Bài tập lớn cơ điện tử: Chế tạo và cải tiến mobile robot

1. Cơ hội kinh doanh Cơ hội kinh doanh là khả năng đáp ứng của doanh nghiệp trước một nhu cầu cụ thể của thị trường. Qua quá trình khảo sát thị trường tìm hiểu nhu cầu khách hàng và công tác nghiên cứu đánh giá số liệu của nhóm sinh viên. Nghiên cứu và chế tạo robot là một trong những vực khoa học công nghệ được đặc biệt quan tâm nghiên cứu trong nhiều thập kỉ qua. Nhu cầu của khách hàng với việc cải tiến và phát triển robot ngày càng tăng cao. Không chỉ trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp mà còn mở rộng sang các lĩnh vực quân sự, giải trí, dịch vụ… nhất là những nơi con người không thể trực tiếp làm việc ( như những môi trường độc hại, bụi bẩn , hoặc những nơi con người không thể đặt chân tới…) . Nắm bắt được nhu cầu ấy việc chế tạo và cải tiến mobile robot là rất cần thiết. với kích thước nhỏ gọn, có thể thay thế con người làm việc trong nhiều địa hình khác nhau. Giá thành phù hợp với mức thu nhập trung bình khá. Có thể được sử dụng rộng rãi trong các hộ gia đình, công ty hay trong quân sự…

BÀI TẬP LỚN CƠ ĐIỆN TỬ Phần I: Xây dựng ý tưởng, lập kế hoạch phát triển sản phẩm Cơ hội kinh doanh - Cơ hội kinh doanh khả đáp ứng doanh nghiệp trước nhu cầu cụ thể thị trường - Qua trình khảo sát thị trường tìm hiểu nhu cầu khách hàng công tác nghiên cứu đánh giá số liệu nhóm sinh viên - Nghiên cứu chế tạo robot vực khoa học công nghệ đặc biệt quan tâm nghiên cứu nhiều thập kỉ qua Nhu cầu khách hàng với việc cải tiến phát triển robot ngày tăng cao Không lĩnh vực sản xuất công nghiệp mà mở rộng sang lĩnh vực quân sự, giải trí, dịch vụ… nơi người trực tiếp làm việc ( môi trường độc hại, bụi bẩn , nơi người đặt chân tới…) - Nắm bắt nhu cầu việc chế tạo cải tiến mobile robot cần thiết với kích thước nhỏ gọn, thay người làm việc nhiều địa hình khác Giá thành phù hợp với mức thu nhập trung bình Có thể sử dụng rộng rãi hộ gia đình, công ty hay quân sự… Phát triển ý tưởng sản phẩm 2.1 Tạo ý tưởng 2.1.1 Khoanh vùng ý tưởng Hiện thị trường có nhiều loại robot với nhiều công dụng, chức mẫu mã khác Nhưng đề tài nhóm ý tới loại mobile robot với kích thước nhỏ gọn, dễ điều khiển thích ứng nhiều chức Sản phẩm làm hoàn toàn cải tiến Không làm nhiệm vụ quân mà sử dụng rộng rãi phổ biến hộ gia đình Với chi phí vừa phải giúp người làm việc môi trường nguy hiểm độc hại 2.1.2 Mẫu phát triển ý tưởng - Sau nhóm thảo luận nhanh phương pháp Brainstorming, nhóm phát triển ý tưởng tạo mẫu phát triển ý tưởng trình bày bên - Quá trình thảo luận Brainstorming nhóm thực thông qua việc thảo luận nhóm tạo ý tưởng trình bày đường link phía https://www.youtube.com/watch?v=JLZWalUeVRM Hình vẽ minh họa Tên sản Mô tả sơ sản phẩm phẩm - Có thể leo bám thành tường vừa lau tường tự ( thông tin bổ xung ý tưởng ) - Bổ xung thêm gắn camera để theo dõi giám sát từ cao động, hút bụi, quét mạng Robot leo tường nhện - Có khả phun sơn mang theo vật nặng lên cao - Vượt qua tất dạng địa - Ngoài hêm khả dò mìn hình ( phẳng, sỏi đá, cảnh báo đầm lầy…) dùng để hõ trợ Robot vượt quân tìm kiếm địa hình cứu hộ-cứu nạn, thăm dò Rhex Robot dọn rác khảo sát địa hình - Dọn rác cống rãnh để giảm thiểu tắc cống bảo vệ môi trường gắn thêm camera để thăm dò địa hình giám sát công trình - Camera quan sát gửi tín hiệu Robot xJus điều khiển - Có khả thay đổi xương - Gửi thông tin nhiệt