Đồ án robot nghiên cứu, thiết kế robot amr ứng dụng trong vận chuyển pallet

Trong thương mại, hàng triệu sản phẩm được bán ra mỗi ngày, luôn c3: vận chuyển liên tục hàng hóa để đáp ứng nhu c3 của người tiêu dùng.. Ở đây, chúng tôi đưa ra ý tưởng nghiên cứu, thiế

Cy HUTECH BO GIAO DUC VA DAO TAO

Bai hoc Cong nghd To HOM TRUONG DAI HOC CONG NGHE TP HO

Giảng viên hướng dan: ThS V6 Dinh Tùng

Sinh viên thực hiện: Ma Anh Duy 2186300563

Lé Hoang Long 2186300070 Trần Thị Yến Nhi 2186300543

Tp.HCM, ngày 16 tháng 12 nam 2023

1

ES) HUTECH

Đại học Công nghệ Tp.HCM

VIEN KY THUAT HUTECH

PHIEU GIAO DETAI

TÊN MÔN HỌC: ĐỒ AN ROBOT NGÀNH: ROBOT VÀ TRÍ TUỆ NHÂN TẠO

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đ tài (sĩ số trong nhóm: 3 thành

viên):

Ma Anh Duy MSSV: 2186300534 Lop 21DRTA1

Lé Hoang Long MSSV: 2186300070 Lop 21DRTA1

Trần Thị Yến Nhi MSSV: 2186300543 Lop 21DRTA1

2 Tên đềtài: Nghiên cứu, thiết kế Robot AMR ứng dụng trong vận chuyển Pallet

3 Cac dit @u ban co na

3) ceescsccssccscecescescesseesseeseeecsescsesecossesaeestecseesscesscsscesascsaeesseesnecsacesaeseessesstesseeaeeseeseeeaecaeees

mm — Ngày giao đêtài: Í mm Ngày nộp báo cáo: đủ ma

TP HCM, ngày tháng năm

Sinh viên thực hiện Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên) (Ký và ghi rõ họ tên)

iii

tS HUTECH

Đại học Công nghệ Tp.HCM

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU THEO DỐI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN

TÊN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN ROBOT NGÀNH: ROBOT VÀ TRÍ TUỆ NHÂN TẠO

(Do giảng viên hướng dẫn ghi và giao lại cho sinh viên đóng vào cuốn báo cáo)

6 Tên đềtài: Nghiên cứu, thiết kế Robot AMR ứng dụng trong vận chuyển Pallet

7 Giảng viên hướng dẫn: ThS Võ Đình Tùng

8 Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đ ềtài (sĩ số trong nhóm: 3 thành viên):

Ma Anh Duy MSSV: 2186300534 Lớp 21DRTAI

Lê Hoàng Long MSSV: 2186300070 Lớp 2IDRTAI

TrẦn Thị Yến Nhi MSSV: 2186300543 Lop 21DRTA1

Kết quả thực hiện của sinh

Tuầ Ngày Nội dung thực hiện viên (Giảng viên hướng dẫn

Kết quả thực hiện của sinh Tuần Ngày Nội dung thực hiện viên (Giảng viên hướng dẫn

ghi) Tuần 3 (Ghi rõ nội dung thực

Đánh giá kết quả báo cáo:

2 (Hình thức, Nội dung báo cáo ;

Sản phẩm thực hiện; Thái độ ;

Ky nang; )

Cách tính điểm:

Điểm đánh giá quá trình thực hiện đ`ôán = 50% x Tinh chủ động, tích cực, sáng tạo

+ %50 x Đáp ứng nôkdung nhiêm vụ

Tổng điểm kết thúc học ph ân = Điểm đánh giá quá trình thực hiện đ ôán x 40% +

Điểm chấm báo cáo GVHD x 30% + Điểm chấm báo cáo GVPB x 30%

Lưu ý: Tổng điểm tiêu chí đánh giá v`êquá trình thực hiện đ`ôán; Điểm báo cáo bảo

vệ đ ôán môn học; Điểm quá trình (Ghi theo thang điểm 10), giảng viên chuyển

điểm vào bảng điểm Viện đã giao

Tiêu chí đánh gia v €qua trình thực hiện d Gan

Tổng điểm tiêu chí đánh giá v'êquá trình thực hiện đán (tổng 2 cột điểm

Họ tên sinh viên Mã số SV m9)

