báo cáo robot
GVHD: TS. Trần Hải Nam KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA PHẦN I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về Robot 1.1.1. Giới thiệu Robot là một thuật ngữ được sinh ra từ sân khấu chứ không phải từ sản xuất. Nó chỉ người lao công trong hệ ngôn ngữ X-la-vơ. Robot là từ viết tắt của từ Robota có nghĩa là lao động, công việc. Từ khoảng năm 1920, nhà viết khịch người Séc Karl Capek đã viết vở kich mang tên Rossum’s Universal Robots, trong đó từ Robot là tên của một loại máy tự động đã tiêu diệt ông chủ và chiếm lĩnh thế giới. Cho nên thời điểm đó được xem là mốc ra đười của thuật ngữ Robot, mà về sau trở thành phổ biến trên khấp thế giới. Hình 1.1 là cảnh trong vở kịch Rossum’s Universal Robots của Séc Karl Capek. Hình 1.1 Cảnh trong vở kich Rossum’s Universal Robots Năm 1926, thuật ngữ Robot lần đầu tiên lên phim ảnh tại Đức, bộ phim mang tên Metropolis. Năm 1939, Robot đi bộ Elutoo và chú chó Sporko đã được Trang 1 1 GVHD: TS. Trần Hải Nam KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA triển lãm tại một hội chợ tại New York, Mỹ, thu hút được nhiều sự quan tâm của công chúng. Cụm từ “Robotics” có liên quan đến nghiên cứu và ứng dụng Robot. Được được sử dụng lần đầu tiên bởi Isaac Asimov (1920 – 1992). Cụm từ “Robotics” do Isaac Asimov đưa ra trong tác phẩm “Liar!” năm 1941, Runaround, 1942. Asimov cũng đề xuất ra ba điều luật về robot “Laws of Robotics” và sau đó đã bổ xung thêm luật Zero “Zeroth law”. Năm 1948, trước nhu cầu tự động hóa ngày một lớn của các dây truyền sản xuất và lấp ráp công nghiệp, một số loại tay máy đã được nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm tại các phòng thí nghiệm ở Mỹ, Châu Âu và một số nước khác. Các kỷ thuật điều khiển động cơ điện, truyền thông, điều khiển từ xa, công nghệ máy tính, các bộ vi điều khiển. Cùng với sự phát triển nhanh trống của cơ khí và điện tử. Vào năm 1952 chiếc máy CNC đầu tiên trên thế giới đã ra đời tại viện công nghệ massachusetts, Mỹ, theo nguyên tắt điều khiển số hoạt động theo chương trình máy tính. Đây là cơ sở cho sự phát triển các bộ điều khiển robot hiện đại ngày nay. Cho đến nay đã có một số định nghĩa về robot . McKerrow (1986) định nghĩa robot là một loại máy móc cơ khí có thể lập trình để thực hiện một số công việc nào đó. Như vậy theo McKerrow thì robot là một đối trượng bao gồm tất cả các loại máy móc bao gồm cả máy công cụ NC, CNC, cá thiết bị đo lường kiểm tra lấy mẫu, Theo schlussel (1985) lại định nghĩa Robot là một tay máy đa chức năng có thể lập trình và tái lập trình. Như vậy từ các định nghĩa trên thì Robot là một đối tượng máy móc có thể lập trình điều khiển được,có thể tái lập trình, có thể điều khiển tự động hoặc điều khiển bằng tay 1.1.2 Phân loại Robot 1.1.2.1 Theo môi trường - Robot di chuyển trên mặt đất: Robot có thể di chuyển bằng bánh xe, bánh xích, chân,… mà điển hình nhất là Robot di chuyển bằng bánh xe đang được nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trong các ngành thám hiểm và giải trí + Robot loại di động nhỏ tích hợp 