Proceedings VCM 2012 52 phát triển giải thuật điều khiển và tránh vật cản

386 Đặng Trí Dũng, Nguyễn Trường Thịnh VCM2012 Phát triển giải thuật điều khiển và tránh vật cản dành cho robot sáu chân Development of algorithms of controlling and avoiding obstacles for six-legged robot 1,a Đặng Trí Dũng, 1,b Nguyễn Trường Thịnh Bộ môn Cơ điện tử-Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM a dangtridung1991@gmail.com, b thinhnt@hcmute.edu.vn Tóm tắt Robot có chân ngày nay được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp, trong công tác kiểm tra và trong giải trí. Vì robot có chân có khả năng di chuyển trên nhiều địa hình hơn các robot có bánh xe và đặc biệt là để điều khiển thì yêu cầu người lập trình phải có chuyên môn, do vậy sẽ nâng cao trình độ và giúp con người phát triển ra nhiều điều mới lạ. Mục đích của bài báo này là xây dựng một giải thuật chuyển động cho robot sáu chân. Với giải thuật chuyển động thẳng; chuyển động xoay trái, phải; khả năng giữ thăng bằng với ba hoặc bốn chân tiếp xúc đất và từ chuyển động thẳng và chuyển động xoay thì robot sẽ thực hiện những động tác phức tạp như xoay toàn thân mà robot không dịch chuyển, giữ thăng bằng trên bốn chân để hai chân xoay trên không… Abstract: As robots become more sophisticated, they will be applied to a greater range of applications, many of which will require mobility. Walking is a form of locomotion that is gentle to the environment; and by means of this action, it is possible to move through a variety of environments while selecting landing points. In recent years, a great deal of research has been conducted. In the area of legged locomotion, a biped locomotion robot is expected to bevery useful in houses and factories designed for smooth human locomotion. However, research on biped locomotion has been making slow progress, mainly because of control difficulty as compared to multilegged locomotion. Thus, efforts are being made to develop quadruped locomotion robots and six-legged robots for use under extreme environments such as in nuclear power plants, and on planetary surfaces. Constructing a successful six-legged robot is a challenging project and requires special mechanical design knowledge and an extensive on-board computer and software system to provide necessary… 1. Phần mở đầu Những năm gần đây việc nghiên cứu robot di chuyển bằng chân đã được nghiên cứu rộng rãi trong các trường đại học, các viện nghiên cứu trong nước và trên thế giới. Trong đó, robot 6 chân được nghiên cứu nhiều hơn các loại robot có chân khác vì những ưu điểm của nó: 6 chân tiếp xúc đất nên giữ thăng bằng rất tốt, kể cả trong lúc di chuyển; dễ dàng điều khiển hơn robot bốn chân và robot hai chân; đặc biệt là có thể đứng bằng ba chân, bốn chân hoặc năm chân nên rất thuận lợi cho việc điều khiển và linh hoạt trong chuyển động [1]. Có một số lĩnh vực có thể ứng dụng được robot có bánh, tuy nhiên, có nhiều môi trường và vùng hoạt động mà chỉ có robot có chân mới di chuyển trên đó được như : môi trường đất đá, đồi núi, vùng lầy lội mà không thích hợp cho robot có bánh. Vì vậy, những nghiên cứu về robot có chân sẽ có những ưu điểm hơn so với robot có bánh. Trong khi nghiên cứu các robot di chuyển theo các khớp, trên băng truyền hoặc trên các bánh xe thì robot có bánh xe dễ dàng điều