báo cáo bài tập lớn dung sai và kỹ thuật đo thực hiện cánh tay in 3d

Cánh tay này sẽ có một sợi dây duy nhất được kết nối với mỗi ngón tay, trong khi đầu còn lại được quấn quanh còi mô tơ servo để các ngón tay có thể uốn cong bất cứ khi nào servo di chuyể

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

🙞···☼···🙞

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN DUNG SAI VÀ KỸ THUẬT ĐO

Giảng viên hướng dẫn: Trần Nguyên Duy Phương Lớp:

Sinh viên thực hiện

L02

Mã số sinh viên

MỤC LỤC

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 3

II CÁC DỤNG CỤ 3

1 GHI ĐIỆN CƠ EMG 3

2 CẢM BIẾN CƠ BẮP EMG 4

III THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO 4

1 THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG MẠCH 4

2 CHI TIẾT TRONG MẠCH 5

IV TIẾN HÀNH CHẾ TẠO 9

1 MẠCH MÔ PHỎNG 9

2 ARDUINO CODE 10

V TÀI LIỆU THAM KHẢO 13

2

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Sau khi thảo luận và tìm được tiếng nói chung, nhóm chúng em quyết định chọn đề tài này bởi vì đây là một cơ hội tốt để có thể học tập, củng cố thêm kiến thức về chuyên môn và có thể tạo động lực để có thể học tập, nghiên cứu và phát triển những dự án mới trong tương lai không xa

Để có thể đạt hiệu quả tốt nhất để hoàn thành tốt bài tập lớn này, chúng em thống nhất sẽ thực hiện cánh tay in 3D Cánh tay này sẽ có một sợi dây duy nhất được kết nối với mỗi ngón tay, trong khi đầu còn lại được quấn quanh còi mô tơ servo để các ngón tay có thể uốn cong bất cứ khi nào servo di chuyển Khi đó, cảm biến cơ bắp chịu trách nhiệm đọc các tín hiệu điện được tạo ra bởi sự co cơ

và chuyển đổi chúng thành điện áp tương tự có thể đọc được bởi Arduino

II CÁC DỤNG CỤ

1 GHI ĐIỆN CƠ EMG

Ghi điện cơ (electromyography) được sử dụng để nghiên cứu phản ứng điện của thần kinh và cơ hoặc đánh giá sự mất phân bố thần kinh của cơ Đây là kỹ thuật được sử dụng phổ biến trong thăm khám và chẩn đoán bệnh trong thực hành thần kinh học hiện đại

Những tế bào thần kinh vận động dẫn truyền các tín hiệu điện tới vùng cơ, phản ứng với tín hiệu nhận được sẽ gây ra sự co cơ Bản ghi điện cơ chính là một bản phiên dịch các tín hiệu này thành âm thanh, biểu đồ hay các giá trị bằng số

mà các bác sĩ nhìn vào đó sẽ đọc và hiểu được

Kết quả ghi điện cơ trả về có thể cho thấy các bất thường của dây thần kinh hay bất thường về cơ hoặc dẫn truyền của nơi tiếp xúc giữa dây thần kinh với cơ

2 CẢM BIẾN CƠ BẮP EMG

Cảm biến cơ bắp ghi lại tín hiệu của điện cơ EMG như đã nói như trên

chuyển thành tín hiệu analog, ta có thể ứng dụng dữ liệu thu được vào nhiều mực đích khác nhau, điển hình nhất là ứng dụng trong việc chế tạo cánh tay robot hoạt động bằng thủy lực

III THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO

1 THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG MẠCH

 5 motor servo 5V

 6 bộ cảm biến EMG đo điện cơ

 3 module giảm áp DC – DC LM2596 có LED hiển thị để giảm áp

 Nguồn DC từ pin cung cấp điện áp cần thiết

 Arduino

 Dây dẫn cần thiết

 Cánh tay robot 4 bậc tự do

 Tay gắp robot

4

2 CHI TIẾT TRONG MẠCH

 Cảm biến EMG A10-09

Là một mạch cảm biến cơ bắp rất dễ sử dụng, dùng để đo hoạt động cơ bắp trong trong nghiên cứu y tế bằng các tín hiệu điện cơ (EMG) Cảm biến

sẽ đo lọc, chỉnh lưu hoạt động điện của đầu ra cơ 0-VS Volts để lấy kích thước đầu ra tùy thuộc vào lượng hoạt động cơ bắp được chọn Dây và cảm biến có thể được sử dụng cho các hệ thống điều khiển khác nhau