2 camera cảm biến hồng ngoại ở trước, sau, hai bên, truyền dữ liệu qua sóng vô tuyến. Trang 2 2 GVHD: TS. Trần Hải Nam KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Hình 1.2 Robot F.A.A.K. di động nhỏ loại bánh xe + Robot 10009 sử dụng 4 bánh xe Mecanum như trên hình 1.3 loại bánh xe nay có thể di chuyển theo nhiều hướng khác nhau. Sử dụng 4 động cơ DC12V có encoder ở đuôi, sử dụng vi điểu khiển Atmega328. Tích hợp Bluetooth và đọc thẻ SD. Hình 1.3 Robot 10009 sử dụng bánh Mecanum + Robot di động 6 bánh xe kiểu mới ADP. Loại Robot này dùng để vận chuyển quân trang quân khí đến các vị trí chiến đấu, có thể đi lại trong những địa Trang 3 3 GVHD: TS. Trần Hải Nam KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA hình phức tạp, leo lên các độ dốc rất cao, có thể đến 60 0 và quay tròn tại chỗ theo mọi hướng. ADP có thể chuyển động với tốc độ tới 80 km/giờ. Những thiết bị cảm biến (sensor) bố trí trên xe có thể phát hiện các chướng ngại vật dù nhỏ. ADP nặng 9,6 tấn, dài 4,6 mét. Mỗi bánh xe của robot được trang bị các động cơ điện, do ăcquy ion Liti cung cấp. Hình 1.4 Robot di động kiểu xe tăng - Robot di chuyển dưới nước: + Robot AQUA2 có 6 tay chèo giúp di chuyển dẽ dàng trong môi trường nước phía trước có Camera và có thể di chuyển trên mặt đất. Hình 1.5 Robot AQUA2 Trang 4 4 GVHD: TS. Trần Hải Nam KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA + Robot di chuyển dưới nước (AUV): Một ví dụ điển hình là Robot di chuyển dưới nước sử dụng năng lượng mặt trời (SAUV) do giáo sư Arthur C. Sanderson nghiên cứu thiết kế. Một SAUV nặng 167kg, có thể di chuyển với vận tốc 3,2 km/giờ và được thiết kế có thể lặn xuống độ sâu 500m. Các thiết bị này có thể sẽ được lực lượng hải quân Mỹ ứng dụng vào việc giám sát vùng bờ biển. Hình 1.6 SAUV sử dụng năng lượng mặt trời để di chuyển trên mặt nước - Robot di chuyển trên không: Robot di chuyển trên không: như các máy bay không người lái (UAVs). NASA Helios là một dạng robot sử dụng năng lượng mặt trời để bay ở độ cao lớn và trong thời gian dài. Hình 1.7 Robot NASA Helios sử dụng năng lượng mặt trời Một số robot bay Khác Trang 5 5 GVHD: TS. Trần Hải Nam KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Hình 1.8 Máy bay giám sát không người lái Hình 1.9 Micro Robot dạng bay 1.1.2.2. Robot còn có thể phân loại dựa trên cách nó di chuyển: Trang 6 6 GVHD: TS. Trần Hải Nam KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Bằng chân, bánh xe, bằng bánh xích… Một ví dụ về Mobile Robot di chuyển bằng chân là người máy ASIMO của HonDa có thể đi lại, nhảy múa, leo cầu thang và biểu lộ các cảm xúc như khóc, tức giận, vui mừng… Hình 1.10 Robot ASIMO của HONDA - Robot bánh xe: Bánh xe duy chuyển linh hoạt theo nhiều hướng khác nhau nhờ vào cấu tạo bánh Omni gồm nhiều bánh nhỏ đặt song song với nghiên 1 gốc 45º so với mặt ngoài bánh như robot của công ty Robot KUKA trên có tay gấp. Hình 1.11 Robot KUKA - Robot duy chuyển bằng chân Trang 7 7 GVHD: TS. Trần Hải Nam KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Hình 1.12 Robot kiểu 4 chân dùng