Thiết kế và chế tạo robot nhện 6 chân đồ án tốt nghiệp

ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT NHỆN CHÂN Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Ngọc Xuân Huy Sinh viên thực : Trần Văn Tân – MSSV: 18020021 Nguyễn Xuân Lâm – MSSV: 16020058 Bình Dương,… Tháng 10 năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành Cho Cán Bộ Hướng Dẫn) Họ tên SV: TRẦN VĂN TÂN Mã số SV: 18020021 Lớp: 21DT01 Họ tên SV: NGUYỄN XUÂN LÂM Mã số SV: 16020058 Lớp: 19DT01 Ngành: Điện – Điện tử Tên đề tài: Thiết kế chế tạo robot nhện chân(spider - robot) Người hướng dẫn (tên đầy đủ): NGUYỄN NGỌC XUÂN HUY Nội dung đồ án a Nhận xét hình thức báo cáo Số trang _ Số bảng số liệu _ Số tài liệu tham khảo _ : Số chương Số hình vẽ Sản phẩm _ _ _ b Nhận xét nội dung (kiến thức, phương pháp mà sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu nhận xét ưu điểm hạn chế) Ý nghĩa đồ án Nhận xét đồ án (nhận xét kiến thức, phương pháp mà sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu, việc xây dựng ứng dụng demo, thái độ, ưu điểm, hạn chế sinh viên tham gia) a Ưu điểm: b Hạn chế: Đề xuất, đánh giá Đủ tiêu chuẩn bảo vệ Chưa đủ tiêu chuẩn bảo vệ Đánh giá chung: Điểm tối đa 10 NỘI DUNG Hướng nghiên cứu (cách tiếp cận đề tài, trình thực phương pháp nghiên cứu điều tra, khảo sát) Nội dung trình bày từ hướng nghiên cứu (đặt vấn đề, giải vấn đề) Sự phù hợp phương pháp (giá trị khoa học, thực tiển kết nghiên cứu) Phạm vi phân tích (tính mới, tính sáng tạo, độc đáo đề tài) Kết đạt kiến nghị (kết nghiên cứu, tóm tắt, kiến nghị đề tài) Hình thức (định dạng, cấu trúc, nội dung, mục lục tài liệu tham khảo) 1.5 1.0 3.0 2.0 1.0 1.5 CB HƯỚNG DẪN Điểm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho Cán Bộ Phản Biện) - Họ tên SV: TRẦN VĂN TÂN Mã số SV: 18020021 Lớp: 21DT01 Họ tên SV: NGUYỄN XUÂN LÂM Mã số SV: 16020058 Ngành: Điện – Điện tử Lớp: 19DT01 Tên đề tài: Thiết kế chế tạo robot nhện chân(spider - robot) Người phản biện (tên đầy đủ): Nội dung đồ án c Nhận xét hình thức báo cáo : Số trang _ Số bảng số liệu _ Số tài liệu tham khảo _ Số chương Số hình vẽ Sản phẩm _ _ _ d Nhận xét nội dung (kiến thức, phương pháp mà sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu nhận xét ưu điểm hạn chế) Ý nghĩa đồ án Nhận xét đồ án (nhận xét kiến thức, phương pháp mà sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu, việc xây dựng ứng dụng demo, thái độ, ưu điểm, hạn chế sinh viên tham gia) a Ưu điểm: b Hạn chế: Đề xuất, đánh giá Đủ tiêu chuẩn bảo vệ Chưa đủ tiêu chuẩn bảo vệ 10 Câu hỏi (phản biện đặt 02 câu hỏi): Đánh giá chung: NỘI DUNG Hướng nghiên cứu (cách tiếp cận đề tài, trình thực phương pháp nghiên cứu điều tra, khảo sát) Nội dung trình bày từ hướng nghiên cứu (đặt vấn đề, giải vấn Điểm tối đa 10 1.5 1.0 Điểm đề) Sự phù hợp phương