Tính chủ Đáp ứng

động, tích ndéisdung cực, sáng nhiê m vụ tpo

Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rổ ghi lại điểm mới kế bên va ký nháy

vao ph %h điểm chỉnh sửa

Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên các thành viên)

vì

LOT CAM ON

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành dén quy th cô và các bạn đã đ`êng hành và hỗ trợ tận tâm trong quá trình thực hiện đ 'ôán robot của tôi

Với sự hướng dẫn tận tình và hỗ trợ kiến thức sâu rộng của quý thẦ% cô, tôi đã có

cơ hội học hỏi được rất nhi âi không chỉ v êlý thuyết mà còn v`êcách áp dụng kiến thức vào thực tế Đây thực sự là một hành trình học tập và trải nghiệm quý báu mà tôi sẽ mang theo suốt cuộc đời

Tôi cũng muốn bày tỏ lòng biết ơn đặc biệt đến các bạn học, những người đã chia

sẻ kiến thức, kinh nghiệm cũng như sự đồng lòng để cùng nhau vượt qua những thử thách của dự án này Sự hỗ trợ và tinh thần đoàn kết của các bạn đã là ngu dong viên lớn lao giúp tôi hoàn thành công việc một cách xuất sắc hơn

Cuối cùng, tôi xin gửi lởi cảm ơn sâu sắc và lòng biết ơn không ngừng đến gia đình và người thân đã luôn đ ông hành, ủng hộ và khích lệ tôi trong suốt thời gian thực hiện dự án này

Dự án robot không chỉ là kết quả của sự nỗ lực cá nhân mà còn là thành tựu của

sự hợp tác, sự chia sẻ và lòng tin tưởng của mọi người Một L3 nữa, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả quý thẦ% cô và các bạn đã đông hành cùng tôi trên con đường này

vil

MUC LUC

0909.) 09 :-1‹⁄ Vii

) 189009 Vili DANH MUC TU VIET TAT vcccccssssssesccssssssecssscsssssscesssesssssvessssssussecssssscssssuesssstesseseeeee x

M08 109827 0I0010157 xi DANH MUC HINH ANH ssssscsssssseccesseessesssnescesssnsecessnseeesnnenessunesuneesneeessnsessneeeees xii 9:I019)1€8019)/9/09:))2005359.)001121257 l

1.1 Tính cấp thiết của đổ `Êtài - - HH TH TH HH HH nh HH gà 1

1.2 Mucee dich mghién CUU cccccccccessesseeseseseeseceseesseeeeceeeesceeseseseeseceseseeesseeseeenseeesnees 1 1.3 Nhi@m vu nghién COU ce cececeseeeceseesseeseeeseeneeeeseseseeseceseescesseeseesseseceseaeenaees 2

1.4 Phương pháp nghiên CỨU - - - + + v3 99H TH HT ng ghe 2

IS 8/0 nh 2 1.6 K@t qua non 2

II Cán na ae 2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀỀROBOT AMR -©22 5< ke cxeckeckerkerkrrecree 4

2.1 Robot 0/0 4 2.2 Cac ¡0o 01 4

2.3 Ưu điểm, nhược điểm của robot AMR -. 555cc 252232323 1232 2x 2 2x re 5

2.4 So sánh robot AMR và AOTV HH HH ng 5 2.5 Một số hình ảnh v`êrobot AMR - 22 2 22H Hnn HH ng HH ng ng re 7 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG CHO ROBOT 22 8

3.1 Thiết kế cơ? khÍ - .- << s9 HH Thọ TT nh 8 3.1.1 Kung CO KDE hố 8

3.1.2 Thiết kế phần di chuyỂi 5 Sàn HH HH TH TH HH ni 9

3.1.3 Cơ cấu nâng lạ 1 Họ ng ng 10

3.2 Thiết kế bộ đi `âi khiển và cơ cấu chấp hành . c5 25c cek 13

3.2.1 Sơ đ'ôhệ thống tổng quát - 0 5 51H99 TH ch 13 E0 u86) 13 CHƯƠNG 4 GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN 55c ccccccrcrrvrrrrrrerrree 17

4.1 Hệ thống dẫn đường cho robot AMR + tt 3S St +szSEsrersrsrekresrrre 17

vi

4.2 Lập kế hoạch đường ii - - - «55 tk HH HT HH HH HH nh ng 18 4.3 Xây dựng bản đ bằng li dar 7-55 S223 2E xxx cv ng cv vrec 20 4.4 Sơ d Ggiai thuat đi `âi khiển robot AMR bằng Bluetool ¿ 5-5-5 21 CHUONG 5 THỊ CÔNG - 2+ se TT HH ng HH hàn rớt 23

nh 23

5.2 Kiểm tra và đi "ôi Chin cece eecceeescceeecseeeeceeeseceeseeceeceeeeaeeeeesaeesaeceneeeerecneees 23 CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN c : 24

