nghiên cứu KHKT lĩnh vực robot RÔ BỐT THÁM HIỂM VÀ LÀM VIỆC TRONG MÔI TRƯỜNG NGUY HIỂM

Trong cuộc c ch ạng công nghệp 4.0 ngoài việc ứng d ng công nghệ cả iến thì công nghệ ph t tri n rô ốt đ thay thế con ngƣời là việc trong ôi trƣờng nguy hi độc hại. Những nơi con ngƣời hông th vào nhƣ c c hang động c ích thƣ c nh nguy hi và những nơi con ngƣời chƣa t i đƣ c đ thay thế con ngƣời tì hi u th hi cứu nạn cũng đ c iệt quan trọng.Nhƣ ở nƣ c ỹ trung t vũ tr Na Sa đ d ng rô ốt đ th hi t tr ng c c thi n th … ngoài ra rô ốt cũng đƣ c s d ng trong c c l nh vực cứu nạn nhƣ các v sập hầ à con ngƣời ị ắc ẹt hông th giao tiếp v i n ngoài.Xuất ph t t thực tế đ nh ch ng e đ nghi n cứu chế tạo ột con rô ốt đ th hi và th dò cứu nạn và tiến t i thay thế con ngƣời là việc trong ôi trƣờng nguy hi .

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐĂK NÔNG -  - CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT CẤP TỈNH DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC NĂM HỌC 2021 - 2022 BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DỰ ÁN RÔ BỐT THÁM HIỂM VÀ LÀM VIỆC TRONG MÔI TRƢỜNG NGUY HIỂM LĨNH VỰC DỰ THI: RÔ BỐT VÀ MÁY THƠNG MINH ĐĂK NƠNG, 12/2021 MỤC LỤC I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU DỰ ÁN: Lí chọn đề tài…….…………… ……………………….…………… trang II GIẢ THIẾT KHOA HỌC: Giả thuyết hoa học ……………………………….…… …… … trang 2 Giả thuyết hoa học ph t i u c ti u nghi n cứu…… … .…… trang 2,3 III TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU: Gi i thiệu t ng quan vấn đề nghi n cứu………………….…… … trang Gi i thiệu t ng quan c đích nghi n cứu…………………… … trang IV THIẾT KẾ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1.1 Trình tự thực ………………………………….………… … ….trang 1.2 Nghi n cứu hệ thống nh xe truyền động hệ thống cho rô ốt ……………….trang 1.3 Nghi n cứu ạch arduno: ….trang 4,5 1.4 Nghi n cứu hệ thống ca era quan s t:………… …………….…….trang 1.5 Nghi n cứu hệ thống gắp thả tr n rô ốt:…………………… … trang 5,6 1.6 nghi n cứu động chuy n động tr n rô ốt:…………….……… trang 6,7,8 1.7 Nghi n cứu hệ thống điều hi n qua ứng d ng Blutooth: ………… trang V PHÂN TÍCH DỮ LIỆU: ết nghi n cứu …………………………………………………… trang Tính i dự n …………………………………….…………… trang 10 Hƣ ng ph t tri n dự n ………………………………………… … trang 10 VI KẾT LUẬN: Kết luận ………………………………………… …… …………….… trang 11 Tài liệu tha hảo ………………………… ………… ………… ….… trang 12 LỜI CẢM ƠN V i iết ơn s u sắc ch ng e thám hi việc nh t c giả dự n nghi n cứu hoa học Rô ốt ôi trƣờng nguy hi xin ch n thành g i lời đến Sở gi o d c đào tạo t nh Đ Nông đ tạo s n chơi Ban gi ơn ích cho ch ng e ; hiệu trƣờng THPT L Qu Đôn gi o vi n chủ nhiệ l p 11A1 c ng tồn th qu thầy t Lí – Hóa – Sinh n i ri ng toàn th thầy cô trƣờng đ tạo ọi điều iện cho nh ch ng e Dự n nghi n cứu hoa học ch ng e th ng Trong qu trình tr i nghiệ thuật hí phần nh ề nh hảo thi