pháp (giá trị khoa học, thực tiển kết nghiên cứu) 10 Phạm vi phân tích (tính mới, tính sáng tạo, độc đáo đề tài) 11 Kết đạt kiến nghị (kết nghiên cứu, tóm tắt, kiến nghị đề tài) 12 Hình thức (định dạng, cấu trúc, nội dung, mục lục tài liệu tham khảo) 3.0 2.0 1.0 1.5 CB PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN Chúng em xin trân trọng cám ơn tất quý Thầy, Cơ trường Đại học Bình Dương q Thầy, Cơ khoa Điện – Điện tử trang bị cho chúng em kiến thức quý báu trình học tập trường Chúng em xin chân thành cám ơn Thầy hướng dẫn, giúp đỡ chúng em tận tình trình chúng em làm đề tài Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Ngọc Xuân Huy, người tận tâm hướng dẫn, bảo tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành luận văn Đặc biệt, chúng em xin cảm ơn quý Thầy, Cô Hội đồng dành thời gian nhận xét, góp ý để luận văn chúng em hoàn thiện Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cám ơn đến người thân bạn bè động viên, ủng hộ tạo cho điều kiện thuận lợi q trình hồn thành luận văn tốt nghiệp Mặc dù cố gắng thực đề tài cách hoàn chỉnh Nhưng chưa làm quen nhiều với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp xúc thực tế với thiết bị, hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận góp ý quý Thầy, Cơ bạn để khóa luận hồn chỉnh Chúng em xin chân thành cám ơn! Bình Dương, … tháng … năm 2022 SINH VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Xuân Lâm SINH VIÊN THỰC HIỆN Trần Văn Tân BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT NHỆN CHÂN(SPIDER-ROBOT) Cán hướng dẫn (CBHD): NGUYỄN NGỌC XUÂN HUY Thời gian thực hiện: Từ ngày…18/7/2022 đến ngày…9/10/2022… Sinh viên thực hiện: TRẦN VĂN TÂN – MSSV: 18020021 NGUYỄN XUÂN LÂM– MSSV: 16020058 Nội dung đề tài: - Lý chọn đề tài: Hiện nay, nhu cầu công nghệ nước ta cao, đặc biệt lĩnh vực robot tự động hóa Vì nên nhóm chúng em định nghiên cứu chế tạo robot nhện chân Qua lần thiết kế chế tạo sẻ giúp chúng em hiểu rõ nguyên lí hoạt động robot số ứng dụng mà robot mang lại cho đời sống - Mục tiêu: Nghiên cứu điều khiển khơng dây Nghiên cứu lập trình giải thuật Thiết kế chế tạo mô hình robot phục vụ cho cơng việc học tập - Phạm vi: Thiết kế, chế tạo kết cấu khí Mica cho Robot có khả chuyển động linh hoạt Lập trình điều khiển cho Robot hoạt động thơng qua việc điều khiển từ xa Thiết kế cho robot có khả truyền video từ camera máy tính Đối tượng nghiên cứu: Trong đồ án tốt nghiệp lần chúng em có nghiên cứu áp dụng số kiến thức chuyên ngành sau: + Điều khiển tự động + Mạch điện tử + Kỹ thuật số, vi điều khiển + kỹ thuật đo - Phương pháp nghiên cứu: Tìm kiếm tài liệu trang mạng Internet: PGS.TS Nguyễn Trường Thịnh (2014), “Giáo trình kĩ thuật robot”, nhà suất ĐHQG TPHCM Trần Quốc Hùng (2012), “Giáo trình Dung sai – kĩ thuật đo”, nhà xuất ĐHQG TPHCM