navi là một ứng dụngchạy trên Android và iOS, nó sẽ giúp tất cả chúng ta tạo một ” map ảo ” bằng cách sắpđặt các đồ vật lên một mặt sàn phỏng theo cách sắp xếp đồ vật của một tầng nàođó trong nhà ( ứng dụng này cũng có phép tùy chỉnh kích cỡ sàn ). Dựa vào đây, người dùng hoàn toàn có thể thiết lập đường đi cho RX-V60, và bản thân chú robot này cũngsẽ biết được ở đâu đang có vật cản để mà tránh né. SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 17 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiHình 1.7 : Robot hút bụi thông minh Cocorobo với Mã Sản Phẩm RX-V601. 6. Tính năng chung của robot hút bụi : – Robot tự động hóa lau sạch sàn nhà của bạn, hoạt động giải trí hiệu suất cao trên mọi bề mặtchất liệu như sàn thảm, gỗ, vải sơn lót sàn, gạch lát … đơn thuần chỉ cẩn bấm nút. – Vách ngăn gắm cảm ứng giúp cho robot không bị rơi xuống bậc thang. – Có các mức thiết lập thời hạn hoạt động giải trí. – Bộ phận chứa bụi bẩn và rác dể dàng tháo lắp làm vệ sinh. – Bộ điều khiển và tinh chỉnh từ xa giúp ta hoàn toàn có thể tinh chỉnh và điều khiển robot hoạt động giải trí theo ý muốn vàcó thể bấm dừng robot bất kỳ khi nào khi robot đang hoạt động giải trí. – Bộ chổi quét hoàn toàn có thể sửa chữa thay thế thuận tiện khi bị hư hỏng. – Robot hoạt động giải trí theo chương trình setup sẵn : ngẫu nhiênđường xoắn ốc-dọctheo chân tường-xoắn ốc-chữ Z-xoắn ốc-ngẫu nhiên. – Robot chỉ dừng lại khi căn phòng đã sạch hồn tồn, và nó sẽ phát tiếng kêu “ tite ”, nháy đèn báo hiệu triển khai xong trách nhiệm và ” đứng chờ ” ở nơi bạn dễ nhậnthấy nhất. SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 18 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiCHƯƠNG 2T ÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ2. 1. Phân tích giải pháp và chọn cấu trúc cơ khí : Robot hút bụi hoàn toàn có thể chuyển dời bằng nhiều giải pháp và có nhiều kiểu hútkhác nhau : – Cách chuyển dời : + Robot hoàn toàn có thể sử dụng giải pháp gồm 3 bánh trong đó có 1 bánh dẫn hướngvà 2 bánh xe phát động. + Robot hoàn toàn có thể được sử dụng giải pháp gồm 4 bánh để hoạt động giải trí. – Cách hút bụi : + Robot hoàn toàn có thể sử dụng giải pháp gồm 3 bước là thu bụi vào ống, đẩy vào bêntrong, đưa bụi vào khu chứa. + Robot hoàn toàn có thể sử dụng giải pháp gồm 2 chổi quét bụi và cơ cấu tổ chức hút. + Robot hoàn toàn có thể sử dụng giải pháp cơ cấu tạo dòng hoạt động cho bụi và cơcấu hút. Chọn giải pháp thích hợp : – Về giải pháp chuyển dời : + Phương án gồm 4 bánh xe làm cho robot có size lớn hơn, mặt khácrobot chuyển dời rất khó khăn vất vả triển khai được công dụng chạy mọi vị trí trongnhà. Nếu ta sử dụng 4 bánh xe đa hướng và dùng 4 động cơ điều khiển và tinh chỉnh thì khắcphục được việc chạy theo nhiều hướng nhưng sẽ khó khăn vất vả cho điều khiển và tinh chỉnh. + Về giải pháp chuyển dời khi sử dụng 3 bánh xe gồm 1 