_=“"s{Ắ ha 24 6.2 Hướng phát triển trong tương Ìai «+ n9 TH HH ng 24 900200979084 25

DANH MUC TU VIET TAT

AMR : Autonomous Mobile Robot

AGV : Automation Guided Vehicle

DANH MUC BANG

;01 109201000 ca 4

Xi

DANH MUC HINH ANH Hinh 1.1 Robot AMR két hop tay may ER-FLEX eee eeeeeeeseeeceessneeeeeeseneees 7 Hình 1.3 Robot AMR vận chuyển hàng hóa 5 5 2523 1+2 rrss 7 Hinh 3.1 Khunng Chin a 8 Hinh 3.2 Khung no cccccccecsceseceseesneesseceseesceesesesesseeeseeseeesecseeeccsseeceseesseeeeesseeensas 8 Hình 3.3 Động cơ DCV6GR.PM - QC HH TH TH ng ng ng 9 Hình 3.4 Bánh Xe xanh 65mm - . - 5 s9 99 3 9 v0 nh ng sen 10 Hình 3.5 Mô hình di chuyểh 2c 2.1 vn v TH 1141114121 111 1 ng HH key 10 Hình 3.6 Cơ cấu nâng hp ¿2 221121 H HH HH KH KH HH, 11 Hình 3.9 Cor cau day vit meu eeesseeessesseseeesesseceeeecceeesseeeesseeaesesseseneeeeseeeseneeaneesaes 12 Hình 3.8 Khung nâng hp - - + HH Họ ng ng ve 12 Hình 3.10 Sơ đ`ôhệ thốnng - - -G- - 0 531 2 1 HH hy ng gui, 13 g0) 8V2P.0(0)ï00 3000, T1 e 14 Hình 3.13 Cảm biến lidar LIDS-ŨO6 - 5 5 + 23 9 111991 911 9 TH Hy nh ri 14 Hình 3.14 Module Bluetool H-5 - - sọ HH ng ng re 15 Hình 3.15 Mpch C*âi H L298N -Q- - G99 ng ng ung eases 15 Hình 3.16 Mpch hp áp DC X4 LỖ, G99 up 16 Hình 4.1 Sơ đ ôkhối hệ thống dẫn đường cho robot di động - - 18 Hình 4.2 Thuật toán dựa trên lƯỚI - - <5 53+ 21153 3385358111855 x4 18 Hình 4.3 Lưu đ ồthuật toán SLAM của robot - 55c 3121 11235151 sss+ 19 Hình 4.4 Robot đang trong quá trình tpo bản đ sử dụng bộ lọc hpt 20 Hình 4.5 Giao diện Bluetool RC ControlÏer 5 2Ăs s* + sssssseseerrrs 21 Hinh 4.6 Sơ đ`ôGiải thuật đi `âi khiển buletool của AMR << << <2 22

ại 0i 9009)) 00ìì.) 00/1 ái 23

xii

CHUONG l1 GIỚI THIỆU ĐỀTÀI

1.1 Tính cấp thiết của đ êtài

Hiện nay, công nghệ tự động hóa ngày càng xuất hiện nhi âi trong cuộc sống của con người Trong công nghiệp, Việt Nam có hàng ngàn nhà máy trải dài khắp cả nước,

đa dạng các ngành ngh`ềtừ dệt may, điện tử, ô tô, sản xuất hàng tiêu dùng Đi`âi này dẫn đến số lượng hàng hóa c3 vận chuyển là vô cùng lớn Trong thương mại, hàng triệu sản phẩm được bán ra mỗi ngày, luôn c3: vận chuyển liên tục hàng hóa để đáp ứng nhu c3 của người tiêu dùng Vậy cần bao nhiêu nhân công và ngu ân lực để đáp ứng được công việc vận chuyển?

