Đề tài thiết kế và thi công mô hình xe dò line

Đề tài Thiết Kế Và Thi Công Mô Hinh Xe Robotic > Tóm lại, mục đích của đề tài "Thiết kế và thi công xe đò line" là phát triển một hệ thống xe tự động có khả năng di chuyên theo đường lin

KHOA CN ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐÉ TÀI : Thiết kế và thi công mô hình xe dò line

GVHD: VĂN TẤN LƯỢNG

SVTH: NGUYÊN MINH HOÀNG - 2032204651

LÊ VIẾT HOÀNG - 2002204552

TP.Hồ Chí Minh, Tháng 5 Năm 2023

TRUONG DH CONG NGHIEP THUC PHAM TP HCM

KHOA CN ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

DAN

Tên đồ án:

THIET KE VA THI CONG MO HINH XE ROBOTIC

Sinh viên thực hiên: Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Minh Hoàng — 2032204651 Van Tan Luong

Lé Viét Hoang — 2002204552

Đánh giá Đồ án

1 Về cuốn báo cáo:

Số trang Số chương

Số tài liệu tham khảo Số hình vẽ

Một số nhận xét về hình thức cuốn báo cáo:

3 Về tính ứng dụng:

Điểm sinh viên:

Nguyễn Minh Hoang: / 10

Lê Viết Hoàng: / 10 Người nhận xét

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học đời sống, cuộc sống của con người

đã thay đôi ngày một tốt hơn, với những trang thiết bị hiện đại phục vụ trong công cuộc

công nghiệp hóa, hiện đại hóa Những thiết bị điện, điện từ được phát triển và ứng dụng

rộng rãi trong đời sống hằng ngày Từ những thời gian đầu phát triển vi xử lý đã cho thay

sự ưu việt của nó và cho tới ngày nay tính thu việt đó ngày càng được khăng định thêm Những thành tựu của nó đã có thê biến được những cái tưởng chừng như không thê thành những cái có thể, góp phần nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho con người

Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của những ứng dụng trong thực tế của môn vị

xử lý, sau một thời gian học tập được các thầy cô trong khoa giảng dạy về các kiến thức chuyên ngành, đồng thời được sự giúp đỡ nhiệt tinh của các thầy cô trong khoa Điện-

Điện tử, cùng với sự lỗ lực của bản thân, em đã “ Thi công và thiết kế xe robotic” nhưng

do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm cái em còn có hạn nên sẽ không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong được sự giúp đỡ và tham khảo ý kiến của thầy cô và các bạn nhằm đóng góp phát triển thêm đề tài

Đề tài Thiết Kế Và Thi Công Mô Hinh Xe Robotic

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian làm đồ án 2, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý

kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy VĂN TẤN LƯỢNG

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy VĂN TẤN LƯỢNG đã trực tiếp

hướng dẫn, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án 2

Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu nhà trường và lời cảm ơn sâu sắc

đến tất cả quý thầy cô Khoa Điện — Điện tử đã tạo đầy đủ mọi điều kiện cho chúng

em được học tập dé có kiến thức và được thực tập để có kinh nghiệm giúp ích rất

nhiều cho bản thân chúng em và cả tương lai sau này

Chúng em cũng xin chân thành gửi lới cảm ơn đến các thầy cô giáo bộ môn Điện Công Nghiệp đã tận tình giảng dạy và trang bị đầy đủ các kiến thức cơ bản cũng

như bồ sung các kiến thức mới lạ hấp dẫn trong việc học của chúng em

Trong quá trình tìm hiểu công nghệ mới và ứng dụng, em đã làm việc hết sức nghiêm túc và nỗ lực hết mình Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều thiếu sót chứng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp chân thành của quý Thầy Cô cũng như từ phía các bạn học sinh — sinh viên đề chúng em có thêm kiến thức nhằm hoàn thiện tốt

hơn với dé tai nay

Em xin chan thanh cam on

1.7 Tinh hinh phat trién trong tuong Lai cece ceccsccsescscseseesecseesesecstestssestesteevsseeees ll

1.8 Phân loại và ứng dụng của robot - c2 c1 12112 v1 2n ng n Hy nen 12 1.8.1 Phân loại robot c LH HS n ng ng ng kg ng 12

1.9 _ Ứng dụng củarobot s sSs tEE 1E E1 21H ng go 13

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ LINH KIỆN sec <5 se cse sex 16

2.1.LY THUYẾT VỀ XE ROBOIT 2:: 22 +2 2221121112222 ri l6

Đề tài Thiết Kế Và Thi Công Mô Hinh Xe Robotic

2.3.4.2 Giới thiệu về Module điều khiển động cơ L298N ccccccecăc: 31 2.3.5 GiGi thidu vé dong CO DC.i.ceccececceccscsscssesceseesessesecsessesecsessveseevsstsevsesteeesevseess 32