c c ạn c quan t nghi n cứu đƣ c thực thời gian a nghi n cứu dự n li n quan đến l nh vực ỹ ch ng e ong nhận đƣ c nhiều hồn thành sản ph hơng tr nh h i thiếu x t iến đ ng g p th t phía thầy đến dự n T đ nh an gi gi p ch ng e n ng cao n ng lực nghi n cứu hoa học ỹ thuật cho ản th n đ c iệt gi p nh cải tiến ỹ thuật hoàn thiện sản ph Cuối c ng nh nghi n cứu nghi n cứu xin g i lời chia sẻ lịng iết ơn đến gia đình è ln động vi n tạo Trân trọng cảm ơn! ọi điều iện đ nh hoàn thành dự n ạn I Lí chọn đề tài: Trong c ch ạng cơng nghệp 4.0 ngồi việc ứng d ng cơng nghệ iến cơng nghệ ph t tri n rơ ốt đ thay ngƣời trƣờng nguy hi c việc ôi độc hại Những nơi ngƣời hơng th vào nhƣ c c hang động ích thƣ c nh nguy hi ngƣời tì hi u th hi Nhƣ nƣ c ỹ trung t nơi ngƣời chƣa t i đƣ c đ thay cứu nạn đ c iệt quan trọng vũ tr Na Sa đ d ng rô ốt đ th hi t tr ng c c thi n th … ngồi rơ ốt đƣ c s d ng c c l nh vực cứu nạn nhƣ v sập hầ ngƣời ị Xuất ph t t thực tế đ nh th hi th trƣờng nguy hi ắc ẹt hông th giao tiếp v i ch ng e n đ nghi n cứu chế tạo ột rơ ốt đ dị cứu nạn tiến t i thay ngƣời việc ôi II Giả thiết khoa học: Giả thuyết: Tr n sở quan s t thực tế điều iện nguy hi nhƣ hang động nh việc địa hình phức tạp nơi ngƣời chƣa tiếp cận đƣ c trƣờng c ph ng xạ h a chất độc hại hi u iết trang ị nh đ t giải thiết là d ng phần ề ngƣời th iến thức THPT đƣ c đ chế tạo lắp r p đƣ c đầy đủ c c chức n ng s d ng nhƣ quay hình ảnh ột rơ ốt v i ng hệ thống ca điều hi n rô ốt qua s ng RF Bluetooh nh hi cứu nạn địa hình nguy hi e chuy n c đích ph c v phức tạp Phát biểu mục tiêu nghiên cứu - Nh nghi n cứu c đƣ c hi u iết s u rộng c c iến thức li n quan đƣ c học tr n ghế nhà trƣờng đ c iệt c ch c ch ạng s d ng công nghệ - Thông qua trải nghiệ iến phần nghi n cứu gi p nh ạng 4.0 ề nghi n cứu c n ng ứng d ng iến thức đƣ c trang ị đại vào thực tế thông qua việc chế tạo Rô ốt th hi việc ôi trƣờng nguy hi Tạo sản ph hoàn ch nh v i c c chức n ng: Tự động di chuy n quan s t qua hệ thống ca era phần hi n ề hệ thống điều ng s atphon - T đ tiếp cận v i c c thiết ị Ste chƣơng trình gi o d c ph thông i III.Tổng quan vấn đề nghiên cứu: Bối cảnh nghiên cứu: Trƣ c tình hình ngƣời phải th dị hi ngƣời nhi việc ôi trƣờng nguy hi ệnh covi - 19 nhà c c hang động ị đất đ đè độc hại hi ngƣời ị ất lối ho c lối qu nh ngƣời hông th tiếp cận đƣ c cứu nạn nhƣ cứu nạn ắc ẹt hiến cho ôi trƣờng c h a chất ph ng xạ chƣa x định đƣ c vị trí ị nạn việc s d ng Rô ốt ột giải ph p hữu hiệu gi p ta x định nhanh ch ng vị trí ị nạn Mục đích nghiên cứu: Xuất ph t t thực trạng tr n nh Qu Đôn ch ng e đ suy ngh nghi n cứu đề giải ph p hữu hiệu tốn việc giải thực trạng tr n ột Rô ốt th nghi n cứu hoa học trƣờng THPT L hi ng việc tì việc tịi thống trƣờng nguy hi tƣởng thiết ế : IV Thiết kế phƣơng pháp nghiên cứu: Tiến trình: 1.1 Trình t th c hi n - Tì