ĐỀ TÀI XE ĐIỀU KHIỂN CÁNH TAY ROBOT NÂNG ĐỒ VẬT

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS VŨ NGỌC ÁNH

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU trang 3I Xây dựng ý tưởng trang 41 Đặt vấn đề trang 42 Ý tưởng mô hình trang 5II Nguyên lý trang 6III Phân tích trang 7

1.Sơ đồ Pert trang72.Sơ đồ FRDPARRC trang7,8IV Lập kế hoạch trang9V Tính toán và thiết kế trang101 Hệ thống mạch điện trang 102 Bản vẽ mô hình trang103 Chi phí trang11VI Thử nghiệm trang 12 VII Bản thiết kế cuối cùng trang 121 Các bước hiệu chỉnh trang 122 Chế tạo và lắp ráp hoàn thiện trang 13,14,15VIII Kết luận và hướng phát triển trang 161 Kết luận trang16

LỜI NÓI ĐẦU

ã hội hiện đại ngày càng phát triển, chất lượng đời sống con người ngày càng cao Con người ngày càng phát triển các loại công nghệ mới để khám phá và chinh phục những điều mới mẻ trên Trái Đất và vũ trụ.Song song với đó chúng ra cũng đặc ra xu hướng ứng dụng công nghệ , tự động hóa trong mọi công việc quen thuộc, dù là đơn giản nhất của đời sống hằng ngày Từ đó giúp giảm thiểu sức lao động của con người, đảm bảo an toàn cho tính mạng và nâng cao hiệu quả, năng suất lao động.Giúp con người có một cuộc sống tốt hơn từ đó nâng cao tuổi thọ của con người hơn.

ới mục tiêu là giảm được các rủi ro,cũng như các chấnthương di chứng khi nâng các vật nặng cũng như là điều khiển các thiết bị từ xa, đảm bảo chất lượng sốngcho người sử dụng.Cùng với đó là tiết kiệm chi phí thay vì phải mua các xe nâng có giá cả rất mắc trên thị trường Nhóm hy vọng mô hình xe điều khiển cánh tay robot nâng đồ vật là giải pháp công nghệ hữu hiệu cho mục tiêu này.

V

I Xây dựng ý tưởng:1 Đặt vấn đề:

 Trong cuộc sống con người ta thường bê vác vật nặng rất nhiều, đặc biệt là ở vùng nông thôn, người dân lao động phải bê vác một cách rất vất vả dưới cái nắng, cái mưa,  Lâu ngày tuổi tác già đi thì sẽ dẫn đến một số di chứng

liên quan tới lưng, tức ngực, cột sống, đầu gối,

 Trời mưa thì có thể trượt té ngã, nắng thì bê vác năng suất thấp mệt hơn,

 Để khắc phục những khó khăn trên, cần tạo ra một hệ thống gì đó có thể thay thế con người nâng gắp vật nặng, dễ dàng tiếp cận với mọi đối tượng chi phí rẻ,

2 Ý tưởng mô hình:

Mô tả

- Hệ thống sẽ gồm hai phần : xe và cánh tay robot

- Module sẽ nhận tín hiệu từ tay điều khiển và truyền vào Bo mạch tổng Arduino UNO R3, từ đó truyền tín hiệu thực hiện đến các cơ cấu thành phần.

 Ưu điểm:

- Có thể dễ dàng điều khiển từ xa - Vận hành 24/7.

- Tích hợp được nhiều cơ cấu lại với nhau, đảm nhiệm nhiều chức năng (nâng, gắp, đưa lên, hạ xuống).

- Có thể nâng cấp lên thêm nhiều tính năng như dò đường, tránh vật cản, nhiều cánh tay để nâng nhiều vật hơn,

Nhược điểm:

- Yêu cầu nguồn điện cung cấp liên tục.

- Yêu cầu hệ thống truyền dẫn tín hiệu kết nối ít xảy ra sự cố.- Cánh tay robot cần nâng cấp để linh động hơn.

II Nguyên lý:

1 Hạn chế nhược điểm và giải quyết các rủ i ro:

Yêu cầu phải được cung cấp điện liên tục

Có thể dùng pin dự phòng để thay thế

Yêu cầu hệ thống truyền dẫn tín hiệu kết nối ít xảy ra sự cố

Nghiên cứu tiếp tục nâng cấphệ thống truyền tín hiệu

Phụ thuộc lớn vào độ linh hoạt của cánh tay

- Thường xuyên thực hiện hoạt động bảo trì cho các cánh tay ( 2-3tháng / lần )- Thiết kế tiếp tục nâng cấp cánh tay linh hoạt hơn.

2 Thiết kế, nguyên lý hoạt động sơ bộ dự kiến:

- Mô hình xe cánh tay robot nâng vật bao gồm một khung xe, một bộ cánh tay robot Phần khung xe sẽ được trang bị 4 mô tơ bánh xe và phía trên khung gắn các mạch điều khiển, bộ nguồn Phần cánh tay robot sẽ được trang bị 4 servo Module nhận tín hiệu từ tay điều khiển, sau đó truyền tới Arduino UNO R3 tổng hợp lại và gửi đến LN298 sau đó truyền tới 4 mô tơ bánh xe để điều khiển hướng và tốc độ bánh xe Từ Arduino UNO R3 cũng sẽ gửi tín hiệu đến các servo để điều khiển cánh tay robot, giúp cánh tay có thể mở ra đóng lại, nâng lên hạ xuống để gắp vật.