2.3.5.2 Nguyên lý hoạt động cơ DC: - Q2 112112 1122 Hee 33

2.3.6 Giới thiệu cảm biến đò line 2-52 52 22SS22211211211211212112121212.1 1e 34 2.3.6.1 Cảm biến đò line s- 52 1 221 21221211211211211221221221112 re 34 2.3.6.2 Module cảm biến dò line thanh 5 led: 5: 5522222E222Ec2E222zzzei 35 2.3.7 Bánh Xe 25-21 2 122122711211121121121112112112112122112122212122 2kg 36

2.3.8 Khối cấp nguôn 0 1S TT TH H1 HH1 1 H111 1g nga 37

2.3.8.1 Pin 18650 Ultrafire là gì? -2- 5s 2212221 2212271212.212221e re 37 2.3.9 Cánh tay gắp vật HH HH nàn 11g 38 CHUONG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KÉ VÀ ĐIỀU KHIÉN 40

3.1 Nguyên lý hoạt động: -.L Q2 112 1H 112 12 1111511112115 11 1511k tk Hưệt 40

3.2 Lưu đỗ thuật toán: - ¿55-2221 21121122112112111211221121111121121121121212121121 21kg 41 3.3 Sơ đồ Kết nói 5s s2 2222 1121121112112121111111121111112122 ru 42

4.1 THIET KE MO HINH THUC TEusssessscssesssecsssssessessssesessssescesesenceasseneeacsseaneessscese 43

CHƯƠNG 5: KÉT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG ĐÈ TÀI I 55c 55c s52 48 5.1 — Kết quả đạt được ch x1 HH nen 48 5.2 Hạn chế 22221 21222122122212212221 1121221212122 48 5.3 Hướng phát triển của đề tài: ng HH He 48

IV )80i0908017 984107 001285 50

1.1

CHUONG 1 GIOI THIEU TONG QUAN

Muc dich dé tai

Xe do line thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và tự động hóa, như trong các nhà máy sản xuất, kho vận, hay các hệ thống giao thông tự động Các mục tiêu chính của đê tài này có thê bao gôm:

Tự động hóa: Xây dựng một hệ thống tự động hoàn toàn, giúp xe di chuyển một cách độc lập trên đường line mà không cần sự can thiệp của con người Điều này giúp tăng hiệu suất và độ chính xác trong quá trình đi chuyển hàng

hóa hoặc vật phẩm

Độ chính xác: Thiết kế một hệ thông điều khiển chính xác giúp xe dò line đi

chuyên theo đúng quỹ đạo và giữ khoảng cách an toàn so với đường line Điều nay đảm bảo sự ồn định và an toàn cho quá trình vận hành

Linh hoạt: Xe đò line có thê được thiết kế để làm việc trong nhiều môi trường khác nhau, từ nhà máy sản xuất đến kho vận Điều này đòi hỏi một hệ thống có

khả năng thích ứng và đáp ứng nhanh chóng đối với các tình huống và điều

kiện thay đối

Tích hợp công nghệ: Cải thiện tính khả dụng và hiệu quả của xe đò line bằng

cách tích hợp các công nghệ tiên tiến như cảm biến, hệ thống điều khiến tự động, truyền thông không dây và trí tuệ nhân tạo Điều này có thê cung cấp

thông tin thời gian thực về vị trí, tốc độ và trạng thái của xe, từ đó tăng cường

quản lý và giảm sát

Tăng năng suất và hiệu quả: Xe dò line có thê giúp tăng năng suất và hiệu quả trong các quy trình sản xuất và vận chuyền Chúng có thể hoạt động liên tục

trong thời gian đài và thực hiện các nhiệm vụ như vận chuyển vật phẩm, định

vị, kiểm tra chất lượng hoặc tự động lay va dat hang hoa

Đề tài Thiết Kế Và Thi Công Mô Hinh Xe Robotic

> Tóm lại, mục đích của đề tài "Thiết kế và thi công xe đò line" là phát triển một

hệ thống xe tự động có khả năng di chuyên theo đường line có định, nhằm tang cường hiệu quả và tự động hóa các quy trình công nghiệp và vận chuyền

1.2 Đặt vấn đề

Hiện nay với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật trên tiên tiến, thê giới chủng

ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn Điện tử đang trở thành một

ngành công nghiệp đa nhiệm vụ Điện tử đã đáp ứng những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công nông lâm ngư nghiệp cho đến các nhu cầu thiết bị trong đời sống hàng ngày Một trong những ứng dụng quan trọng trong công nghệ điện tử là kỹ thuật điều khiên tự động thiết bị mà con người không cần chạm vào đề vận hành điều khiển Chúng

ta có thê kiêm soát được những thiết bị cần điều khiển và khả năng tiếp cận nhanh hơn, tiện lợi hơn và độ an toàn hơn

13 Giải quyết vấn đề:

- _ Giải pháp Robotics dùng adruino là sẽ làm cho chiếc xe bình thường trở nên thông minh va gan gũi với người dùng hơn