Nghiên cứu thiết kế nhóm, cá nhân phát triển nước: Canberk Suat Gurel, “ A project log for Hexapod Modelling , Path Planning and Control”, https://hackaday.io/project/ 29/06/2017 [internet] [ xem 10/07/2022] https://store.arduino.cc/usa/mega-2560-r3 [internet] [ xem 10/07/2022] Từ tài liệu tham khảo tiến hành thiết kế robot phục vụ cho cho việc học tập - Kết mong muốn: Tạo robot hoàn thiện có khả di chuyển, mơ cách di chuyển loại nhện Robot thẳng, lùi, sang trái, sang phải Robot đường có sỏi đá Robot có khả kháng nước nhẹ, chịu va đập mức vừa phải (va đập nhẹ) Robot xoay trái, phải xoay 180 độ Có thể quay video truyền máy tính, thiết bị điều khiển Kế hoạch thực hiện: STT THỜI GIAN 18/7/ - 31/7 NỘI DUNG THỰC HIỆN SINH VIÊN THỰC HIỆN Lên ý tưỡng cho mô hình robot Phần khung Robot tham khảo web Nshop, tạo TRẦN VĂN TÂN hình nâng cấp to dễ điều khiển NGUYỄN XUÂN LÂM tiết kiệm chi phí ( Cả thực hiện) Tiến hành đặt mua linh kiện cần thiết để tạo nên Robot 31/7 - 14/8 Thực vẽ Solidworks Cắt CNC khớp dựa bảng vẽ TRẦN VĂN TÂN thiết kế sử dụng chất chất liệu (Thực vẽ, lắp ráp, lắp Mica để cắt mạch điều khiển) Tiến hành lắp ráp phận Robot lại với Tiến hành lắp mạch điều khiển,và servo cho chân Robot Tiến hành đấu dây cho Robot cho NGUYỄN XUÂN LÂM (Thực vẽ, cắt CNC, đấu dây) thẩm mỹ 14/8 - 28/8 Lập trình Robot: TRẦN VĂN TÂN Tìm hiểu code, tiến hành viết NGUYỄN XUÂN LÂM code cho mạch điều khiển ( Cả thực hiện) Đồ án tốt nghiệp Chương Đánh giá vận hành robot CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ VẬN HÀNH CỦA ROBOT 6.1 Kiểm tra lượng - Mơ hình robot nhện chuyển với chức ổn định liên tục khoảng 10 phút hết pin - Hiệu suất đạt 90% 6.2 Kiểm tra kết nối robot - Phần mềm điều khiển qua điện thoại không bị lỗi hay cung cấp sai thông tin cho robot, thao tác điều khiển điện thoại phản hồi robot có độ trễ thấp - Kiểm tra kết nối, robot kết nối với điện thoại nhanh, tỉ lệ 100% robot không kết nối mạng điện thoại yếu, hoạt kết nói internet 6.3 Kiểm tra điều hướng robot - Điều hướng thẳng số lần thử 40 lần - Điều hướng lùi số lần thử 35 lần - Điều hướng sang trái số lần thử 35 lần - Điều hướng sang phải số lần thử 35 lần - Điều hướng xoay 360 số lần thử 40 lần 6.4 Kiểm tra chuyển động robot - Kiểm tra chuyển động bề mặt trơn trược, robot di chuyển khơng cịn linh hoạt, số lần thử 40 lần - Kiểm tra chuyển động môi trường có chướng ngại vật robot vượt qua bảy mười chướng ngại vật, số lần thử 35 lần - Kiểm tra chuyển động môi trường bê tông robot di chuyển ổn định, số lần thử 30 lần 6.5 Điểm mạnh - Robot nhóm tự thiết kế, có khơng trùng lặp, giá thành rẻ hơn, robot có nhiều chức so với số robot ngang tầm giá thị trường bây giờ, kích thước to thị trường khoảng tầm giá - Có chức giám sát camera quan sát qua app điện thoại - Điều khiển điện thoại tiện