đề tài thiết kế sản phẩm cơ điện tử robot leo cầu thang

Sự phát triển của hệ thống cơ điện tử là sự phát triển củacác ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điều khiển và tựđộng hoá đã và đang đạt được nhiều tiến bộ mới..

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

TRƯỜNG CƠ KHÍ-Ô TÔ KHOA CƠ ĐIỆN TỬ

- -BÁO CÁO

HỌC PHẦN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Đề tài: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử

“Robot Leo Cầu Thang”

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Hà Nội – 2024

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM

I Thông tin chung

1 Tên lớp: 20232ME6061002 Khóa: 16

2 Tên nhóm: 01

Họ và tên thành viên

- Nguyễn Trung Đức MSV:2019601145

- Nguyễn Anh Đức MSV:2019601145

- Ngô Anh Đức MSV:2019601145

II Nội dung học tập

1 Tên chủ đề: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử: Robot leo cầu thang

2 Hoạt động của sinh viên

Nội dung 1: Phân tích nhiệm vụ thiết kế (L2)

- Thiết lập danh sách yêu cầu

Nội dung 2: Thiết kế sơ bộ (L3)

- Xác định các vấn đề cơ bản

- Thiết lập cấu trúc chức năng

- Phát triển cấu trúc làm việc

- Lựa chọn cấu trúc làm việc

Nội dung 3: Thiết kế cụ thể (L3)

- Xây dựng các bước thiết kế cụ thể

- Tích hợp hệ thống

- Phác thảo sản phẩm bằng phần mềm CAD và/hoặc bằng bản vẽ phác Áp dụng các công cụ hỗ trợ: Mô hình hóa mô phỏng, CAD, HIL,… để thiết kế sản phẩm

3 Sản phẩm nghiên cứu : Báo cáo thu hoạch bài tập lớn

III Nhiệm vụ học tập

1 Hoàn thành bài tập lớn theo đúng thời gian quy định (từ ngày 10/05/2024 đến ngày 13/06/2024)

2 Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước hội đồng đánh giá

IV Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án

1 Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế hệ thống cơ điện tử và các tài liệu tham khảo

2 Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính

TS Nguyễn Văn Trường TS Phan Đình Hiếu

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây ngành Cơ Điện tử có những bước phát triển vượt bậc, việc ứng dụng các sản phẩm cơ điện tử vào sản xuất ngày càng phổ biến giúp nâng cao năng suất lao động và hạ giá thành sản phẩm Song song với quá trình phát triển đó là yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác, tin cậy, khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt với thời gian dài của các hệ thống cơ điện tử Vì vậy việc nghiên cứu và thiết kế các hệ thống cơ điện tử để đáp ứng được yêu cầu trên là việc làm cần thiết Sự phát triển của hệ thống cơ điện tử là sự phát triển của các ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hoá đã và đang đạt được nhiều tiến bộ mới

Học phần Thiết kế hệ thống Cơ Điện tử được đưa vào giảng dạy với mục đích giúp sinh viên có kiến thức và tư duy trong việc lập kế hoạch công việc theo trình tự hợp lý để có thể thiết kế được một hệ thống cơ điện tử hoạt động ổn định, tối ưu và hiệu quả Học phần cũng rèn luyện cho sinh viên khả năng tư duy hệ thống, kỹ năng làm việc nhóm và kiến thức về nhiều mảng khác nhau, giúp ích cho học tập và công việc sau này

Sau quá trình học tập và tự tìm hiểu về học phần, nhóm sinh viên đã lựa chọn và hoàn thành báo cáo bài tập lớn với đề tài: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử

“Robot vượt địa hình” Đây là một đề tài hay và có tính ứng dụng cao trong đời sống đồng thời cũng là cơ sở cho những nghiên cứu và sản phẩm sau này của sinh viên Tuy đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu và sử dụng các kiến thức bản thân nhưng

do sự hạn chế về kiến thức rộng lớn về khoa học nên chúng em không tránh được những thiếu sót hay mặt công nghệ có thể còn lạc hậu Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo tận tình của các thầy trong khoa giúp chúng em bổ sung và nắm vũng vốn kiến thức của mình