- Chung duoc chế tạo bởi những linh kiện điện tử và lập trình tự động, thay vì phải

dùng những thao tác thủ công như trước kia thì bảy giờ chúng có thể hoạt động theo như ý muốn của người lập trình

1.4 Giới hạn đề tài:

Trong quá trình thực hiện đề tài này có nhiều vấn đề phát sinh như: thời gian có hạn, tài liệu tham kháo và kiến thức còn hạn chế cũng như kinh nghiệm trong thực tiễn còn yêu nên không tránh khỏi thiếu sót

Vì vậy cùng với sự hướng dẫn của thầy Văn Tân Lượng và e là người thực hiện đã chọn đồ án học phan 2 la “Thiét ké va thi công mô hình xe robotic”

1.5 Giới thiệu sơ lược về robot sự hình thành và phát triển

Ngày nay, robotic đã đạt được những thành tựu to lớn trong sản xuất công nghiệp cũng như trong đời sống Sản xuất robot là nghành công nghiệp trị giá hàng tỉ USD

và ngày càng phát triển mạnh, trong các họ robot chúng ta không thê không nhắc tới mobile robot với những đặc thù riêng mà các loại robot khác không có

Mobile robot có thể đi chuyển một cách rất linh hoạt, do đó tạo nên không gian

hoạt động lớn và cho đến nay nó đã dần khăng định vai trò quan trọng không thê

thiểu trong nhiều lĩnh vực, thu hút được rất nhiều sự đầu tư và nghiên cứu Mobile robot cũng được chia ra làm nhiều loại robot học đường ởi, robot dò đường line,

robot tránh vật cán, robot tìm đường cho mê cung, trong số đó robot đò đường line, tránh vật cản dễ dàng ứng dụng nhiều trong cuộc sông Việc phát triển loại robot này

sẽ phục vụ rất đắc lực cho con nguol

1.6 Sơ lược lịch sử phát triển của Robot

Lịch sử phát triển của robot bắt đầu từ những khám phá và ý tưởng sơ khai trong thập kỷ 1940 và 1950 Dưới đây là một sơ lược về các giai đoạn quan trọng trong lịch sử phát triển của robot:

¥ Giai đoạn sơ khai (1940-1960): Trong giai đoạn này, các nhà khoa học và kỹ

sư đầu tiên bắt đầu nghiên cứu và phát triển các thiết bị tự động hóa Isaac Asimov, một nhà văn khoa học viễn tưởng, cùng với việc đưa ra ba luật robot

đầu tiên vào năm 1942, đã đóng góp vào việc hình thành các quy tắc đạo đức cho robot trong tương lai

*_ Robot công nghiệp (1960-1980): Trong giai đoạn này, robot công nghiệp xuất hiện và được sử dụng rộng rãi trong các công nghiệp sản xuất Các robot công nghiệp đầu tiên thường được sử dụng trong các quy trình lắp ráp và vận hành

tự động trong ngành ô tô và sản xuất điện tử Các robot trong giai đoạn này thường có cầu trúc cứng, đi chuyển theo đường cung ứng và được lập trình

Đề tài Thiết Kế Và Thi Công Mô Hinh Xe Robotic

di động có khả năng tự di chuyên và thực hiện các tác vụ phức tạp hơn Các robot đi động đầu tiên thường được sử dụng trong ứng dụng như đọn đẹp, giao hàng và thăm dò không gian

Y Robot théng minh (2000-nay): Giai đoạn hiện tại của phát triển robot là về sự

phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI) và robotica học Robot thông minh có khả

năng học hỏi, tương tác và thích nghi với môi trường xung quanh Các robot

thông minh có thể sử dụng cảm biến và thuật toán để nhận biết và hiểu môi trường, tương tác với con người và thực hiện các nhiệm vụ phức tạp như nhận

đạng khuôn mặt, xử lý ngôn ngữ tự nhiên và lái xe tự động

* Robot hợp tác (2010-nay): Trong thời gian gần đây, sự phát triển của robot hợp tác là một xu hướng quan trọng Robot hợp tác có khả năng làm việc cùng con người trong cùng một không gian làm việc Các ứng dụng của robot hợp tác bao gồm việc hỗ trợ công nhân trong công nghiệp, y tế và dịch vụ khách hàng Các robot hợp tác được thiết kế để phối hợp và tương tác an toàn với con

người, thường sử dụng cảm biến và thuật toán để nhận diện và tránh va chạm

*x Robot xã hội (2010-nay): Robot xã hội là một lĩnh vực mới trong lĩnh vực

robotica, tập trung vào việc phát triển robot có khả năng tương tác xã hội với con người Những robot này được thiết kế để có khả năng nhận điện cảm xúc, tương tác ngôn ngữ tự nhiên và cung cấp hỗ trợ trong các lĩnh vực như giáo dục, chăm sóc sức khỏe và giải trí Robot xã hội có tiềm năng trong việc hỗ trợ