lợi so với tay cầm mở điện thoại điều khiển GVHD: Nguyễn Ngọc Xuân Huy 42 Nhóm SVTH: Trần Văn Tân Nguyễn Xuân Lâm Đồ án tốt nghiệp Chương Đánh giá vận hành robot 6.6 Điểm yếu - Về mặt ngoại hình robot khơng chỉnh chu hoàn thiện robot thị trường vật liệu in 3D loại nhựa tốt in khơng vẽ nhóm tự vẽ nên khơng tối ưu hay hồn hảo khn mẫu có sẵn thị trường - Robot di chuyển khơng mượt servo nhóm lựa chọn chưa phải loại servo tối ưu để làm robot nhện, nhóm chưa có kinh nghiệm tính tốn kiểu phù hợp cho robot nhện - Về phần chống nước với mang vác vật nặng nhóm chưa cải thiện vấn đề robot cịn yếu nhiều chỗ hở nên không đáp ứng - Đây lần đầu chúng em tự thiết kế nên có linh kiện robot lựa chọn chưa phải là linh kiện hoạt động ổn định nhất, chi tiết tất nhiên không robot thị trường GVHD: Nguyễn Ngọc Xuân Huy 43 Nhóm SVTH: Trần Văn Tân Nguyễn Xuân Lâm TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Nguyễn Trường Thịnh (2014), “Giáo trình kĩ thuật robot”, nhà suất ĐHQG TPHCM Trần Quốc Hùng (2012), “Giáo trình Dung sai – kĩ thuật đo”, nhà xuất ĐHQG TPHCM Nghiên cứu thiết kế nhóm, cá nhân phát triển nước: Canberk Suat Gurel, “A project log for Hexapod Modelling, Path Planning and Control”, 29/06/2017 [internet] [ xem 10/07/2022] http://arduino.vn/tutorial/1570-gioi-thieu-module-esp32-va-huong-dan-caitrinh-bien-dich-tren-arduino-ide http://banlinhkien.shop/mach-dieu-khien-16-chanel-pwm-pca9685-1 https://www.trossenrobotics.com/phantomx https://www.adeet.com/spider https://saigonmetromall.com.vn/4-luu-do-giai-thuat-dieu-khien-robot-nhen/ 10 https://banlinhkien.shop/dong-co-servo-mg90s-goc-quay-360-do 11 https://cameramini.vn/san-pham/camera-mini-a9/ 12 https://cameramini.vn/huong-dan-su-dung-camera-mini-a9-voi-ung-dunglittle-stars/ 13 https://banlinhkien.com/module-buck-dcdc-12a-p6651388.html 14 https://3d-smartsolutions.com/cam-nang/cong-nghe-3d/tong-quat-ve-congnghe-in-3d/ 15 https://www.youtube.com/watch?v=uCuSb5aVoe0 16 https://www.youtube.com/watch?v=mcw_0cIyr9Y&list=LL&index=1 17 Hexapod Modelling, Path Planning and Control | Hackaday.io [internet] [ xem ngày 30/07/2022] 18 http://khuenguyencreator.com/blynk-v2-new-iot-platform ngày 30/07/2022] [internet] [xem PHỤ LỤC Phần vẽ robot Phần code robot #define BLYNK_PRINT Serial #include #include #include #include "HCPCA9685.h" #define I2CAdd 0x40 #define I2CAdd1 0x41 HCPCA9685 M1 = HCPCA9685(I2CAdd); HCPCA9685 M2 = HCPCA9685(I2CAdd1); char auth[] = "q3L4f4pQC2N9mZQcYd_5HmC0wTycXuVx"; char ssid[] = "A50"; char pass[] = "11111111"; int V00,V01,V02,V03=0,V04=0; const int Led =4; void Chan1(int a, int b , int c) { M1.Servo(0, a); M1.Servo(1, b); M1.Servo(2, c); } void Chan2(int a, int b , int c) { M1.Servo(3, a); M1.Servo(4, b); M1.Servo(5, c); } void Chan3(int a, int b , int