khiển. Nhược điểm của nó là yêu cầu mặt phẳng phải bằng phẳng. Vì những lý do này, nhóm đi vào nghiên cứu về robot có chân. Robot có chân về mặt cấu trúc rất phức tạp và khó điều khiển tuy nhiên nó cũng có một số ưu điểm so với các robot khác như: robot có chân có thể bước qua chướng ngại vật, có thể di chuyển trên địa hình phức tạp và có thể di chuyển trên bề mặt trơn. Những ưu điểm trên cho thấy tương lai robot có chân sẽ được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, trong công tác kiểm tra, kiểm định, trong công nghiệp vũ trụ, trong phục vụ đời sống con người. Trong bài báo này sẽ đề cập tới việc nghiên cứu và phát triển giải thuật dành cho robot sáu chân. 2. Phân tích động học 2.1 Động học chân robot Tính toán động học cho robot có chân là bước quan trọng trong việc thiết kế robot. Ở đây chúng ta quan tâm đến bài toán thuận và bài toán nghịch Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ điện tử toàn quốc lần thứ 6 387 Mã bài: 95 vị trí, vận tốc và gia tốc robot. Từ các giá trị tính toán để điều khiển quá trình chuyển động của robot trên nền với giả thiết là robot chuyển động trên mặt phẳng không có chướng ngại vật. Ở phần phân tích động học của robot ta chia ra làm 2 phần động học chân robot và mối liên hệ giữa động học chân và hệ trục tham chiếu. Hệ trục tọa độ để phân tích động học chân được chỉ ra như hình 1. Hệ trục 0 được gắn cố định với gốc tọa độ là điểm gắn liền giữa thân và chân. Hệ trục thứ nhất quay quanh trục z 1 góc bằng  1 so với hệ trục 0. Hệ trục thứ 2 dịch chuyển so với hệ trục 1 đoạn l 1 và nó cũng quay quanh trục z 1 với góc bằng  1 và quay quanh trục x 1 với 1 góc bằng  2 . Hệ trục thứ 3 lại dịch chuyển so hệ trục thứ 1 bằng 1 đoạn l 2 và quay quanh trục x 2 góc bằng - 2 . Và hệ trục cuối cùng dịch chuyển so với hệ trục thứ 3 bằng đoạn l 3 . H. 1 Hệ trục gắn lên chân robot. Chúng ta phân tích động học dựa trên ma trận thuần nhất. Phương trình chuyển đổi từ hệ trục thứ 6 về hệ trục thứ 0 bằng cách nhân các ma trận chuyển đổi với nhau. Nó được xác định như sau: 06 01 12 23 34 45 56 1 1 2 1 2 1 1 2 1 2 3 2 2 1 . . . . . cos sin 0 .sin .cos sin cos 0 .cos .cos 0 0 1 .sin 0 0 0 1 H H H H H H H l l l l l                             (1) Chúng ta tìm ma trận nghịch đảo của ma trận chuyển bằng cách tìm nghịch đảo của ma trận H 06 như sau: 1 1 2 2 1 06 3 2 2 1 cos sin 0 0 sin cos 0 .cos 0 0 1 .sin 0 0 0 1 l H l l l                         (2) Chúng ta biết để robot chuyển động theo quỹ đạo nào đó thì quỹ đạo chuyển động chuyển động của các chân phải có vị trí hợp lý để tạo nên các vectơ chuyển. Giải bài toán nghịch để tìm góc quay khi vị trí đã được biết trước. Chúng ta dựa vào bài toán thuận để tính bài toán nghịch như sau: 1 1 2 1 2 1 1 2 1 2 06 3 2 2 1 0 . . 0 . . 0 0 1 . 0 0 0 1 0 0 0 0 X X X X Y Y Y Y Z Z Z Z C S l S C S S l C C H l l S l X Y Z P X Y Z P X Y Z P                                         (3) Chúng ta giải để tìm  1 bằng cách chia P x cho P y ngoài ra chúng ta còn tìm được góc  1 thông qua cặp X x và Y x và cặp Y x và Y y nhưng tìm giá trị các góc thông qua các cặp này không có hiệu quả vì trước khi ta tính giá trị này ta phải tính góc định hướng của robot nên ta chỉ xét các cặp P x cho P y . 