xã hội và cải thiện chất lượng cuộc sống

*_ Robot nhân tạo (AI) (2010-nay): Phát triển của trí tuệ nhân tạo đã đóng góp quan trọng vào sự phát triển của robot Robot nhân tạo (AI) có khả năng học hỏi, tự động và thích nghi với môi trường xung quanh mà không cần lập trình

cụ thể Các công nghệ như học sâu (deep learning), mạng nơ-ron nhân tạo và

xử lý ngôn ngữ tự nhiên đã đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng robot

có khả năng nhận biết, hiểu và tương tác với con người

* Robot trong đời sống hàng ngày (2010-nay): Robot đã bắt đầu xuất hiện trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta Các robot gia dụng, như robot hút bụi, robot cắt cỏ và robot hỗ trợ trong nhà bếp, đã trở thành một phần của gia đình Các công ty công nghệ lớn cũng đang phát triển robot thông

*_ Robot học (2010-nay): Robot học là một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển nhanh chóng, tập trung vào việc phát triển robot có khả năng học và tự cải thiện theo thời gian Các robot học sử dụng các thuật toán học máy và học sâu

để thu thập đữ liệu và từ đó cải thiện khả năng hoạt động và hiệu suất của chúng Robot học có thể tự đào tạo và cải tiễn các kỹ năng và nhiệm vụ của

mình đựa trên trải nghiệm và phản hỗi từ môi trường

* Robot tự học (2010-nay): Robot tự học đề cập đến khả năng của robot đề tự động học hỏi và tìm hiểu môi trường xung quanh mình mà không cần sự can thiệp của con người Các thuật toán học tăng cường (reInforcement learning) được sử dụng để cho phép robot tự động tìm hiểu và cải thiện kỹ năng va nhiệm vụ của mình thông qua quá trình thử và sai

` Robot tương tác xã hội (2010-nay): Robot tương tác xã hội đặt trọng tâm vào việc phát triển robot có khả năng tương tác và giao tiếp một cách tự nhiên với

con người Các robot này được thiết kế để có thể nhận diện cử chỉ, diễn đạt

cảm xúc và giao tiếp bằng ngôn ngữ tự nhiên Mục tiêu của robot tương tác xã hội là tạo ra một trải nghiệm tương tự như tương tác với con người thông qua khả năng tương tác và giao tiếp mạnh mẽ

* Robot trong lĩnh vực y tế (2010-nay): Công nghệ robot trong lĩnh vực y tế đang phát triển mạnh mẽ Robot đã được sử dụng trong các ứng dụng y tế như

phẫu thuật robot hỗ trợ, quản lý dược phẩm tự động và chăm sóc sức khỏe Các

robot y tế có thể giúp tăng cường chính xác và an toàn trong các quá trình y tế,

giảm thiểu rủi ro và cải thiện kết quả điều trị

* Robot tự lái (2010-nay): Robot tự lái đề cập đến robot có khả năng tự định vị,

di chuyển và hoạt động mà không cần sự can thiệp của con người Xe tự lái là

Đề tài Thiết Kế Và Thi Công Mô Hinh Xe Robotic

một ví dụ phô biến của robot tự lái, trong đó các công nghệ như cảm biến, hình

ảnh và trí tuệ nhân tạo được sử dụng dé cho phép xe tự động di chuyên và lái

xe an toan

Các giai đoạn và ứng dụng của robot vẫn đang tiếp tục phát triển với tốc độ nhanh chóng, và chúng có tiềm năng lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống và công nghiệp

1.7 _ Tình hình phát triển trong tương lai

Robot tổng hợp trong nó có cả khoa học và công nghệ Đề thiết kế và chế tạo được robot, ta cần có các tri thức của toán học, cơ học, vật lý, điện tử, lý thuyết diéu khién, khoa học tỉnh toán và nhiều tri thức khác Đề có thê ứng dụng được rô bốt, ta cần biết rõ

về đối tượng ứng dụng Robot là sản pham tích hợp cả khoa học và công nghệ với độ phức tạp cao

= —=—cÏ

` bh h

Hình 2 1 Ứng dụng robot trong công nghiệp

Robot đã có những tiễn bộ đáng kể trong hơn nửa thế kỷ qua Robot đầu tiên được ứng dụng trong công nghiệp vào những năm 60 dé thay thế con người làm các công việc nặng nhọc, nguy hiểm trong môi trường độc hại Do nhu cầu cần sử dụng ngày cảng nhiều trong các quá trình sản xuất phức tạp nên robot cần có những khả năng thích ứng linh hoạt và thông minh hơn Ngày nay, ngoài ứng dụng sơ khai ban đầu của rô bốt trong chế tạo máy thì các ứng đụng khác như trong y tế, chăm sóc sức khỏe, nông nghiệp, đóng

tàu, xây đựng, an ninh quốc phòng và gia đình đang có nhu cầu gia tăng đang là động lực

cho các robot địa hình và robot dịch vụ phát triển

Có thê kê đến một số loại rô bốt được quan tâm nhiều trong thời gian qua là: tay may robot, robot di động, robot phỏng sinh hoc và robot cá nhân ( Tay máy robot bao gom các loại robot công nghiệp, robot y tế và robot Y trợ giúp người tàn tật Robot di