bánh dẫn hướng và 2 bánh phát động hoàn toàn có thể làm cho robot nhỏ gọn hơn vận động và di chuyển được những góc cuađiều khiển đơn thuần. Vì vậy ta chọn được giải pháp sử dụng 3 bánh xe – Về giải pháp hút bụi : SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 19 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụi + Nếu dùng giải pháp qua ba bước thì rất phức tạp vì miệng hút khi hút sẽnhỏ, cơ cấu tổ chức đẩy bụi vào trong chỉ có 1 trục xoay nên lực đẩy yếu, nên không hiệuquả nhiều. + Nếu sử dụng giải pháp gồm 2 chổi quét đưa rác vào khu vực hút thì việcqt sẽ nhanh gọn hơn, tạo điều kiện kèm theo rác tập trung chuyên sâu cho cơ cấu tổ chức hút thao tác, làmtăng hiệu suất cao hút rác. + Khi ta chọn giải pháp sử dụng 1 cơ cấu tổ chức tạo lực hút gồm 2 trục xoay để tạothành dòng hoạt động của bụi bẩn lên trên và có 1 cơ cấu tổ chức hút để thu tồn bộ bụivào bộ phận chứa thì khá hiệu suất cao nhưng sẽ khó khăn vất vả khi sắp xếp vảo các robot vàviệc lắp ráp các bộ phận khác sẽ khó khăn vất vả hơn, robot sẽ có kích cỡ lớnhơn, nặng nề hơn. Chọn giải pháp 2 vì những ưu điểm trên. 2.1.1. Lựa chon động cơ cho robot : – Hiện tại trên thị trường TP. Đà Nẵng có các loại động cơ thơng dụng đó là : Độngcơ DC, động cơ đề, động cơ bước, động cơ servo .. + Động cơ đề : Có cơng suất lớn, thường có kích cỡ lớn khơng tương thích choviệc truyền động chính cho robot. + Động cơ bước : Điều khiển vị trí, vận tốc đúng chuẩn nhưng cũng thường khálớn về kích cỡ và khối lượng nên không tương thích. + Động cơ servo : Điều khiển một cách đúng chuẩn về vị trí và vận tốc, nhưngmạch tinh chỉnh và điều khiển phức tạp hơn nên khơng được lựa chọn. + Động cơ DC thông thường : Nhỏ gọn, dễ gá đặt, cơng suất thấp. Phù hợp chorobot vì nhu yếu nhỏ gọn đồng thời cũng không cần cho robot chạy với vận tốc caokhi thao tác, mạch tinh chỉnh và điều khiển gọn. Đồng thời việc lựa chọn động cơ DC để tinh chỉnh và điều khiển cơ cấu tổ chức xoay vòng tạo lựchút sẽ tương thích với nhu yếu nhỏ gọn và đủ năng lực của robot. SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 20 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụi2. 1.2. Lựa chọn bánh xe cho robot : – Về bánh xe tự lựa thì có nhiều loại : + Bánh bi cầu ( Bánh xe mắt trâu ) Loại bánh xe này hoàn toàn có thể dùng làm bánh lái cho robot, tải trọng 70 kg, Toàn bộ bánh xe làm bằng sắt và bi thép nên rất bền. Đơn giản, ngăn nắp và rất dễ lắp ráp. Nhược điểm : bánh xe chạy trên mặt nền có cát rất dễ bị kẹt bánh. Hình 2.1. Bánh bi cầu + Bánh xe tự lựa loại xe đẩy, ghế xoay : Hình 2.2. Bánh tự lựaBánh xe cấu trúc đơn thuần, dễ lắp đặtĐộ linh động không cao như bánh xe cầu nhưng có ưu điểm giá rẻ, hoạt động giải trí khátốt khơng lo bị kẹt cát … Do đó chọn giải pháp bánh xe ghế xoay với các ưu điểm trên. SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 21 