Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot điều khiển bằng giọng nói

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI Ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Chuyên ngành: CƠ KHÍ Giảng viên hướng dẫn: Th.s Phạm Bá Khiển Sinh viên thực hiện: Bùi Cơng Tín MSSV: 1811040407 Lớp: 18DCKA1 Dương Minh Nhật MSSV: 1811040135 Lớp: 18DCKA1 Phạm Quốc Vinh MSSV: 1811040127 Lớp: 18DCKA1 TP Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng năm 2022 MỤC LỤC Phiếu đăng ký tên đề tài ĐATN Phiếu giao nhiệm vụ LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH SÁCH CÁC HÌNH vii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Tính cấp thiết đề tài 1.4 Đối tượng nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Ưu nhược điểm đề tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2.1 Xát định vấn đề 2.1.1 Sự phát triển Robot 2.1.2 Một số đặc điểm robot 2.2 Thực trạng giới 10 2.3 Thực trạng việt nam 12 2.4 Nội dung đề tài 12 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ROBOT 14 3.1 Yêu cầu chung 14 3.2 Thiết kế cụm liên quan 15 3.3 Nghiên cứu chức 19 3.4 Thiết kế khối mạch điều khiển 22 3.5 Thiết kê truyền động 28 3.6 Thiết kế mạch điều khiển 30 3.7 Chương trình hệ thống 33 3.8 Tính tốn chọn động 33 3.9 Tính trục động 36 3.10 Tính thơng số nguồn 37 CHƯƠNG 4: THI CÔNG MÔ HÌNH 41 4.1 Quy trình gia cơng lắp ráp cụm khung robot 41 4.2 Quy trình gia công lắp ráp chi tiết đế 45 4.3 Quy trình lắp ráp thiết kế Cụm nguồi Pin 32650 ESP32CAM 47 4.4 Quy trình lắp ráp cụm 49 4.5 Qua trình gia cơng bảo vệ 50 4.6 Ảnh hoàn thiện robot mô solidworks 52 4.7 Quy trình hoạt động robot 53 CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 60 5.1 Đánh giá hoạt động 60 5.2 Bảo mật 60 5.3 Hướng phát triển đề tài 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 64 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Ứng dụng robot y tế Hình 2: Tay máy robot mobile robot Hình 1: Robot có khả thay hành động người Hình 2: Thực nhiệm vụ theo định Hình 2.3: Robot OriHime-D Diverse Avatar Working Network quận Akasaka, thủ đô Tokyo, Nhật Bản 11 Hình 4: Robot có tên Bouebot bang Valais, Thụy Sỹ 11 Hình 5: Robot phục vụ cửa hàng Cafe Việt Nam 12 Hình 3.1: Hai cụm chi tiết đế khung robot 16 Bảng 1: Thông số đầu robot 16 Hình 2: Mica 17 Hình 3: Nhơm định hình 18 Hình 4: Nhơm 19 Hình 3.5: Lưu đồ giải thuật 21 Hình 6: Động Cơ Stepper Nema23 23 Hình 7: Pin robot 24 Hình 8: Pin 32650 24 Hình 9: Moudul ESP32-CAM sơ đồ chân kết nối 25 Hình 10: Mạch Arduino MEGA 26 Hình 11: Module giảm áp DC-DC A5 XL4015 28 Hình 12: Các phương pháp truyền robot 29 Hình 13: Sơ đồ truyền động đai 30 Hình 14: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 30 Hình 15: Sơ đồ mạch Pin 31 Hình 16: Sơ đồ kết nối linh kiện mạch 32 Hình 17: Lực tác dụng lên Robot 35 Hình 18: Vị trí đặc lực 36 Hình 19: Bền uốn trục 36 Hình 20: Sự chuyển vị trục 37 Hình 21: Ứng suất cắt trục 37 Hình 22: Sơ đồ nối Pin 38 Hình 23: Sơ đồ nối Pin 38 Hình 1: Khung robot 41 Hình 2: Thanh ngan nghiên 42 Hình 3: Các khác 43 Hình 4: Con ke nhơm định hình 43 Hình 5: Lắp Khung 44 Hình 6: Lắp ráp lại với 44 Hình 7: Hồn thiện phần khung 45 