động được nghiên cứu nhiều như xe tự hành trên mặt đất AGV, robot tự hành dưới nước

AUV, robot tự hành trên không UAV và robot vũ trụ Với robot phỏng sinh học, các nghiên cứu thời gian qua tập trung vào 2 loại chính là robot đi và robot dáng người Bên cạnh đó, các loại robot phỏng sinh học đưới nước như robot cả, các cầu trúc chuyên động phỏng theo sinh vật biển cũng được nhiều nhóm nghiên cứu phát triển

Hình 2 2 Ứng dụng robot trong nghiên cứu khoa học

1.8 Phân loại và ứng dụng của robot

1.8.1 Phân loại robot

Thế giới robot hiện nay đã rất phong phú và đa dạng, vì vậy phân loại chúng không đơn giản Có rất nhiều quan điểm phân loại khác nhau Mỗi quan điểm phục vụ một mục đích riêng Tuy nhiên, có thể nêu ra đây 3 cách phân loại cơ bản: theo kết cấu, theo điều khiển và theo phạm vi ứng dụng của robot

SVTH: NGUYEN MINH HOANG-LE VIET HOANG Trang11

Đề tài Thiết Kế Và Thi Công Mô Hinh Xe Robotic

Y Phân loại theo kết cầu

Theo kết cầu (hay theo hình học), người ta phân robot thành các loại: đề các, tru, cầu, SCARA, kiểu tay người và các dạng khác

*⁄“ Phân loại theo điều khiển

Có 2 kiêu điều khiên robot: điều khiển hở và điều khiên kín Điều khiến bở, dùng

truyền động bước (động cơ điện hoặc động cơ thủy lực, khi tránh ) mà quãng đường hoặc Bắc dịch chuyển tỷ lệ với số xung điều khiển Kiểu điều khiển này đơn gián, nhưng đạt độ chính xác thấp Điều khiến kin (hay điều khiên servo), sử đụng tín hiệu phản hồi vi

trí để tăng độ chính xác điều khiển Có 2 kiểu điều khiển servo: điều khiến điểm - điểm

và điều khiển theo đường (contour) Với kiêu điều khiển điểm — điểm, phần công tác dịch chuyển từ điểm này đến điểm kia theo đường thăng với tốc độ cao (không làm việc) Nó chỉ làm việc tại các điểm đừng Kiểu điều khiển này được dùng trên các robot hàn điểm, vận chuyên, tán định, bắn đïnh Điều khiển contour đảm bảo cho phần công tác dịch chuyển theo quỹ đạo bất kỳ, với tốc độ có thể điều khiển được Co thé gap kiểu điều khién nay trên các robot hàn hỗ quang, phun sơn

vˆ Phân loại theo ứng dụng Cách phân loại này dựa vào ứng dụng của robot Ví dụ,

có robot công nghiệp, robot dùng trong nghiên cứu khoa học, robot dùng trong kỹ

thuật vũ trụ, robot dùng trong quân sự,

1.9 Ứng dụng của robot

Robot ra đời giúp các dây chuyên sản xuất được tô chức lại, năng suất và hiệu quả sản xuất được tăng lên rõ rệt Trong ngành cơ khi chúng ta thì Robot được sử dụng nhiều trong công nghệ Đúc, công nghệ hàn cắt kim loại, sơn, phun phủ kim loại, tháo lắp vận chuyền phôi lắp ráp sản phẩm Ngay nay thì xuất hiện nhiều dây chuyển sản xuất tự động gồm các máy CNC với Robot công nghiệp, các dây chuyên đó đạt mức độ tự động hóa

cao, hoạt động linh hoạt

Có nhiều ứng dụng thực tế của robot đò line có tay gắp Dưới đây là một số ví du:

¢ Dich vu nha hang va khach san: Robot dé line có tay gắp có thê được sử dụng đề phục vụ trong ngành nhà hàng và khách sạn Chúng có thể di chuyển trên đường

dẫn dò line dé đưa thức ăn từ bếp đến bàn và lấy bát đũa sau khi khách hàng hoàn

thành bữa ăn Điều này giúp giảm tải công việc cho nhân viên và cải thiện trải nghiệm khách hàng