NỘI DUNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1.1.Yêu cầu thị trường , công ty , môi trường

a, Chiến lược phát triển công nghiệp robot của các quốc gia

Công nghiệp robot thông minh là một tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá mức

độ tân tiến về công nghệ và cấp độ sản xuất cao nhất của một quốc gia Để nắm bắt

cơ hội phát triển và chiếm vị thế cạnh tranh mũi nhọn trong lĩnh vực này, những nền kinh tế chủ lực trên thế giới đã liên tục đề ra các chiến lược phát triển công nghiệp robot Một số quốc gia đầu tư sớm đã thu được nhiều thành quả xứng đáng như: Hoa Kỳ, một số quốc gia châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc

Hoa Kỳ: là quốc gia đầu tiên phát triển và xúc tiến đẩy mạnh ứng dụng robot, nước này hiện đang giữ vai trò dẫn đầu trong công nghệ robot thông minh Năm

2011, Hoa Kỳ đã bắt đầu thực hiện kế hoạch Chung tay cùng sản xuất tiên tiến (Advanced Manufacturing Partnership - AMP), trong đó tuyên bố tiếp sức cho công nghiệp sản xuất bằng robot, phát triển một thế hệ robot thông minh mới dựa trên việc khai thác thế mạnh của công nghệ thông tin, đồng thời đầu tư 70 triệu USD cho nghiên cứu những robot thế hệ tiếp theo

Châu Âu: Tại đây, đổi mới công nghệ robot đã và đang là một lĩnh vực chủ đạo được ưu tiên, được đưa vào các chương trình nghị sự cũng như kế hoạch nghiên cứu phát triển của khu vực Năm 2013 “Kế hoạch công nghiệp 4.0” của Đức cũng dự định duy trì vai trò tiên phong của họ trong công nghiệp chế tạo, đồng thời coi công nghệ sản xuất thông minh và công nghệ robot như là sự khởi đầu của cách mạng công nghiệp mới Trong năm đó, Pháp đã đầu tư 129,6 triệu USD vào công nghiệp robot với mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển bền vững của công nghiệp robot Năm 2014, Hội đồng chung châu Âu và Hiệp hội robot châu Âu đã tài trợ để hiện thực hóa Kế hoạch nghiên cứu phát triển robot châu Âu, đây là kế hoạch cải tiến đổi mới robot tự phục vụ phi chính phủ lớn nhất trên thế giới với 2,8 tỷ EURO tiền đầu tư đến năm 2020 Kế hoạch này được kỳ

vọng tạo ra 240.000 công việc và tập hợp được sức mạnh của hơn 200 công ty cùng 12.000 nhà nghiên cứu phát triển để kích thích ứng dụng robot trong sản xuất, nông nghiệp, chăm sóc sức khỏe, vận chuyển, an toàn và gia đình

Nhật Bản: là một cường quốc robot, Nhật Bản đã đề ra chiến lược phát triển dài hạn cho ngành công nghệ này Chính phủ Nhật Bản dự tính đổ nhiều tiền cho phát triển công nghiệp robot, đưa lĩnh vực này trở thành một trụ cột quan trọng hỗ trợ tăng trưởng kinh tế quốc gia Tháng 6/2014, Chiến lược phục hồi Nhật Bản đã được đề xuất với mục tiêu phát động một cuộc cách mạng công nghiệp mới được vận hành bởi robot