c) { M1.Servo(6, a); M1.Servo(7, b); M1.Servo(8, c); } void Chan4(int a, int b , int c) { M1.Servo(9, a); M1.Servo(10, b); M1.Servo(11, c); } void Chan5(int a, int b , int c) { M1.Servo(12, a); M1.Servo(13, b); M1.Servo(14, c); } void Chan6(int a, int b , int c) { M1.Servo(15, a); M2.Servo(0, b); M2.Servo(1, c); } void Dung() { Chan1(220, 70, 150); Chan2(180, 70, 150); Chan3(170, 50, 200); Chan4(280, 350, 100); Chan5(310, 360, 100); Chan6(250, 350, 150); } void Tien() { Chan1(220, 110, 50); Chan3(170, 90, 100); Chan5(310, 320, 200); delay(100); Chan1(220, 70, 50); Chan3(170, 50, 100); Chan5(310, 360, 200); delay(100); Chan2(180, 110, 100); Chan4(280, 310, 150); Chan6(250, 310, 200); delay(100); Chan1(220, 70, 100); Chan3(170, 50, 150); Chan5(310, 360, 150); ///////////////////////// delay(100); Chan2(180, 70, 100); Chan4(280, 350, 150); Chan6(250, 350, 200); delay(100); Chan1(220, 110, 50); Chan3(170, 90, 100); Chan5(310, 320, 200); delay(100); Chan2(180, 70, 150); Chan4(280, 350, 100); Chan6(250, 350, 150); } void Lui() { Chan1(220, 110, 150); Chan3(170, 90, 200); Chan5(310, 320, 100); delay(100); Chan1(220, 70, 150); Chan3(170, 50, 200); Chan5(310, 360, 100); delay(100); Chan2(180, 110, 200); Chan4(280, 310, 150); Chan6(250, 310, 200); delay(100); Chan1(220, 70, 100); Chan3(170, 50, 150); Chan5(310, 360, 150); delay(100); Chan2(180, 70, 100); Chan4(280, 350, 150); Chan6(250, 350, 200); delay(100); Chan1(220, 110, 150); Chan3(170, 90, 200); Chan5(310, 320, 100); delay(100); Chan2(180, 70, 50); Chan4(280, 350, 200); Chan6(250, 350, 150); } void SangPhai() { Chan1(220, 110, 50); delay(100); Chan1(220, 70, 50); Chan2(180, 110, 100); delay(100); Chan2(180, 70, 100); Chan3(170, 90, 100); delay(100); Chan3(170, 50, 100); Chan4(280, 310, 50); delay(100); Chan4(280, 350, 50); Chan5(310, 320, 50); delay(100); Chan5(310, 360, 50); Chan6(250, 310, 100); delay(100); Chan6(250, 350, 100); delay(100); Chan1(220, 70, 100); Chan2(180, 70, 150); Chan3(170, 50, 150); Chan4(280, 350, 100); Chan5(310, 360, 100); Chan6(250, 350, 150); delay(100); } void SangTrai() { Chan1(220, 110, 200); delay(100); Chan1(220, 70, 200); Chan2(180, 110, 200); delay(100); Chan2(180, 70, 200); Chan3(170, 90, 250); delay(100); Chan3(170, 50, 250); Chan4(280, 310, 150); delay(100); Chan4(280, 350, 150); Chan5(310, 320, 150); delay(100); Chan5(310, 360, 150); Chan6(250, 310, 200); delay(100); Chan6(250, 350, 200); delay(100); Chan1(220, Chan2(180, Chan3(170, Chan4(280, 70, 150); 70, 150); 50, 200); 350, 100); Chan5(310, 360, 100); Chan6(250, 350, 150); delay(100); } BLYNK_WRITE(V0) { V00 = param.asInt(); } BLYNK_WRITE(V1) { V01 = param.asInt(); } BLYNK_WRITE(V2) { V02 = param.asInt(); } BLYNK_WRITE(V3) { V03 = param.asInt(); } BLYNK_WRITE(V4) { V04 = param.asInt(); } void Xoay() { for(int n=0;n