1 tan2 x i y P a P            (4) Đây là biểu thức tìm giá trị  1 của chân thứ i thông qua các giá trị P x , P y , P z là các tọa độ của chân Robot so với hệ trục tham chiếu gắn với mặt đất. Từ bài toán nghịch này chúng ta có thể xác định được các giá trị của các góc quay chân khi biết được tọa độ của thân robot so với điểm tham chiếu của robot. Tuy nhiên góc  2 này phải thông qua một số phép tính khác nên không đảm bảo độ chính xác nên chúng ta tìm góc  2i theo phương pháp sau: 1 06 01 12 23 34 45 01 . . . . . H H H H H H H   (5) Đồng dạng hóa 2 ma trận trên, góc nhấc chân  2 được tính thông qua hàm ngược của hàm tang của các giá trị như sau: 3 1 2 1 1 tan2 .sin .cos z i x y P l l a P P                (6) Dựa vào các giá trị trong ma trận chuyển đổi thuận ta có giá trị của các điểm toạ độ chân. Từ các tọa độ lấy đạo hàm từng phần của vị trí các góc quay ta có thể xác định được ma trận Jacobian. Ma trận này có thể sử dụng để xác định vận tốc chân theo vận tốc khớp. Đạo hàm từng phần được chỉ ra theo phương trình sau: 1 ( ) i J V      (7) Ta có 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 2 2 2 2 2.cos .cos .sin .sin 2.sin .cos .cos .sin . 0 .cos dx l l d dy l l d dz l                                          (8) 388 Đặng Trí Dũng, Nguyễn Trường Thịnh VCM2012 Chúng ta thường chuyển đổi vận tốc này thành góc dịch chuyển từ đó đưa ra các lệnh điều khiển thích hợp để gửi đến các động cơ của các chân. Ma trận chuyển đổi của ma trận Jacobian để chuyển đổi từ vận tốc thẳng của bàn chân thành vận tốc góc của các chân. Sự liên hệ giữa vận tốc thẳng và vận tốc góc như sau: 1 ( ) . J V      (9) Như vậy chúng ta phải tìm ma trận nghịch đảo của ma trận Jacobian cho chân của Robot sử dụng các hàm chuyển đổi nghịch và ta có thể tính toán các giá trị đạo hàm theo biến thời gian như sau: 1 1 1 1 1 .cos .sin .sin .cos x y x y dP dP d P P         (10) Ta cũng có : 2 1 1 .sin .cos z x y dP d P P       (11) Như vậy ma trận nghịch đảo của ma trận Jacobian để tìm các giá trị vận tốc góc theo vận tốc thẳng như sau: 1 1 1 2 2 2 0 1 . . 0 0 1 . dx d c s dy d l c dz                            (12) Để mà thực hiện các quy tắc điều khiển thảo luận trên có một số phép tính chúng ta cần phải tính toán. Đầu tiên là vị trí hiện tại của chân dựa trên các tín hiệu của xung nhận được từ động cơ. Vận tốc gần đúng có thể xác định bằng khoảng cách từ vị trí cũ và vị trí mới và thời gian để đạt được vận tốc này ta đã biết. 2.2 Động học thân robot y H. 2 Trạng thái ban đầu của robot Chúng ta sử dụng tâm của robot là điểm tham chiếu của thân robot như H.2. Vì chúng ta thiết kế robot đối xứng trục nên chúng ta có tâm của robot đặt ở điểm giữa của thân robot, đây chính là điểm mà thông qua vị trí của các chân theo phân tích động học ta có thể xác định được vị trí của tâm robot tại từng thời điểm. Robot chúng ta thiết kế là robot có 6 chân đối xứng trục, với cách đi tam giác thay đổi có nghĩa là trọng tâm robot luôn nằm trong tam giác tạo bởi 3 chân tiếp xúc với nền. Ta coi robot như là một chuỗi các khâu, mà mỗi khâu được xem như chuỗi các khâu nối tiếp. Chúng ta có thể tìm vị trí của thân thông qua vị trí của chân. Có 3 cặp chân TA – PC, TB – PB, TC – PA được sử dụng để tìm vị trí tâm. H. 3 Các hệ trục tính động học của robot. Mối liên hệ của 3 cặp chân này và trọng tâm ta có thể xác định bằng hệ phương trình sau: 1 2 cg group group x x x y y y z z