tƣởng thống tƣởng - Nghi n cứu tài liệu t c c ngu n h c - Lập ế hoạch nghi n cứu x y dựng - Nghi n cứu chức n ng hình nghi n cứu: ột số ộ phận iến : - Lập ản vẽ thiết ế cho rô ốt - nghi n cứu ạch aduno tính n ng ạch hi ết h p v i c c ạch khác - Thiết ế - Thiết ế ộ phận khung cho Rôbot hệ thống điều hi n qua s ng RF blutooth - Thiết ế phần di chuy n cho rô ot - Tiến hành lắp r p cho hoạt động th nghiệ - Đ nh gi ết so v i giả thuyết an đầu - Điều ch nh hoàn thiện sản ph - Hoàn thiện h sơ dự n nghi n cứu nộp sản ph tha gia dự thi 1.2 Nghiên cứu h thống bánh xe truyền động h thống khung cho rô bốt rô ốt việc di chuy n tr n địa hình phức tạp n n địi h i tính động rơ ốt phải cao hệ thống xe phải chắn nh ch ng e phía sau đ nghi n cứu ột hệ thống hệ thống nh xe ng nh trịn hai nh nh i phía trƣ c gi p cho xe di chuy n địa hình phức tạp g ghề tr nh cho xe hông ị lật hi di chuy n th hi việc nơi c địa hình phức tạp hệ thống xe nh ch ng e đ nghi n cứu chế tạo đ c tính nhẹ độ ền cao gi p cho rô ốt di chuy n ng th p c c on c ột c ch d dàng 1.3 Nghiên cứu mạch arduno: Hình ảnh mạch aduno Arduino Uno ột ảng ạch vi điều hi n ngu n dựa tr n vi điều hi n Microchip AT ega328 đƣ c ph t tri n ởi Arduino.cc Bảng ạch đƣ c trang ị c c ộ ch n đầu vào/ đầu Digital Analog c th giao tiếp v i c c ảng ạch rộng h c Mạch Arduino Uno thích h p cho ạn cận đa điện t lập trình…Dựa tr n tảng cấp c c ạn dễ dàng x y dựng cho ình i tiếp Arduino.cc cung ột dự n nhanh ( lập trình Robot, xe tự hành điều hi n ật tắt led…) Tr n rô ốt ch ng e chọn ạch Arduino Uno gắn tr n xe ạch trung t đ nhận tín hiệu điều hi n xe tín hiệu t ca era h ng ngoại gi p cho ta quan s t n c c hang động cống… ột c ch rõ ràng 1.4 Nghiên cứu h thống camera quan sát: Đ quan s t đƣ c hình ảnh hi rơ ốt ri chuy n tích h p quan s t tr n s at phôn ột c ch gọn nhẹ ang lại hình ảnh rõ n t nh ch ng e đ chọn ca e h ng ngoại si u nh gắn tr n xe đ quan s t 1.5 Nghiên cứu h thống gắp thả rơ bốt: Đ t ng tính n ng động cho rô ốt nh gắp o thả đ ch ng e cho rô ốt hệ thống hi rô ốt di chuy n tr n đoạn đƣờng phức tạp c vật cản nhiều tr n hệ thống sẻ điều hi n qua phần xe di chuy n đ ề s at phôn dọn đƣờng gi p cho ột c ch r dàng Hình ảnh lập trình o thả tr n rô ốt 1.6 nghiên cứu động chuyển động rô bốt: Đây dạng động giảm tốc đƣ c s d ng ph biến l nh vực chế tạo ro ot hình xe điều n V i ƣu m có nhiều ph kiện è đ lắp ráp robot nhƣ g đỡ, bánh xe, mạch điều n vv Hình ảnh lắp ráp lập trình cho động qua mạch giao tiếp Lập trình cho rơ bốt chuyển động tiến lùi 1.7 Nghiên cứu h thống điều khiển qua ứng dụng Blutooth: Đ động h a qu trình di chuy n rô ốt nh ột phần ề ch ng e đ x y dựng điều hi n qua lautooth đ điều hi n rô ốt Mô đun giap tiếp nhận tín hiệu qua lutooth Trên s at phơn nh ch ng e đ lập trình tạo phần ề điều hi n đ điều hi n rô ốt thông qua lutooth