Nổi trội, vừa qua, Việt Nam và thế giới vửa trải qua một đại dịch lớn — Covid 19 kéo dài từ cuối tháng 12 năm 2019, và vẫn còn âm Ì tới nay Một bài toán lớn được đặt

ra, làm sao con người vận chuyển được nhu yếu phẩm nhưng hạn chế được tiếp xúc? Trong khi nhu c` sinh hoạt con người vẫn diễn ra mỗi ngày, nhưng lại bị cách ly, hạn chế tiếp xúc và ra ngoài Lúc này, Robot di động trở nên vô cùng c3 thiết để đáp ứng được nhu c Âi của con người

Robot AMR (Autonomous Mobile Robot) là một robot di động có khả năng di

chuyển ở nhi `âi môi trưởng khác nhau Nó có thể linh động để thay đổi ở các đi lâi kiện

môi trưởng mới Ở đây, chúng tôi đưa ra ý tưởng nghiên cứu, thiết kế robot AMR ứng dụng trong Pallet dùng để thay thế con nhươi thực hiện những công việc vận chuyển các nhà kho, xưởng cn sự linh hoạt trong môi trưởng hoạt động

1.2 Mục đích nghiên cứu

Để đáp ứng nhu cẦi trao đổi hàng hóa của con người, AMR ứng dụng trong vận chuyển Pallet là đi`âi cân thiết Tuy nhiên, có một số vấn đ`ềcẦn giải quyết Thứ nhất, xây dựng mô phỏng lại không gian hoạt động của robot, để tử đó đưa ra phương pháp

di chuyển phù hợp Thứ hai, thiết kế được khung cơ khí phù hợp, chịu được tải và sử

dụng ít năng lượng Từ đó, đưa ra giải pháp thiết kế phù hợp cho AMR ứng dụng trong vận chuyển Pallet

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Tìm hiểu v`êrobot AMR ứng dụng trong vận chuyển Pallet

Phân tích và làm rõ chức năng của các thiết bị đi âi khiển

Tìm hiểu v'êcách sử dụng, chức năng, thông số của các thiết bị sử dụng

Đ xuất được các giải pháp, phương án đi ân khiển

Nghiên cứu, thiết kế cơ khí

Xây dựng mạch điện đi`âi khiển

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu từ tài liệu chuyên ngành: Thu thập thông tin từ các bài báo khoa học, sách giáo trình, và ngu ân trực tuyến liên quan đến AMR để hiểu vé nguyên lý hoạt động và ứng dụng của robot tự hành

Đánh giá các mô hình AMR hiện tại: Nghiên cứu ưu nhược điểm của các mô hình AMR đã có, bao ø ẵn cả các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước,

từ đó suy luận và đ`ềxuất giải pháp thiết kế mô hình AMR phù hợp Kết hợp lý thuyết và thực tiễn: Sử dụng số liệu từ thí nghiệm cùng cơ sở lý

thuyết để thiết kế các bộ phận của AMR, chẳng hạn như hệ thống đi `âi khiển, cảm biến, và định vị, để tạo ra một mô hình AMR hoạt động ổn định và linh hoạt

1.5 Phpm vi nghiên cứu

Xây dựng mô hình ph ân cứng, thiết kế cơ khí của robot

Đọc dữ liệu từ cảm biến lidar, mô phỏng lại không gian

Đưa ra giải pháp đi ầi khiển, giải thuật di chuyển cho robot hoạt động trong nhà máy và nâng hạ pallet

1.6 Kết quả đpt được

Dự kiến: Hệ thống hoàn chỉnh và thực hiện việc di chuyển, nâng hạ ổn định và

chính xác

17 Kết cấu đ tài

Ð ôán đã tiến hành nghiên cứu ø âm 5 chương:

Chương 1: Giới thiệu đ tài

Chương 2: Tổng quan v`êRobot Amr

Chương 3: Thiết kế ph ân cứng cho Robot

Chương 4: Giải thuật đi `âi khiển

Chương 5: Thi công

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

CHUONG 2 TONG QUAN V EROBOT AMR

2.1 Robot AMR 1a gi?

Robot AMR (Autonomous Mobile Robot) 1a tén gọi của bất kỳ robot nào có khả năng di chuyển trong môi trưởng mà nó được đặt vào mà không cần có người đi 'êâi khiển giám sát hoặc không ch một con đường cố định và xác định trước để chạy AMR robot là một loại robot rất tỉnh vi, có khả năng hiểu được môi trưởng xung

quanh nó nhở các cảm biến được cài đặt, cho phép nó:

Tự động hóa và tự đi ầi hướng: Robot AMR được trang bị các cảm biến

và công nghệ đi âi khiển để tự định vị, xác định tuyến đường và di chuyển một cách an toàn trong mồi trưởng làm việc