Hàn Quốc: quốc gia này hiện đang xem robot thông minh là 1 trong 10 phương tiện để thúc đẩy tăng trưởng kinh tế quốc gia trong thế kỷ XXI Kế hoạch phát triển robot thông minh được xây dựng vào năm 2009 Chính phủ hy vọng sẽ nâng cao được tính cạnh tranh của công nghiệp robot nội địa, từng bước hoàn thành chuyển đổi từ robot sản xuất truyền thống sang robot dịch vụ thông minh, thông qua một chuỗi chính sách tích cực trong nghiên cứu và phát triển công nghệ Trong cùng năm này, Chiến lược phát triển công nghiệp robot dịch vụ đã được xây dựng, với hy vọng đưa công nghiệp robot của Hàn Quốc xếp hạng cao trên thế giới Năm 2012, Chính phủ khởi công Chiến lược Robot tương lai 2022, với kinh phí đầu tư 350 tỷ won để mở rộng gấp 10 lần quy mô công nghiệp robot hiện tại (tăng giá trị từ 2 nghìn tỷ won thành 25 nghìn tỷ won vào năm 2022) Chiến lược này tập trung vào phát triển robot cứu hộ, robot y tế, robot công nghiệp thông minh

và robot sử dụng trong nhà, nhằm phát triển robot như là một công nghiệp trụ cột, cuối cùng nắm lấy thời đại robot Dựa vào chiến lược này, Bộ Kinh tế tri thức đã

đề ra Kế hoạch hành động lần thứ hai về robot thông minh (2014-2018), trong đó yêu cầu nâng cao GDP robot quốc nội lên tới 20 nghìn tỷ won và xuất khẩu robot lên tới 7 tỷ USD, chiếm vị trí thứ 3 trên thế giới về robot công nghiệp

Ngoài ra, một số quốc gia đã và đang âm thầm xây dựng chiến lược phát triển phù hợp với mục đích của họ, ví dụ như Trung Quốc - quốc gia hiện đang sử dụng robot công nghiệp nhiều nhất trên thế giới

b,Tại thị trường Việt Nam

Nền kinh tế Việt Nam là một trong những nền kinh tế phát triển nhanh nhất thế giới.Tuy nhiên, Việt Nam được liệt vào một trong những nước có sự chuẩn bị yếu nhất cho nền công nghiệp 4.0 theo báo cáo của diễn đàn kinh tế thế giới, xếp hạng thấp trong hạng mục cách mạng khoa học và công nghệ

Để cải thiện tình trạng này,chính phủ đã và đang tập trung phát triển sáng kiến và luật pháp để đẩy nhanh tiến trình hiện đại hóa.Trong mấy năm đổ lại đây, ngành công nghiệp nói chung ,tự động hóa nói riêng được coi là xương sống của nền kinh tế.Trong chiến lược phát triển khoa học và công nghệ chế tạo máy-tự động hóa là một trong bốn hướng ưu tiên, bên cạnh công nghệ thông tin và truyền thông, công nghệ sinh học, công nghệ vật liệu mới và công nghệ môi trường

Vì vậy nhu cầu về robot ở Việt Nam đang tăng trưởng như một xu hướng quan trọng nhằm đón đầu xu hướng Robotics và công nghệ cao để giảm nhân công

và chi phí vận hành, duy trì lợi thế cạnh tranh cho các doanh nghiệp Robot được

sử dụng ngày càng phổ biến trong các nhà máy, xí nghệp và cả trong các hộ gia đình,…

1.2.Tiềm năng thị trường

Hình 1:Biểu đồ số lượng robot Việt Nam

Từ đồ thị trên có thể cho ta thấy được việc sử dụng robot là xu hướng tất yếu, ở Việt Nam việc ứng dụng robot đang hoàn toàn là các vấn đề của các doanh nghiệp mới được định hướng ưu tiên mà chưa có chiến lược cụ thể Để tăng năng suất lao động,tăng tính cạnh tranh của sản phẩm… chúng ta cần một chương trình hoạch địch dài hạn, có tính thống nhất cao để tạo đường lối áp dụng robot công nghiệp một cách thuận lợi, dễ dàng cho các doanh nghiệp.Việc chế tạo và lắp đặt

có thể đảm bảo chất lượng tốt hơn và nhất quán hơn, nâng cao năng suất, an toàn, thúc đẩy phát triển kinh tế và nâng cao đời sống của con người

Vậy Có thể nói Việt Nam là một đất nước tiềm năng đẻ có thể phát triển robot