ết nối rô ốt s at phôn đ điều hi n rô ốt di chuy n tiến l i sang tr i sang phải hi g p vật cản gắp vật cản sang ch h c o thả thông qua phần ề Giao di n điều khiển smat phơn Rủi ro an tồn: khơng V Ph n tích d li u : Kết nghiên cứu: Hình ảnh thực tế: Thiết ế thành công gi thành h p l điều iện s d ng n định phạ vi p d ng rộng r i dễ lắp r p dễ s d ng - Thiết ị hoạt động tốt - Rô ốt chạy n định ôi trƣờng thực tế tỷ lệ sai số qu trình đo - Hệ thống ca era qua phần ề - Rô ốt di chuy n - quan s t tích h p hình ảnh rõ n t ột c ch r ràng tr n địa hình phức tạp trƣờng ị nhiễu s ng rơ ốt v n hoạt động tốt di chuy n d dàng Tính sáng tạo “Rơ ốt th nguy hi Tính hi việc ôi trƣờng ”: i: - Rô ốt s d ng tr n tảng giao tiếp arduno - Rô ốt đƣ c điều hi n qua phần ề dƣ c x y dựng qua s at phôn - Hệ thống rô ốt đƣ c ết nối tự động thông qua lutooth đ y liệu lƣu tr n database - Mọi thông tin đƣ c thu thập lƣu trữ Ứng d ng c th đƣ c rộng Hƣớng phát triển d án: tr n sở tảng arduno unro nh sẻ ph t tri n điều hi n rô ốt ch ng e ng giọng n i thông qua c c ứng d ng tr n s at phôn VI Kết luận Sau a th ng nghi n cứu trải nghiệ tạo đƣ c Rô ốt th hi v i dự n việc ình nh ôi trƣờng nguy hi n định thực đƣ c đầy đủ c c chức n ng theo ong ch ng e đ hoạt động uốn an đầu B n cạnh việc g t h i đƣ c iến thức th vị l nh vực nghi n cứu ch ng e đ tích lũy cho ản th n nhiều inh nghiệ ích ph c cho việc học tập n ng cao trình độ n ng lực sau 10 Dự n hoàn thành v i sản ph ôi trƣờng nguy hi c th Rô ốt th hoạt động an toàn đủ điều iện tha Trong qu trình nghi n cứu hồn thiện sản ph h n t việc thiết ế việc hàn thiết ế o đ c iệt đ g p thất ại nghiệ n n hi sản ph i nh ột số h u ch ng e ạch phần g p hơng h ề hệ thống … ƣ c thuộc tiến trình nghi n cứu tr i hảo tạo điều iện gi p ch ng e hoàn thiện th việc gia hội thi đời nhiều cịn thiếu s t Ch ng e uốn Ban t chức Ban gi hi u iết hi cho dự n c th ình cho c c dự n n ong học 2022 -2023 11 Tài li u tham khảo C c v n ản hƣ ng dẫn Ban t chức thi S ch gi o hoa công nghệ c c l p 11 l p 12 S ch vật l l p 11 Gi o trình ỷ thuật điện t Đại học ch hoa Hà nội C c we site ỷ thuật điện t ; điều hi n iến phần ề C c ngơn ngữ lập trình 12 ... QUAN VỀ VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU: Gi i thiệu t ng quan vấn đề nghi n cứu? ??……………….…… … trang Gi i thiệu t ng quan c đích nghi n cứu? ??………………… … trang IV THIẾT KẾ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1.1 Trình tự... l nh vực cứu nạn nhƣ v sập hầ ngƣời ị Xuất ph t t thực tế đ nh th hi th trƣờng nguy hi ắc ẹt hông th giao tiếp v i ch ng e n đ nghi n cứu chế tạo ột rô ốt đ dò cứu nạn tiến t i thay ngƣời việc. .. trải nghiệ iến phần nghi n cứu gi p nh ạng 4.0 ề nghi n cứu c n ng ứng d ng iến thức đƣ c trang ị đại vào thực tế thông qua việc chế tạo Rô ốt th hi việc ôi trƣờng nguy hi Tạo sản ph hoàn ch