vận chuyển đồ trong quan đội Mỹ 1.1.2.3. Phân loại theo ứng dụng - Robot thám hiểm: Nasa thường phóng những robot thám hiểm đến những nơi mà con người không thể tới được. khi phóng một robot thay cho con người thì rẽ hơn rất nhiều con người đồi hỏi một hệ thống khổng lồ để duy trì các chức năng: không khí để thở,thực phẩm, nhiệt lượng để sống sót trong suốt cuộc hành trình và trở về trái đất an toàn. Tàu thăm dò Wiking được gửi tới sao Hỏa để tìm kiếm sự sống. Nasa có chương trình điều khiển tiến bộ nhất thế giới hoạt động dưới sự lảnh đạo của văn phòng phát triển không gian và kỹ thuật (OSAT). Trang 8 8 GVHD: TS. Trần Hải Nam KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Hình 1.13 Robot thăm dò Sojourner - Robot công nhiệp + Tay máy dùng trong dây truyền sản xuất xe ôtô Hình 1.14 Robot hàn khung xe + Cánh tay Robot công nghiệp Trang 9 9 GVHD: TS. Trần Hải Nam KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Hình 1.15 Robot KUKA tải trọng đến 1000kg Hình 1.16 Robot KUKA KR5 HW tải trọng 5kg KR16 ARC HW tải trọng 15kg - Trong thiết kế và tạo mẫu: Trang 10 10 [...]... hại: Robot có thể thay thế con người trong một số công việc nguy hiểm Ví dụ như robot gỡ bom những robot này nhỏ và vỏ ngoài bọc thép Trang 11 GVHD: TS Trần Hải Nam 12 KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Hình 1.18 Robot gỡ bom - Robot trong sinh hoạt và giải trí: Như cuộc thi Robot đá bóng, robot có thể hát nhảy múa Hình 1.19 Robot đá bóng tại cuộc thi Robocup 2011 Trang 12 GVHD: TS Trần Hải Nam 13 KHOA: ĐIỆN... TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Nó là những robot được sử dụng rộng rãi hơn Nó không chỉ làm các công việc lập đi lập lại mà có thể kết hợp với những máy tính hổ trợ CADCAM để tự động trong quá trình sản xuất, cụ thể là các máy CNC giúp chết tạo các chi tiết máy phức tạp được thết kế trên CAD Hình 1.17 Máy CNC dùng trong công nghiệp - Robot thực hiện các nhiệm vụ nguy hiểm, độc hại: Robot có thể thay thế con người... OSCCON 1.2.2.3 Reset Trang 17 GVHD: TS Trần Hải Nam 18 KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Sơ đồ khối của mạch reset trên chip Hình 1.23 Sơ đồ khối của mạch reset trên chip Mạch reset bên ngoài và các khuyến cáo của nhà sản xuất Trang 18 GVHD: TS Trần Hải Nam 19 KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Hình 1.24 Mạch reset bên ngoài 1.2.2.4 Port vào ra: - Thanh ghi TRIS (thanh ghi điều khiển hướng vào ra) - Thanh ghi PORT . mặt ngoài bánh như robot của công ty Robot KUKA trên có tay gấp. Hình 1.11 Robot KUKA - Robot duy chuyển bằng chân Trang 7 7 GVHD: TS. Trần Hải Nam KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Hình 1.12 Robot kiểu. KHOA: ĐIỆN TƯ – TỰ ĐỘNG HÓA Hình 1.18 Robot gỡ bom - Robot trong sinh hoạt và giải trí: Như cuộc thi Robot đá bóng, robot có thể hát nhảy múa. Hình 1.19 Robot đá bóng tại cuộc thi Robocup 2011 . dài 4,6 mét. Mỗi bánh xe của robot được trang bị các động cơ điện, do ăcquy ion Liti cung cấp. Hình 1.4 Robot di động kiểu xe tăng - Robot di chuyển dưới nước: + Robot AQUA2 có 6 tay chèo giúp