Hình 8: Tấm đế solidworks 46 Hình 9: Hình ảnh sau gia công 46 Hình 10: Tiến hành lắp ráp chi tiết 47 Hình 11:Cụm nguồn Pin 32650 47 Hình 12: Nguồn mạch điều khiển 48 Hình 13: Module ESP32CAM 48 Hình 14: Lắp ráp Khung robot 49 Hình 15: Lắp ráp tăng đai robot 50 Hình 16: Tấm che trước 50 Hình 17: Tấm che 51 Hình 18:Tấm che 51 Hình 19: Lắp hồn thành mơ 52 Hình 20: Robot thực tế 53 Hình 21: Sử dụng Google Assistant Smartphone 54 Hình 22: Ra lệnh cho Robot thông qua Google Assistant 54 Bước 3: Arduino nhận lệnh, điều khiển Robot chạy tới vị trí theo yêu cầu 55 Hình 23: Robot di chuyển tới vị trí số bàn theo yêu cầu (VD: Bàn số 5) 55 Hình 24: Robot di chuyển vị trí ban đầu sau giao cho khách hàng 56 Hình 25: Giao diện lý robot 57 Hình 26: Hiện thơng tin lên web 57 Hình 27: B1 ta kết nối với mạng wifi 58 Hình 28: Web hiệu chỉnh 58 Hình 29: Bảng thống kê số lượng khách 59 Hình 30: Quét mã 59 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1: Thông số đầu robot 16 Bảng 2: Chú thích sơ đồ truyền động 30 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động người đạt hiệu cao Bên canh phát triển thời đại 4.0 ngày kéo theo nhiều vấn đề khác phát sinh Địi hỏi người phải ln tìm hiểu cải thiện phương diện từ y tế, giáo dục dịch vụ ngành nghề có đổi giúp đỡ từ cộng AI Nhờ có giúp đỡ từ chúng thứ đề trởi nên đơn giản Tầm quan trọng chúng khẳng định năm vừa cụ thể qua đại dịch COVID19 Các mơ hình hoạt động kinh doanh, dịch vụ robot trợ giúp tối ưu, qua góp phần chuyển hóa mơ hình hoạt động truyền thống trở nên linh hoạt Lấy dẫn chứng năm qua nhà hàng quốc gia như: Nhật Bản, Hàn quốc, Thụy Điển chạy đua để thay đổi mơ hình phục vụ kết hợp với mãng IOT hành động góp phần khẳng định vai trị tự động hóa Đó lý nhóm chọn đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ROBOT ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI” Liệt kê số kết đạt đề tài gồm: - Kết cấu robot vững chắc, hình dáng robot đẹp - Tốc độ động ổn định - Hệ thống dẫn động ổn định không bị rơ ray rung lắc - Thiết kế thành công hệ thống điều khiển cho robot - Robot bám line ổn định hồn thành nhiệm vụ tự hành đem thức ăn bàn cần phục vụ theo hệ thống line lập trình sẵn Và cịn nhiều kết khác Bài báo cáo “Nghiên cứu, thiết kế chế tao Robot điều khiển giọng nói” Được chia theo cấu trúc gồm chương nhằm giúp người đọc hiểu rỏ chương báo cáo - Chương1: Giới thiệu chung - Chương 2: Tổng quan đề tài - Chương 3: Phương pháp tính tốn thiết kế rơt - Chương 4: Quy trình thiết kế hệ thống - Chương 5: Thi cơng mơ hình - Chương 6: Đánh giá kết luận Từ thực tế sau năm học chúng em tích lũy khơng kiến thức Để củng cố, bổ sung thêm kiến thức học áp dụng vào thực tế chúng em thực đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tao Robot điều khiển giọng nói” Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề Robot có bước tiến đáng kể nửa kỷ qua Ở kỷ XX, Robot ứng dụng ngành công nghiệp thực công việc công xưởng để thay người làm công việc nặng nhọc, nguy hiểm môi trường độc hại với hiệu kinh tế cao nhiều phát triển mạnh Vào kỷ XXI, với nhu cầu cần hòa nhập ngày nhiều với trình sản xuất phức tạp nên robot cần có khả thích ứng linh hoạt thơng