z                                 (13) Với {Nhóm 1 ; Nhóm 2} = {(Chân PA,Chân TC);(Chân TA,Chân TA,Chân PC);(ChânPB,Chân TB)} Cách đi của robot được chia làm 2 nhóm chân, mỗi nhóm tạo bởi một chân trước, một chân sau của bên này và chân giữa của bên kia. Robot di chuyển chân của nó trên mặt đất từ đó tạo ra sự chuyển động của thân vì vậy ta phải xác định mối liên hệ giữa robot và mặt đất dựa trên phân tích động học. Gắn hệ trục tọa độ lên robot theo như hình vẽ H.3 ta có các hệ trục như trên hình. Trong trường hợp vị trí thân đã biết thì vị trí chân đáp ứng được tìm một cách đơn giản bằng cách sử dụng các thông tin ban đầu về khoảng cách vì các thông số này cố định. Các thông tin ban đầu này ta có thể tìm vị trí mới của thân và chân mới so với hệ qui chiếu ban đầu. Chọn hệ trục tham chiếu trùng với tâm của robot ở vị trí đầu tiên. Chúng ta ứng dụng ma trận thuần nhất và ma trận chuyển vị tổng thể để mô tả các khả năng chuyển động của robot. Ở đây ta xét các khả năng quay quanh trục z để đơn giản sự chuyển đổi. Vì robot của chúng ta chuyển động và hoạt động trong không gian 3 chiều. Robot có chân di chuyển chân của nó trên mặt đất hay bất cứ các bề mặt mà nó cần tiếp xúc. Ta cần lập mối liên hệ giữa chân và nền để điều khiển các chân theo yêu cầu chúng ta đề ra như hình H.3. Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ điện tử toàn quốc lần thứ 6 389 Mã bài: 95 Chúng ta giải quyết bài toán thuận với thời điểm robot có 3 chân tiếp xúc với đất để xác định vị trí trọng tâm P của robot so với vị trí tham chiếu. Với 3 chân tiếp xúc với đất gắn các hệ trục a i và hệ trục của chân gắn cố định với thân là b i . Như vậy để đẩy thân robot tiến lên phía trước thì 3 hệ trục a i này phải cố định tạo thành điểm tựa và 3 hệ trục b i di chuyển và như vậy điểm P đặt ở trọng tâm robot cũng thay đổi vị trí. Giải bài toán là một bước quan trọng trong việc ứng dụng robot. Khả năng chuyển đổi từ chuỗi các góc quay khớp thành vị trí và hướng là rất quan trọng để điều khiển các cơ cấu chân. Để xác định vị trí mà bàn chân sẽ chạm mặt đất, bộ điều khiển có thể xác định hướng mà robot di chuyển. Như vậy chúng ta gắn các hệ trục với vị trí trọng tâm ban đầu trùng với vị trí tham chiếu của robot. Khi các động cơ xoay hay vẫy thì các chân bắt đầu đẩy thân về phía trước tức là vị trí P thay đổi. Ta có ma trận chuyển vị từ hệ bi đến hệ trục a i là: 1 1 1 1 2 2 3 2 2 1 0 0 0 . 0 0 1 . 0 0 0 1 i i i i i Ai Bi i c s s c l c H l l s l                        (14) Ma trận chuyển từ hệ trục a i so với hệ trục cố định tham chiếu đặt tai điểm P là [a,b,c,1] T như sau : 2 2 1 2 2 1 3 2 2 1 1 0 0 . . 0 1 0 . . 0 0 1 . 0 0 0 1 i i i i Ai P i l c s a l c c b H l l s l c                          (15) Từ các ma trận chuyển đổi này ta có thể tính toán giá trị trọng tâm so với vị trí tham chiếu. Vận tốc thân robot chuyển động như sau: 2 1 2 2 1 . 2 1 2 1 2 2 1 2 2 2 2 .cos .cos .sin sin .sin .cos .cos .sin . 