độ, độ ẩm sống để có dáng mềm mại không khí uyển chuyển Có thể vượt địa hình dùng để thăm dò, khảo sát địa hình 2.2 Sàng lọc hoàn thiện thiết kế 2.2.1 Đánh giá sơ VRIN VRIN Ý tưởng Ý tưởng Ý tưởng Ý tưởng Valuable (Có giá trị)    Rare (Hiếm)     Inmitable (Không bắt chước )         Nonsubstituable (Không thể thay thế) 2.2.2 Sàng lọc ma trận lựa chọn Tiêu chí kèm trọng số(%) Ý tưởng Ý tưởng Ý tưởng Ý tưởng Công nghệ Phù hợp lực Sáng tạo Lợi nhuận Thời gian phù 10% 30% 25% 10% 50 60 40 40 60 60 40 50 50 40 40 70 80 90 70 40 hợp 25% 60 60 40 80 (12 tháng) Tổng 100% 50% 54% 48% 72% 2.2.3 Đánh giá ý tưởng chọn theo phương pháp Real Win Worth it a Tính thực tế sản phẩm (Real) Tên sản Tiêu Robot leo tường Robot vượt địa phẩm Robot dọn rác Robot xjus hình rhex chí Nhu cầu Chưa có nhu Sản phẩm Chưa có nhu Đã có nhu cầu thực cầu thực cho sử dụng cầu thực quân sản phẩm nhiều cho sản phẩm dùng để thăm quân sự, cứu dò, khảo sát hộ cứu nạn với địa hình nhu cầu lớn Khách hàng Pháp luật Công nghệ Chưa có khác Đã có khách Chưa có khách Đã có khách hàng mua hàng mua hàng mua hàng mua Sản phẩm phù Sản phẩm phù Sản phẩm phù Sản phẩm phù hợp với pháp hợ với pháp hợ với pháp hợ với pháp luật, đạo đức luật, đạo đức luật, đạo đức luật, đạo đức tiêu chuẩn tiêu chuẩn tiêu chuẩn tiêu chuẩn nay nay Công nghệ đáp ứng Chi phí sản Chi phí sản xuất xuất cao Công nghệ đáp Công nghệ đáp Công nghệ đáp ứng ứng ứng Chi phí sản Chi phí sản Chi phí sản xuất cao b Khả thắng lợi sản phẩm (Win) xuất trung bình xuất trung bình - Ý tưởng chọn robot xjus : +) Có lợi cạnh tranh lớn sản phẩm tron nước thay đổi cột sống thụ động +) Sản phẩm phù hợp với nhu cầu thị trường sản phẩm tiết kiệm lượng cách tối ưu +) Phát huy điểm mạnh nhóm đề tài c Tính khả thi sản phẩm (Worth it) - Sản phẩm có tính lợi nhuận cao có tiềm phát triển tương lai - Các rủi ro phát sinh chấp nhận - Ý tưởng có tiềm phát triển mở rộng tương lai Lập kế hoạch thiết kế phát triển sản phẩm 3.1 Hồ sơ kế hoạch sản phẩm Mô tả sản phẩm: - Sản phẩm thiết kế phục vụ cho quân đội việc tham, phuc vụ cho nhà thám hiểm vào nhũng địa hình phức tạp, nhiễm chất hóa học độc hại, phục vụ cho giáo dục việc giảng dạy Sản phẩm với khả tiết kiệm lượng, nhỏ nhẹ, khả bảo mật cao Mục tiêu kinh doanh bản: Cung cấp cho người dùng khả đặc biệt giúp thuận lợi cho việc thám hiểm địa hình nguy hiểm Là giải pháp cho tiết kiệm lượng an ninh Thị trường chính: - Trong quân đội Thị trường phụ: - Các trường học có nhu cầu cần mô hình cho việc giảng dạy - Các nhà thám hiểm Các giả thiết ràng buộc: - Giá hợp lí (ở mức không cao) Yêu cầu tính ổn định cao, hệ thống bảo mật tốt Dễ dàng tháo lắp, sửa chữa Các bên liên quan: - Các doanh trại quân đội Các trường địa bàn Hà Nội Các nhà thám hiểm Nhóm sinh viên nghiên cứu trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội 3.2 Bảng mô tả sơ sản phẩm Tênsảnphẩm Môtảsơbộ sảnphẩm Loại Dựkiếnthờigian (dựán) (dựán) hình làm Cải tiến 01/01/2016 Cải tiến 01/01/2016 Mobile robot dùng để leo tường Robot leo tường địa hình cao dùng để lau kính thám Một loại mobile robot di chuyển Robot dọn rác chủ yếu đường ống dùng để dọn rác cống rãnh Mobile robot di chuyển Robot Rhex nhiều địa hình khác dùng để dò đường trinh thám Cải tiến 01/01/2016 Mobile robot di chyển số địa hình khác loại biến hể Robot xJüs Rhex giúp giảm lượng trình chuyển động Cải tiến 01/01/2016 Bảng 