¢ Quan ly va van hành trong kho: Robot dò line có tay gắp có thê được sử dụng trong môi trường kho hàng và trung tâm phân phối Chúng có thê di chuyên trên đường dẫn dò line đề tìm kiếm và lấy các đơn hàng, sắp xếp và xếp hàng hóa vào

các khu vực lưu trữ, tạo ra hiệu suất và độ chính xác cao hơn trong quá trình quản

lý hàng hóa

© - Giao hàng tự động: Robot đò line có tay gắp có thể được sử dụng trong dịch vụ giao hàng tự động Chúng có thê di chuyến trên đường dẫn dò line và sử dụng cánh tay gắp đề lấy gói hàng và giao đến địa chi dich Điều này giúp giảm tải công việc cho nhân viên giao hàng và tăng tính hiệu quả và tốc độ của quá trình giao hàng

s - Xử lý và đóng gói sản phẩm: Robot dò line có tay gắp có thê được sử dụng trong quá trình xử lý và đóng gói sản phẩm trong ngành công nghiệp Chúng có thể tự động lấy các sản phẩm từ vị trí ban đầu, kiểm tra chất lượng, đóng gói và đặt sản pham vào hộp hoặc pallet Điều này giúp tăng năng suất và đảm bảo chất lượng trong quá trình sản xuất và đóng gói

© Dịch vụ chăm sóc sức khỏe: Robot dò line có tay gắp có thê được sử dụng trong

lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, như bệnh viện và nhà dưỡng lão Chúng có thé di

chuyền trên đường dẫn đò line và hỗ trợ nhân viên y tế bằng cách gắp và chuyên

vat dung y tế, thuốc và thực phâm từ kho đến các khu vực cần thiết

~>Tuy nhiên, giới hạn ứng dụng của robot dò line có tay gắp không chỉ giới hạn trong những ví dụ trên Công nghệ robotica đang ngày càng phát triển, và có thể sẽ có nhiều ứng dụng mới và đa dạng hơn trong tương lai

SVTH: NGUYEN MINH HOANG-LE VIET HOANG Trang13

Dé tai Thiét Ké Va Thi Cong M6 Hinh Xe Robotic

CHUONG 2: CO SO LY THUYET VA LINH KIEN

2.1 LY THUYET VE XE ROBOT

Xe robot là một loại robot tự hành có kha nang di chuyển và hoạt động trong môi

trường không gian và địa hình khác nhau Xe robot thường được trang bị các cảm biến để thu thập thông tin về môi trường xung quanh và các bộ xử lý đề xử lý thông tin đó và đưa

ra quyết định về hướng đi và hành động

Các hệ thông xe robot hiện đại thường được trang bị các cảm biến như camera,

hồng ngoại, ladar, radar, GPS và IMU (Inertial Measurement Unit), giúp xe robot thu thập thông tin về môi trường xung quanh, vị trí và hướng di chuyển của nó Thông tin này được xử lý bởi các bộ xử lý, phân tích và lập kế hoạch để đưa ra quyết định về hướng

đi và hành động

Các ứng dụng của xe robot rất đa đạng, từ giám sát môi trường đến vận chuyên hàng hóa, thăm dò không gian và khám phá địa hình khó khăn Xe robot cũng được sử dụng trong các lĩnh vực như y tế, nông nghiệp và công nghiệp đề thực hiện các nhiệm vụ đơn giản hoặc phức tạp

Công nghệ xe robot đang được phát triên nhanh chóng, với sự tiến bộ trong các kỹ

thuật cảm biến, xử lý dữ liệu và trí tuệ nhân tạo, và hiện nay đã trở thành một lĩnh vực

nghiên cứu quan trọng trong ngành công nghiệp và khoa học kỹ thuật

@ Téng quan vé robotic:

Robot dò line có cánh tay gắp vật là một loại robot được thiết kế đề di chuyên và

đò tìm theo một đường dẫn được chi định, thông qua việc sử dụng cảm biến dò line

Robot này thường có một cánh tay có khả năng gắp và cầm vật thê hoặc công việc cụ thể Cảm biến đò line trên robot thường là một cảm biến quang điện hoặc cảm biến hồng ngoại, giúp robot nhận biết và theo đối các đường dẫn hoặc đường kẻ trên mặt đất Robot đò line đi chuyên dọc theo đường dẫn bằng cách điều chỉnh các bánh xe hoặc chân

của nó đề theo sát các dấu hiệu đò line

Cánh tay gắp vật của robot cho phép nó thực hiện các nhiệm vụ như gắp lấy và thả các vật thé, hoặc thực hiện các tác vụ cụ thê khác như sắp xếp, lắp ráp hoặc vận chuyên

các vật thê trong môi trường làm việc của nó

Đề tài Thiết Kế Và Thi Công Mô Hinh Xe Robotic

Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thẻ, robot đò line có cánh tay gắp vật có thê được lập

trình đề thực hiện các tác vụ tự động hoặc được điều khiến từ xa bởi con nguoi

Robot dò line có cánh tay gặp vật thường được sử dụng trong nhiều lĩnh vực và ứng dụng khác nhau Dưới đây là một số ví dụ về các ứng dụng của robot đò line có cánh tay gap vat:

- Céng nghiệp: Robot do line có cánh tay gắp vật thường được sử dụng trong quy trình sản xuất và lắp ráp tự động Chúng có thể đi chuyển dọc theo đường dẫn