Linh hopt và đa nhiệm: Chúng có khả năng thích ứng với môi trưởng làm việc thay đổi và thực hiện nhi`âi loại nhiệm vụ khác nhau, từ vận chuyển hàng hóa đến thu thập dữ liệu

Tích hợp công nghệ mới: AMR thương tích hợp các công nghệ như trí tuệ nhan tao (AI), hoc may (Machine Learning), và cảm biến thông minh để tối

ưu hóa hiệu suất hoạt động và tương tác an toàn với mồi trưởng xung quanh

Dễ triển khai: So với các hệ thống AGV truy thống, việc triển khai Robot AMR thưởng đơn giản hơn và không đòi hỏi cấu trúc hạ tầng phức

tạp

Cải thiện hiệu suất sản xuất: Bằng cách tự động hóa công việc di chuyển

và vận chuyển, Robot AMR có thể tăng cường hiệu suất và giảm thời gian làm việc cho các hoạt động công nghiệp

2.2 Các lopi robot AMR

Tùy vào công dụng và chức năng robot AMR được chia thành các loại chính như: Robot AMR vận chuyển và sắp xếp hàng hóa: trong nhà máy và hệ thống kho Robot AMR sẽ giúp giảm đáng kể thời gian di chuyển tử khu vực này sang khu vực khác của nhà kho để chọn các mặt hàng khác nhau, cũng như

dễ dàng tìm chính xác mặt hàng c3 thiết một các nhanh chóng, từ đó giúp công việc lấy hàng, chuẩn bị hàng được hiệu quả hơn

4

Robot AMR cho hopt động kiểm kê và lưu trữ kho: giúp doanh nghiệp

biết số lượng mặt hàng được lưu trữ, quản lý, chọn và xử lý hàng trong thời gian thực là rất quan trọng để giảm thiểu lỗi trong quá trình vận hành AMR cho phép tự động hóa quy trình kiểm kê, giảm đáng kể thời gian cần thiết cho hoạt động này và tối ưu hóa năng suất và độ chính xác trong việc thực hiện đơn hàng

AMR Y tế: Được áp dụng trong các môi trưởng y tế như bệnh viện để vận chuyển dược phẩm, vật dụng y tế hoặc chăm sóc bệnh nhân Chúng có thể

tự động di chuyển trong các khu vực y tế để cung cấp dịch vụ hoặc hỗ trợ AMR Kiểm tra và Theo dõi: Loại này được sử dụng để thu thập dữ liệu, kiểm tra và theo dõi môi trưởng làm việc hoặc các quy trình công nghiệp Chúng có thể được trang bị các cảm biến để đo lưỡng thông số như nhiệt độ,

độ ẩm, ánh sáng, hoặc để giám sát quy trình sản xuất

2.3 Ưu điểm, nhược điểm của robot AMR

Ưu điểm:

Linh hoạt, có tính tự động cao

Dễ triễn khai, không yêu c`âi cao cơ sở hạ tầng

Đa nhiệm và linh hoạt trong nhi âi ứng dụng

Tăng cường hiệu qua công việc

Giảm thiểu tai nặng lao động

Nhược điểm:

Chi phi ban da cao

Hiệu suất phụ thuộc vào môi trưởng

Yêu c3 bảo trì và hỗ trợ kỹ thuật

Giới hạn trong nhỉ lâi ứng dụng cụ thể

2.4 So sánh robot AMR va AGV

hóa, kiểm tra tần kho, phân phối

linh kiện và thậm chí có thể thay đổi chức năng theo nhu ci

như vận chuyển hàng hóa từ điểm

A đến B trong môi trưởng sản xuất hoặc nhà kho

Sử dụng hệ thống dẫn đường cố

định, nhu day cap, magnetic tape

hoặc marker đặt trên sàn để xác định và theo đường đi cố định

vật cản không được định sẵn

Thích hợp cho các môi trường

linh hoạt như nhà máy sản xuất, kho hàng có sự biến đổi thưởng xuyên

Phù hợp với các quy trình làm

việc có cấu trúc rõ ràng, ít biến

đổi, thương được sử dụng trong

các nhà máy với dòng chảy sản xuất đơn điệu

triển khai Thường có chi phí triển khai ban

đẦầi cao hơn do tính linh hoạt và khả năng thích ứng cao Chi phí triển khai thấp hơn do sự

đơn giản trong hệ thống điều khiển và cách thức hoạt động