0 .cos i i i i i i i i i i i dx l l d dy l l d dz l                                        x y x y y 1 i A i x y R H. 4 Sự ràng buộc của các tọa độ khi thân di chuyển. Theo H.4 tọa độ điểm tham chiếu đặt cố định ở điểm P. Ta phải đảm bảo các các hệ trục tọa độ thuộc thân robot như các ràng buộc sau theo vectơ như sau: PBBAOAOP Iiii  (17) Khi robot di chuyển theo hướng bất kỳ thì sự di chuyển của tâm robot (H.4) phải thoả mãn theo hệ thức sau: 2 2 1 2 2 1 3 1 2 2 . . . . . P i i P i i P i x d a l c s y e b l c c z f c l l l s                      (18) Với OA i = ( d, e, f ) B i P = ( a, b, c ) 3. Giải thuật chuyển động và điều khiển Để làm một robot thông minh thì yêu cầu người lập trình phải đưa ra các tình huống có thể xảy ra với robot. Làm như thế nào để robot có thể nhận biết được các tình huống đó? Những thiết bị nào cần thiết để robot trở nên thông minh hơn. Xử lý các tình huống đó như thế nào? Là những câu hỏi mà một người lập trình cần phải giải đáp được. Từ những lý do đó, nhóm đã đưa ra những ý tưởng về giải thuật chuyển động và điều khiển được nêu trong bài báo này. Một robot 6 chân nó có thể di chuyển trên 3 chân hoặc nhiều hơn. Nếu một chân bị lỗi, robot vẫn di chuyển được. Với phương thức di chuyển dạng tam giác, robot 6 chân di chuyển nhanh hơn robot 4 chân. Và nó đạt được tốc độ cao khi dáng đi ổn định. Tuy nhiên, dáng đi tam giác thường không ổn định hơn so với dáng đi dạng sóng. Vì vậy, để tăng tính ổn định thì đòi hỏi phải có một động cơ mạnh, mômen xoắn lớn. Và phải điều khiển theo từng module. Ví dụ như thay vì điều khiển tất cả các công việc trên một vi điều khiển, thì ta chia nhỏ theo từng nhóm và giao tiếp bằng giao tiếp chủ - tớ giữa hai con vi điều khiển với nhau. Ngôn ngữ được lập trình trên nền C và sử dụng vi điều khiển PIC. 3.1. Cách đi sử dụng trong robot 6 chân Chúng ta thường bắt đầu việc nghiên cứu cách đi của robot là từ việc nghiên cứu chuyển động trên đường thẳng. Từ việc nghiên cứu cách đi của robot ta có thể phân tích sự ổn định, thay đổi vị trí đặt chân theo yêu cầu cho phép xác định đường cong quỹ đạo của thân. Để điều khiển robot có chân điều quan trọng là các chân robot không được chạm nhau, vì vậy yêu cầu đặt ra là chúng ta phải tránh các chân vướng nhau trong khi chuyển động đồng thời đảm bảo tốc độ và sự ổn định. Có 2 cách đi mà robot 6 chân có thể thực hiện được đó là cách đi tam giác thay đổi và cách đi dạng sóng. Mỗi cách đi này thích hợp với mỗi loại địa hình 390 Đặng Trí Dũng, Nguyễn Trường Thịnh VCM2012 khác nhau, với mỗi loại địa hình chỉ có một cách di chuyển nhất định [3]. Chuyển động dạng tam giác của robot 6 chân như sau: - Cách đi tam giác thay đổi: được sử dụng cho robot di chuyển trên mặt phẳng với tốc độ di chuyển nhanh. Robot luôn luôn được cân bằng vì lúc nào robot cũng có ít nhất 3 chân tiếp xúc với nền. Cách đi này tạo bởi 2 pha, nâng lên bởi 3 chân sau đó chúng được hạ xuống để nâng 3 chân khác. Khi 3 chân nâng lên được đẩy về sau và thân di chuyển về phía trước và cứ như vậy các chu kỳ sau tiếp tục được mô tả như H.5. Đây là cách đi đơn giản và ổn định nhất của robot 6 chân. Quy luật chính của cách đi tam giác thay đổi là ta chia các chân robot làm 2 nhóm khác nhau nhưng thực hiện di chuyển giống nhau ở từng nửa chu kỳ. Tuy nhiên cách đi này không phải là cách đi tối ưu dành cho robot tĩnh định 6 chân. H. 5 Chuyển động dạng tam giác của robot 6 chân. 1 2 3 3 2 1 1 2 3 3 2 1 1 2 3 3 2 1 1 2 3 3 2 1 1 2 3 3 2 1 1 2 3 3 2 1 1 2 3 3 2 1 1 2 3 3 2 1 H. 6 Chuyển động dạng sóng của robot 6 chân. - Cách đi dạng sóng: Di chuyển đầu tiên là ở chân cuối cùng của một bên. Khi chân di chuyển thì thứ tự các chân bước lên phía trước lan ra như