được chỉ định và thực hiện các nhiệm vụ như lấy và đặt các linh kiện, hoặc thực

hiện các tác vụ như hàn, mài, hoặc kiểm tra chất lượng

- Logistik va kho van: Robot do line có cánh tay gắp vật có thê được sử dụng trong quá trình xử lý hàng hóa trong các kho hàng hoặc trung tâm phân phối Chúng có thê di chuyền trên đường dẫn dò line dé tim va gap lay cac mat hang cụ thê đề tiến hành đóng gói, sắp xếp hoặc vận chuyên

- Dich vu va y tế: Robot đò line có cánh tay gắp vật có thê được sử dụng trong lĩnh

vực dịch vụ và y tế để thực hiện các nhiệm vụ như vận chuyên vật liệu y tế trong bệnh viện hoặc gap và đặt các vật thê trong quá trình phục vụ khách hàng

- — Giáo dục và nghiên cứu: Robot dò line có cánh tay gắp vật cũng có thể được sử dụng trong môi trường giáo dục và nghiên cứu Chúng có thê được sử dụng đề

giảng dạy về lập trình robot và hệ thong tự động hoặc tham gia vào các dự án

nghiên cứu về robotica

- Giao thông và quản lý đô thị: Robot dò line có cánh tay gắp vật có thể được sử

dụng trong lĩnh vực giao thông và quản lý đô thị đề thực hiện các tác vụ như kiểm tra và sửa chữa hạ tầng, hoặc vận chuyền các vật thê như bình xịt thuốc diệt côn

trùng trên đường phó

- _ Trên thực tế, ứng dụng của robot đò line có cánh tay gắp vật không giới hạn và đang tiếp tục mở rộng theo sự phát triển của công nghệ và nhu cầu của các ngành công nghiệp và lĩnh vực khác nhau

4® Mê cung đường (Maze line)

Lý thuyết Mê cung đường (Maze line theory) là một lĩnh vực trong khoa học máy tính nghiên cứu về tìm kiếm và giải quyết mê cung Mê cung đường đề cập đến việc tìm hiểu và phân tích các thuật toán và phương pháp đề tìm đường đi trong một mê cung từ điệm bắt đâu đên mục tiêu

Mê cung thường được mô phỏng đưới dạng lưới hoặc đồ thị, trong đó các điểm đại

diện cho các vị trí trong mê cung và các cạnh đại diện cho các đường ởi giữa các vị

trí Mục tiêu của lý thuyết Mê cung đường là tìm cách tìm đường đi từ một điểm đến một điểm khác trong mê cung

Đề tài Thiết Kế Và Thi Công Mô Hinh Xe Robotic

trước tiên xét tất cả các vị trí kề của vị trí hiện tại trước khi di chuyển đến các

vị trí kề của các vị trí kề BFS đảm bảo tìm được đường ổi ngắn nhất từ điểm

bãt đâu đền mục tiêu nêu tôn tại

Thuật toán tìm kiếm theo chiều sâu (Depth-First Search - DFS): Thuật toán này khám phá mê cung bằng cách đi theo một đường đi cụ thê cho đến khi không còn đường di nao, sau đó quay lại và thử các đường đi khác DFS không đảm bảo tìm được đường đi ngắn nhất, nhưng có thê tìm được một đường đi nhanh chóng

Thuật toán tìm kiếm theo định hướng (A* Search): Thuật toán này sử dụng một

hàm định hướng để ước lượng chi phí từ điểm hiện tại đến mục tiêu và lựa

chọn đường đi tốt nhất dựa trên ước lượng này A* Search kết hợp giữa tìm kiếm theo chiều rộng và tìm kiếm theo chiều sâu, và thường cho kết quả tốt

hon ca hai thuật toan trên

Thuật toán tìm kiếm đường đi ngắn nhất (Dijkstra's Algorithm): Thuật toán này tìm kiếm đường đi ngắn nhất từ một điểm đến tất cả các điểm khác trong mê cung Nó sử dụng một bảng đánh dấu đề lưu trữ khoảng cách tạm thời từ điểm

bắt đầu đến các điểm khác và cập nhật khoảng cách khi tìm thay một đường di

tốt hơn

Lý thuyết Mê cung đường là một phần quan trọng trong nghiên cứu về tìm

kiếm và trí tuệ nhân tạo, và có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như

robotica, trò chơi điện tử, quy hoạch đô thị và định tuyến mạng

2.2 Không gian bài toán

sau:

Không gian bài toán dò line có tay gắp trong robotica thường bao gồm các yêu to

Mê cung hoặc đường dẫn: Đây là không gian vật lý mà robot đi chuyên trong quá trình đò line Mê cung có thể được tạo ra từ các đường dẫn hoặc đường viền được

đánh dấu trên mặt đất, hoặc có thê được biểu điễn bằng một bản đồ hoặc một hệ thông tọa độ

Dấu hiệu dò line: Đây là các chỉ báo hoặc đường dẫn dùng đề hướng dẫn robot đi trong mê cung Dâu hiệu đò line có thê là các đường viên đơn giản, như các vạch