- Xây dựng code cho mạch điều khiển UNO R3 hiểu xử lý tín hiệu.

III Phân tích :

1 Sơ đồ P ert :

E Xây dựng trang web để

2 Sơ đồ FRDPARRC :

Các yêu cầu vềchức năng

Các thông

số thiết kếPhân tíchTham khảoRủi ro

Biện phápkhắc phục

Chạy bằng điện

Dùng adapter chuyển đổi 220V AC thành 5V DC

Adapter chất

lượng cao Gặp sự cố mất điện

Cắm cục adapter vào cục pin dự phòng sau đó mới cắm vào mạch chính, khi mất điện vẫn còn điện trong sạc dự phòng.

Kết nối không dây

-Tương thích chuẩnwifi 802.11b/g/n.

Nhận tín hiệu từ web, bật tắt các thiết bị được kết nối.

-Kết nối bất thường-Độ trễ thiết bị

Đảm bảo đường truyền ổn định

Nâng cấp thiết bị

Kết nối từ xa Tạo ra

trang web

Nếu khách hang muốn chỉnh sửa hệ thống của mình, phải điều khiển qua trang chủ khách hang muốn sử dụng hệ thống của mình, phải đăng nhập qua trang đăng nhập

Quên mật khẩuTài khoản bị lộ

Liên lạc nhà phát triển

Nâng hạ ,đóng mở cánh tay robot từ xa

Góc đóng mở tối đa : 75 độThời gian đóng mở : 1,5s

Độ trễ đáp ứng: 3-5s

Dùng động cơ Servo

Khi nhận tín hiệu từ UNO R3, độngcơ servo bắt đầu quay, kéo theo cơcấu đã được thiết kế để đóng mở, nâng hạ cánh tay robot theo nhu cầu

Servo chỉ có thể quaymột chiều, khi quay ngược lại có thể dẫn đến hỏng servo nên hệ thống không có thể đóng mở thủ

Thiết kế bản vẽ sơ bộ, timeline, nội dung khảo sát

Lợi,Bình Hình thành thời gian biểu công việc24-

25/11/2022 Tiến hành tham khảo Youtube, google Cả nhóm

Tham khảo 1 số cách làm khả thi26/11/2022Thiết kế poster

Bình, ThịnhHình thành poster27/11-

5/12/2022 Lập trình web Long, Lợi Hình thành web2/12/2022 Mua dụng cụ, làm mô

hình xe, cánh tay robot

Cả nhóm

Hoàn thành mô hình xe điều khiển2-6/12/2922 Tạo lập mạch điện Hoàn thành mạch

6/12/2022Lắp ráp mạch và mô hình Lắp ráp mô hình tổng

khắc phục8-

11/12/2022 Làm báo cáo

Lợi, Long,

Bình Hoàn thành

V Tính toán và thiết kế

1 Hệ thống mạch điều điện

2 Bản vẽ mô hình:

Moduleđiều khiểntừ xa

Mạch điều khiểnUNO R3

Mạch điều khiển Dắc cắm

Nguồn pin

3 Chi phí:

STTLinh kiệnSốlượng

Đơn giá / 1 đơn vị

Thành tiền (VNĐ)

1 Arduino UNO R3 1 100.000 100.000

4 Bộ điều khiển PSG2

4/12/2022 Kiểm tra góc quay của servo, độ linh hoạt của cánh tay

Góc mở và góc quay chưa phù hợp

Thay đổi trong hệ thống

6/12/2022 Kiểm tra thời gian đáp ứng của các thiết bị

Độ trễ một số bộ phận như độ chậm nhanh của mô tơ, mạch LN298

Thay đổi trong hệ thống.

7/12/2022 Kiểm tra tổng thể Xe hoàn thiện và hoạt động ổn định

VII Bản thiết kế cuối cùng

Đảo cực dây nguồn mô tơ

Mô tơ quay bình thường, đồng bộ cùng chiều với nhau

không sáng đèn

Chỉnh dây lại Mạch sáng bình thường

3 Servo cánh tay quay không đúng góc

Chỉnh góc quay trong code

Servo quay đúng góc bình thường

4 Xe không chạy Chỉnh code, chỉnhdây nguồn

Xe chạy bình thường

2 Chế tạo và lắp ráp hoàn thiện:

A Lắp phần cánh tay

B.Lắp phần thân xe

C.Lắp phần hoàn thiện sản phẩm

VIII Kết luận và hướng phát triển

1 Kết luận:

 Hệ thống xe điều khiển cánh tay robot nâng vật có tính ứng dụng cao, giúp mọi người có khả năng nâng vật nặnglên cao một cách dễ dàng

 Chi phí thấp, phù hợp với nhiều đối tượng. Có thể ứng dụng rộng rãi.

2 Hướng phát triển:

 Tiếp tục nghiên cứu, phát triển mở rộng và thêm nhiều tính năng như dò line,tránh vật cản,thêm bậc cho cánh taynâng, để nâng cao công năng sử dụng.

 Sử dụng các loại máy bơm, các loại motor có công suất lớn hơn để phục vụ nhu cầu thực tế.

 Sẽ tham gia các cuộc thi hoặc nhờ nhà phê bình đánh giá để rút kinh nghiệm và hoàn thiện hệ thống hơn

 Mở rộng dự án bằng cách tìm các bạn đồng hành có cùngmục tiêu.