cơn sóng về phía trước của thân và tiếp tục các chân phía bên kia cũng bắt đầu từ chân phía sau cùng. Điều này có nghĩa là robot luôn có 5 chân tiếp xúc với mặt đất ở mọi thời điểm được mô tả như H.6. Cách đi này chậm hơn so với các cách đi được giới thiệu ở các phần trên nhưng nó có độ ổn định nhất và có thể chuyển động trên các môi trường gồ ghề phức tạp như đi trên núi và các chướng ngại vật lớn. Mục đích nghiên cứu của chúng ta là robot chuyển động thẳng với vận tốc không cao nên mục tiêu chúng ta đề ra là xem xét robot có chân với cách chuyển động ổn định tĩnh định. H. 7 Sơ đồ sắp xếp động cơ trên robot 6 chân. 3.2. Điều khiển động cơ Các động cơ được gắn trên robot như H.7. Và ký hiệu các động cơ sử dụng cho robot như sau: - A1, B1, C1, D1, E1, F1: Động cơ xoay. - A2, B2, C2, D2, E2, F2: Động cơ nâng. - A3, B3, C3, D3, E3, F3: Động cơ đứng. - A1,D1, E1: Các động cơ xoay nhóm chân thứ nhất. - B1, C1, F1: Các động cơ xoay nhóm chân thứ hai. - A2,D2, E2: Các động cơ nâng nhóm chân thứ nhất. - B2, C2, F2: Các động cơ nâng nhóm chân thứ hai. - A3, D3, E3: Các động cơ đứng nhóm chân thứ nhất. - B3, E3, F3: Các động cơ đứng nhóm chân thứ hai. 3.3. Giải thuật chuyển động thẳng Nhấc nhóm chân thứ nhất: Các động cơ A3, D3, E3 xoay cùng chiều kim đồng hồ, hạ nhóm chân thứ nhất thì các động cơ xoay ngược lại. Nhấc nhóm chân thứ hai: Các động cơ B3, C3, F3 xoay ngược chiều kim đồng hồ, hạ nhóm chân thứ hai thì các động cơ xoay ngược lại. Xoay nhóm chân thứ nhất về trước: Các động cơ A1, D1, E1 xoay ngược chiều kim đồng hồ. Xoay nhóm chân thứ nhất về sau: Các động cơ A1, D1, E1 xoay cùng chiều kim đồng hồ. Xoay nhóm chân thứ hai về trước: Các động cơ B1, C1, E1 xoay cùng chiều kim đồng hồ. Xoay nhóm chân thứ hai về sau: Các động cơ B1, C1, E1 xoay ngược chiều kim đồng hồ.(H.9) 3.4. Giải thuật chuyển động xoay H. 8 Sơ đồ trạng thái nâng thân robot. Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ điện tử toàn quốc lần thứ 6 391 Mã bài: 95 H. 9 Giải thuật chuyển động thẳng. Bắt đầu Nhập dữ liệu Trạng thái bắt đầu Nâng thân robot Nhấc nhóm chân thứ nhất lên Xoay nhóm chân thứ nhất : hai chân bên phải không xoay và một chân bên trái xoay về trước. Đồng thời xoay nhóm chân thứ hai về trạng thái ban đầu Hạ nhóm chân thứ nhất xuống Nhấc nhóm chân thứ hai lên Xoay nhóm chân thứ hai: một chân bên phải không xoay còn hai chân bên trái xoay về trước. Đồng thời xoay nhóm chân thứ nhất về trạng thái ban đầu Hạ nhóm chân thứ hai xuống H. 10 Giải thuật chuyển động xoay phải Để robot có thể xoay phải hoặc xoay trái đòi hỏi chúng ta phải điều khiển tốt các chân với các góc quay phù hợp. Trong di chuyển thẳng, chúng ta sử dụng cách đi tam giác thay đổi. Để chuyển động xoay, chúng ta cũng sử dụng 3 chân trụ tạo thành hình tam giác giống chuyển động thẳng. Các góc quay ở đây không bằng nhau. Giải thuật chuyển động xoay phải được chỉ ra ở H.10. 3.5. Giải thuật tránh vật cản Cảm biến này để nhận biết là robot đang di chuyển trên địa hình gồ ghề hay bằng phẳng như H.12 [2]. Từ đó thì robot sẽ có những xử lý thích hợp cho từng loại địa hình. Dựa vào tín hiệu của cảm biến thì có các giải thuật cho robot xử lý. Ban đầu, robot sẽ chuyển động thẳng dạng tam giác. Nếu phát hiện vật cản ở phía trước thì robot sẽ di chuyển theo dạng sóng để tránh vật cản. Nếu không phát hiện thấy vật cản thì robot sẽ vẫn giữ chuyển động thẳng. 