Đề tài Thiết Kế Và Thi Công Mô Hinh Xe Robotic

đen trắng hoặc các đường dẫn màu sắc khác biệt, hoặc có thê là các ký hiệu hoặc

mã được mã hóa

- Cảm biến: Robot dò line có tay gắp được trang bị các cảm biến để phát hiện và theo đõi đầu hiệu dò line Cảm biến thường sử dụng trong bài toán này bao gồm cảm biến quang học, cảm biến hồng ngoại, hoặc cảm biến cảm ứng đề phát hiện sự

khác biệt trong màu sắc hoặc độ tương phản của dau hiéu do line

- Canh tay gap: Robot dé line cé tay gap dugc trang bi mét canh tay hoac bé khung

dé gap va giit vat pham trong mê cung Cánh tay gắp thường được điều khiển bằng

các động cơ hoặc hệ thong cơ khí để thực hiện các hoạt động như mở, đóng, nâng

và thả vật phâm

- Hệ thông điều khiển: Hệ thông điều khiển của robot dò line có nhiệm vụ thu thập thông tin từ cảm biến, xử lý dữ liệu và đưa ra quyết định về hướng di chuyền và hoạt động của cánh tay gắp Hệ thống điều khiến có thê dựa trên các thuật toán tìm

kiếm và xử lý tín hiệu để định vị và điều khiên robot

- _ Mục tiêu: Mục tiêu của robot đò line có tay gắp là di chuyên từ điểm xuất phát đến đích trong mê cung một cách thông minh và hiệu quả, và thực hiện các hoạt động gặp vật phẩm khi cần thiết

2.3 Giới thiệu Board Arduino Ủno

2.3.1 Arduino

Ardumo đã thực sự gây nóng khô trên thị trường người dùng DUY (là những Người từ chế ra những sản phẩm của mình trên toàn thế giới trong vài năm gần đây, gần giống như những gì Apple đã làm được trên thị trường thiết bị đi động tham ngưn dùng cực lên và đa dạng với trình độ trải rộng từ bậc phổ thông lớn đến đại học đã làm cho ngay cả những người đã tạo ra chúng phái nước nhiên về mức độ phô biến

Arduino là gì mà có thể khiến ngay cả những sinh viên và nhà nghiên cứu tại các trường đại học danh tiếng như MIT, Sufort Carnegie Mellon phải sử dụng hoặc ngay cả

Google cũng muốn hỗ trợ khi cho ra đời bộ kít Arduino Mega ADK dùng để phát triển các ứng đụng Android tương tác với cảm biến và các thiết bị khác

Arduino thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng đề lập trình tương tác với các

thiết bị phần cũng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác Đặc điểm nổi bật

của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ để sử dụng, với một ngôn ngữ lập trình có thê học một cách nhanh chóng ngay cả với người ít am hiểu về điện tử và lập trình Ngoài ra mạch còn có khả năng liên kết với nhiều module khác nhau như module doc thé tir, ethernet shield, sim900A, dé tăng khả ứng dụng của mạch Tuy nhiên phiên bản thường được sử dụng nhiều nhất là Arduino Uno và Arduino Mega Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là mức giá rất thấp và tinh chất nguồn mở từ phần cứng tới

phần mềm Chỉ với khoảng $30, người dùng đã có thể sở hữu một bo Arduino có 20 ngõ

1/0 có thể tương tác và điều khiên chừng ấy thiết bị

Arduino ra đời tại thị trấn Ivres thuộc nước Ý và được đặt theo tên một vị vua vào thế kỷ thứ 9 là King Ardum Arduino chính thức được đưa ra giới thiệu vào năm 2005

như là một công cụ khiêm tôn đành cho các sinh viên của giao su Massimo Banzi, la một trong những người phát triển Arduino, tại trường Interaction Design Instistute Iveea (IDII Mặc dù hầu như không được tiếp thị gì cả, tin tức về Arduino vẫn lan truyền với tốc độ chóng mặt nhờ những lời truyền miệng tốt đẹp của những người dùng đầu tiên Hiện nay Arduino nỗi tiếng tới nỗi có người tìm đến thị trấn Ivrea chỉ để tham quan nơi

da san sinh ra Arduino

SVTH: NGUYEN MINH HOANG-LE VIET HOANG Trang21

Đề tài Thiết Kế Và Thi Công Mô Hinh Xe Robotic

ĐIGITAL (PwM~) E š Uno’ Bee @

” = ° : OPEN-SOURCE ELECTRONICS? PROTOTYPING PLATFORM 9 @— + Gee *

Hình 2.4 Board Arduino Uno

Arduino Uno la mét bang mach vi diéu khién nguon 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 thê 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 ) Hiện dòng mạch này đã phát triển tới thê hệ thứ 3 (Mach Arduino Uno R3)

SVTH: NGUYEN MINH HOANG-LE VIET HOANG Trang22