minh Ngồi ứng dụng chế tạo máy ứng dụng robot y tế, chăm sóc sức khỏe, nơng nghiệp, đóng tàu, xây dựng, an ninh quốc phịng gia đình có nhu cầu gia tăng động lực cho robot địa hình robot dịch vụ phát triển Hình 1: Ứng dụng robot y tế (nguồn internet) Hiện nay, sống người ngày bận rộn hơn, người quan tâm đến sức khỏe, chất lượng sống nhiều không muốn làm cơng việc khó khăn, nguy hiểm, dơ bẩn hay công việc đơn giản lặp lặp lại tốn nhiều thời gian Vì vậy, lĩnh vực 45 0.5 21 0.2 16 0.2 130 0.5 37 0.2 45 0.5 21 0.2 16 0.2 37 0.2 353 0.5 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TẤM MICA ĐẦU Mica Tỷ lệ: 2:3 Bản vẽ: 27/41 155 0.5 0.2 10 0.2 353 0.5 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TẤM MICA ĐẦU Mica Tỷ lệ: 2:3 Bản vẽ: 28/41 150 0.5 55 ° ° 0.2 35 0.2 72° 38 0.2 50 0.2 53 0.2 59 0.5 120 0.5 126 0.5 170 0.5 73 16 0.2 44 0.2 47 0.2 60 0.2 63 0.2 68 0.5 95 0.5 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TẤM MICA ĐẦU Mica Tỷ lệ: 1:1 Bản vẽ: 29/41 500 0.5 352 0.5 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TẤM MICA SAU Mica Tỷ lệ: 1:3 Bản vẽ: 30/41 334 0.5 400 0.5 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TẤM MICA BÀN Mica Tỷ lệ: 1:3 Bản vẽ: 31/41 334 0.5 500 0.5 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TẤM MICA BÀN Mica Tỷ lệ: 1:3 Bản vẽ: 32/41 18 0.2 39 0.5 18 0.2 0.2 3x 0.2 49 0.5 53 0.5 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TẤM HỘP CAMERA Mica Tỷ lệ: 3:1 Bản vẽ: 33/41 35 0.2 3x 0.2 0.2 53 0.2 49 0.2 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TẤM HỘP CAMERA Mica Tỷ lệ: 3:1 Bản vẽ: 34/41 31 0.2 16 0.2 0.2 35 0.2 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TẤM HỘP CAMERA Mica Tỷ lệ: 3:1 Bản vẽ: 35/41 32 0.2 16 0.2 31 0.2 0.2 0.2 18 0.2 35 0.2 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TẤM HỘP CAMERA Mica Tỷ lệ: 3:1 Bản vẽ: 36/41 14 0.1 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TRỤC ĐỠ Ổ BI Nhôm Tỷ lệ: 7:1 Bản vẽ: 37/41 50 0.5 0.2 0.2 0.2 16 0.5 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TẤM PÁT TĂNG ĐAI Thép SGCC Tỷ lệ: 3:1 Bản vẽ: 38/41 125 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TRỤC BÁNH XE Thép SUS440C Tỷ lệ: 3:2 Bản vẽ: 39/41 160 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TRỤC DẪN ĐỘNG Thép SUS440C Tỷ lệ: 3:2 Bản vẽ: 40/41 100 Người vẽ Dương Minh Nhật Kiểm tra ThS.Phạm Bá Khiển TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT TRỤC TĂNG ĐAI Thép SUS440C Tỷ lệ: 2:1 Bản vẽ: 41/41 ... kết hợp với mãng IOT hành động góp phần khẳng định vai trị tự động hóa Đó lý nhóm chọn đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ROBOT ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI” Liệt kê số kết đạt đề tài gồm: - Kết cấu robot. .. chọn đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Robot điều khiển giọng nói Hình 3: Robot OriHime-D Diverse Avatar Working Network quận Akasaka, thủ đô Tokyo, Nhật Bản (nguồn internet) Hình 4: Robot có... thức ăn bàn cần phục vụ theo hệ thống line lập trình sẵn Và nhiều kết khác Bài báo cáo ? ?Nghiên cứu, thiết kế chế tao Robot điều khiển giọng nói? ?? Được chia theo cấu trúc gồm chương nhằm giúp người