4. THỰC NGHIỆM H. 11 Robot di chuyển sang trái. H. 12 Robot di chuyển sang phải. 392 Đặng Trí Dũng, Nguyễn Trường Thịnh VCM2012 H. 13 Robot di chuyển tránh vật cản. Ở phần thực nghiệm, nhóm đã cho robot di chuyển trên mặt phẳng với nhiều phương án khác nhau. Từ đi tự do trên nền phẳng theo dạng tam giác hoặc dạng sóng, đến các bề mặt gồ ghề hoặc đường đi có chướng ngại vật phía trước. Nhóm đã lập trình để xử lý các trạng thái của robot bằng cách điều khiển robot di chuyển thẳng, sang trái(H.11), sang phải(H.12), tránh vật cản(H.13). Robot di chuyển sang trái nếu robot gặp vật cản ở bên phải. Ngược lại, robot di chuyển sang phải nếu robot gặp vật cản ở bên trái. Trường hợp chướng ngại vật ở phía trước robot thì tuỳ trường hợp mà robot sẽ di chuyển sang trái hoặc sang phải để tránh vật cản 5. KẾT LUẬN Trong bài báo này, chúng tôi đã đưa ra các phương pháp di chuyển của robot dựa trên bài toán động học cũng như cách điều khiển các động cơ tương ứng với từng chuyển động. Tính mới lạ của phương pháp này là đưa ra các giải thuật điều khiển cụ thể áp dụng cho robot có chân. Thuật toán này sẽ khắc phục được những thiếu xót trong quá trình chuyển động của robot 6 chân nói riêng và robot có chân nói chung. Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Trường Thịnh, Nguyễn Ngọc Phương, “Thiết kế và phát triển robot lau kính cho các bề mặt thẳng đứng”, Tạp chí khoa học và công nghệ các Trường Đại học Kỹ thuật (ISSN: 0868-3980), No 89, pp. 1-6, 2012. [2] Gregorio. P, Ahmadi. M, Buehler.M, “Design, control, and energetics of an electrically actuated legged robot”, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B: Cybernetics, Vol. 27, pp.626 – 634, 1997. [3] Mohiuddin Ahmed, M. R. Khan, Md. Masum Billah and Soheli Farhana; Walking Hexapod Robot in Disaster Recovery. Nguyễn Trường Thịnh nhận bằng Kỹ sư và Thạc sỹ chuyên ngành Cơ khí của Đại học Bách Khoa TP.HCM và tốt nghiệp tiến sỹ chuyên ngành Cơ khí năm 2009 tại Đại học Quốc gia Chonnam - Hàn Quốc. Từ năm 1998 đến nay là giảng viên tại Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, Việt Nam. Hiện nay là Phó Giáo sư chuyên ngành Cơ điện tử ở Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM. Lĩnh vực nghiên cứu chính là robot dịch vụ, robot công nghiệp, thiết kế và điều khiển thông minh. Đặng Trí Dũng đã nhận bằng kỹ sư chuyên ngành Cơ Điện tử năm 2012 của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Hiện nay là nghiên cứu viên thuộc phòng thí nghiệm cơ điện tử trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Lĩnh vực nghiên cứu: robot phỏng sinh học, robot điều khiển từ xa(Tele-operation robot), công nghệ Haptics, robot công nghiệp, tự động hóa công nghiệp. . 386 Đặng Trí Dũng, Nguyễn Trường Thịnh VCM2 012 Phát triển giải thuật điều khiển và tránh vật cản dành cho robot sáu chân Development of algorithms of controlling. cơ mạnh, mômen xoắn lớn. Và phải điều khiển theo từng module. Ví dụ như thay vì điều khiển tất cả các công việc trên một vi điều khiển, thì ta chia nhỏ theo từng nhóm và giao tiếp bằng giao. hơn các robot có bánh xe và đặc biệt là để điều khiển thì yêu cầu người lập trình phải có chuyên môn, do vậy sẽ nâng cao trình độ và giúp con người phát triển ra nhiều điều mới lạ. Mục đích của