 Mạch Giảm Áp LM2596

Là module giảm áp có khả năng điều chỉnh được dòng ra đến

3A LM2596 là IC nguồn tích hợp đầy đủ bên trong, tức là khi cấp nguồn 9v vào module, sau khi giảm áp ta có thể lấp được nguồn 3A < 9v như 5V hay 3.3V

Cách sử dụng khá đơn giản, ta chỉ cần cấp nguồn thô vào chân INPUT+, INPUT- rồi nhận nguồn ra từ chân OUTPUT+,

OUTPUT-Bộ cảm biến EMG

 Servo motor SG90

Động cơ servo SG90 có kích thước nhỏ, là loại được sử dụng nhiều nhất

để làm các mô hình nhỏ hoặc các cơ cấu kéo không cần đến lực nặng

Động cơ servo SG90 180 độ có tốc độ phản ứng nhanh, các bánh răng được làm bằng nhựa nên cần lưu ý khi nâng tải nặng vì có thể làm hư bánh răng, động cơ RC Servo 9G có tích hợp sẵn Driver điều khiển động cơ bên trong nên có thể dễ dàng điều khiển góc quay bằng phương pháp điều độ rộng xung PWM

6

Module giảm áp LM2596

Servo motor SG90

 Arduino Uno R3

Là một bảng mạch vi điều khiển nguồn mở dựa trên vi điều khiển

Microchip ATmega328 được phát triển bởi Arduino.cc Bảng mạch được trang bị các bộ chân đầu vào/ đầu ra Digital và Analog có thể giao tiếp với các bảng mạch mở rộng khác nhau Mạch Arduino Uno thích hợp cho những bạn mới tiếp cận và đam mê về điện tử, lập trình…Dựa trên nền tảng mở do Arduino.cc cung cấp các bạn dễ dàng xây dựng cho mình một dự án nhanh nhất (lập trình Robot, xe tự hành, điều khiển bật tắt led…)

Arduino Uno R3

 Cánh tay robot in 3D

EEZYbotARM MK2 là một ví dụ mẫu về cánh tay 4DOF và được in 3D phần khung với các hướng dẫn lắp ráp nổi bật Cánh tay robot này đã giành chiến thắng trong nhiều cuộc thi và có lẽ là một trong những thiết kế cánh tay đơn giản nhất để chế tạo Ngoài ra còn có MK3 trong phiên bản của nó

Arduino Uno R3

8

IV TIẾN HÀNH CHẾ TẠO

1 MẠCH MÔ PHỎNG

 Cảm biến cơ bắp

 Dây kết nối EMG

 Điện cực bề mặt

2 ARDUINO CODE

 Thiết lập các thư viện, khai báo tên từng hàm để điều khiển cho từng servo tương ứng và khai báo chân pin cho từng cảm biến

 Khai báo hàm pinMode (tên chân, cấu hình và output hoặc input) Hàm attach cũng tương tự Kế đó mở Serial Port để đọc các tín hiệu từ chân cảm biến

10

 Tiếp đến ta gọi các hàm để chạy từng động cơ và xuất ra các tín hiệu mà Arduino đọc được từ các cảm biến

 Hàm myservo_1.write điều khiển góc quay động cơ từ 0 tới 180

 Động cơ thứ 3 sử dụng 2 giá trị cảm biến đồng thời để đọc

12

V TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 How to control servo motor with EMG Muscle Sensor Truy cập từ:

https://www.youtube.com/watch?v=D-6GDlvAMCI

2 PIR Sensor DC Motor Arduino Project | Arduino To Control Dc Motor When Detected Motion | Thetips4you Truy cập từ:

https://www.youtube.com/watch?v=kggohWCtYuQ&t=793s

3 Arduino 25/11/2022 Designing a 3D-printed EMG bionic hand as a low-cost alternative to prosthetic limbs Truy cập từ:

https://blog.arduino.cc/2022/11/25/designing-a-3d-printed-emg-bionic-hand-as-a-low-cost-alternative-to-prosthetic-limbs/