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiVề bánh xe phát động : + Bánh xe nhựaLoại bánh xe này hoàn toàn có thể dùng phối hợp với encoder, động cơ cơng suất nhỏ trục 6 mm. Có thể lắp trực tiếp vào bằng keo hoặc lắp bằng vít xun tâmĐường kính ngồi 60 mm. Trục 6 mm. Độ rộng 17 mm. khối lượng 10 gTải trọng 5 kgHình 2.3. Bánh xe nhựa + Bánh xe nhơm : Loại bánh xe này hoàn toàn có thể dùng làm bánh dữ thế chủ động cho robotKhối lượng 180 g, tải trọng 50 kg. Đường kính ngồi 100 mm, bề rộng 35 mmTrục bánh hoàn toàn có thể lắp trực tiếp với các loại động cơ giảm tốc có đường kính trục từ 4 đến 24 mm. Ngồi ra hoàn toàn có thể gắn bạc đạn ( ổ bi ) để làm bánh xe thụ động. Bánh xe được đúc bằng nhơm có độ bền cao, vỏ được bọc silicon mềm và có nhiềurảnh nên có độ bám cao. Hình 2.4. Bánh xe nhômSVTH : Trần Hồng ThắngTrang 22 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiBánh xe nhựa thấy có độ bám khơng cao nhất là hoạt động giải trí trên sàn nhà khá trơn, chịu tải trọng nhỏ. Trong khi đó bánh xe nhơm có độ bám cao hơn, chịu được tải trọnglớn hơn, size lớn tương thích với phong cách thiết kế robot hơn. Nên chọn giải pháp bánh xenhôm. 2.1.3. Lựa chọn cơ cấu tổ chức hút quét bụi : Hiện tại trên thị trường các hãng cho ra rất nhiều cơ cấu tổ chức hút bụi hay, như đã đề cập ởphần ra mắt : Hình 2.5. Cơ cấu quét rác bằng 2 trục ngược chiều có tích hợp hút bụiCơ cấu này hút bụi bằng 3 bước : Bước 1 : Quét bụi bằng chổi quét tròn đưa vào khu vực hút. Bước 2 : Hai trục xoay ngược chiều với vận tốc cao đưa bụi vào buồng trong. Bước 3 : Với sự trợ giúp quạt hút, bụi được đưa tiếp vào thùng rácCơ cấu này rất hay, hút bụi rác hiệu suất cao nhưng phong cách thiết kế chế tạo có độ phức tạp cao, cần quạt hút vận tốc cao. SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 23 Đồ án Tốt nghiệpThiết kế, chế tạo Robot hút bụiHình 2.6. Cơ cấu quét hút bụi phối hợp chùi rửa sàn nhàCơ cấu này sử dụng một quạt hút hiệu suất lớn hút bụi vào buồng. Tiếp đến, phun nước ra sàn nhà, đồng thời có trục cuộn trịn để chùi sàn. Cuối cùng, có giẻ lauthấm hút nước thừa. Đây là 1 cơ cấu tổ chức quét, lau nhà tích hợp cho hiệu suất cao tốt so với sànnhà bám bụi nhiều, mặt phẳng không nhẵn nhưng việc phun nước và hút nước sao cho khơngtràn ra nhà lại khá khó khăn vất vả, địi hỏi điều tra và nghiên cứu tính tốn nhiều. Do đó, trong điều kiện kèm theo thời hạn làm đồ án không nhiều nên chúng em đi theohướng nghiên cứu và điều tra tìm hiểu và khám phá cơ cấu tổ chức là chính. Dưới đây là cơ cấu tổ chức đã được thương mạihoá, khá đơn thuần nhưng hiệu suất cao cao. Hình 2.7. Cơ cấu quét bụi rác đơn giảnMột động cơ sẽ được truyền động tới 5 thanh chổi quét, các thanh chổi quét này quayvới vận tốc rất cao tạo lực hút mạnh đưa bụi rác vào buồng chứa rác nhanh gọn. SVTH : Trần Hồng ThắngTrang 24
Source: https://sangtaotrongtamtay.vn
Category: Khoa học