3.2: Thông tin sản phẩm 3.3 Dự trù kinh phí sản phẩm Danh sác yêu Dự Dự Dự Dự Khả Có đáp đáp ứng ứng Một năm có Một năm có 98 Một năm có 25 14 78 Một năm Một năm có có 20 30 95 Một năm có 5 20 Một năm có cầu cho dự án án án án án 80 90 70 80 90 70 20 25 23 30 20 15 25 Số thiếtkếcơ khí Sốgiờ thiếtkếmạchđiề u khiển Sốgiờ thiếtkếmạchđiề u khiển Sốgiờ máyphay Sốgiờmáycắt 18 Sốgiờ máy 20 khoan Sốgiờmáytiện Tổng yêu cầu 10 340 10 340 3.4 Đánh giá ưu tiên dự án Tiêu chí Dự án Dự án Dự án Dự án Cạnh tranh     Thị trường     Công nghệ         Khả thực Bảng : Đánh giá sàng lọc dự án  Sau thời gian đánh giá sằng lọc dự án với thống thành viên nhóm Nhóm đưa định thưc dự án số : Thiết kế robot xJüs Phần II: Thiết kế sản phẩm 2.1 Khảo sát nhu cầu khách hàng Bảng 2.1: Phiếu khảo sát nhu cầu khách hàng Ghi vào dòng bên theo thứ tự Câu hỏi 1: Bạn có thấy cần thiết phải sử dụng robot thám hiểm để tham dò địa hình nguy hiểm không? Câu hỏi 2: Bạn sử dụng robot để làm công việc tham dò hay thám hiểm chưa? Nếu có, bạn cho biết bạn sử dụng loại tên không? Câu hỏi 3: Theo bạn, robot trinh thám cần có kĩ gì? Cần phải loại địa hình nào? Câu hỏi 4: Nếu bạn sử dụng loại robot trinh thám robot bạn sử dụng loại địa hình có dây hay không dây? Nếu không dây cho hỏi khoảng cách điều khiển bao xa? Câu hỏi 5: Robot bạn dùng có thực ổn định không? Nếu không, bạn cho biết phần thường không ổn định nhất? Câu hỏi 6: Theo bạn, bạn có đánh giá cao robot thám hiểm chịu va đập tốt hay không? Câu hỏi 7: Theo bạn, độ bảo mật robot tham dò, thám hiểm có quan trọng không? ( Bạn đánh giá theo thang điểm 10 ) Câu hỏi 8: Theo bạn, kích thước phù hợp để robot trinh thám thực tốt nhiệm vụ bao nhiêu? +) Chiều dài: cm +) Chiều rộng: cm +) Chiều cao: cm Câu hỏi 9: Thời gian sử dùng robot thám hiểm liên tục theo yêu cầu bạn giờ? Câu hỏi 10: Theo bạn, robot thám hiểm cần phải thu thập thông tin nào? Nếu có thể, mong bạn liệt kê xuống bên dưới: +) +) Câu hỏi 11: Theo bạn, tốc độ tối thiểu mà bạn yêu cầu để robot hoàn thành tốt nhiệm vụ bao nhiêu? ( Km/h) Câu hỏi 12: Bạn sẵn sàng bỏ tiền để có robot vượt địa hình, tính ổn định cao, bảo mật tốt? - Kết khảo sát thu Ghi vào dòng bên theo thứ tự Câu hỏi 1: 40/50 có lại không Câu hỏi 2: 48/50 chưa sử dụng ,2 người sử dụng robot dò đường Câu hỏi 3: 40/50 cần phải vượt địa hình gồ ghề ,còn lại vượt địa hình nước Câu hỏi 4: 48/50 không dây , lại có dây Khoảng đk tầm 1km Câu hỏi 5: 35/50 không ổn định ổn định Không ổn định điều khiển Câu hỏi 6: 50/50 có cần Câu hỏi 7: 45/50 có với thang điểm >7/10 lại trung bình với 5/10 điểm Câu hỏi 8: 40/50 cao 30mm Câu hỏi 9: 30/50 cho phải >10 giờ, lại cho 2000mAh 30 phút [...]... robot Xjus Hệ thống Hệ thống Địa hình điều khiển cơ khí bên ngoài Tín hiệu phản hồi - Các modul của hệ thống điều khiển: +) Bộ thu – phát RF +) Tay cầm điều khiển PS2 +) Vi điều khiển xử lý - Các modul của hệ thống cơ khí: +) Modul vỏ robot +) Modul động cơ robot +) Modul chân robot +) Modul thân robot +) Modul pin robot 3.4 Khảo sát hệ thống 3.4.1 Tìm kiếm giải pháp về năng lượng và vật liệu cho robot. .. bằng phẳng, cũng như cải thiện khả năng để vượt qua những trở ngại lớn Các thành phần cơ khí điện tử phần mềm thiết kế trong việc xây dựng một máy chi phí mô-đun và thấp, cũng như các phương pháp thử nghiệm và kết quả ban đầu - Dự án này kết hợp thêm cảm hứng sinh học vào các hình thái RHex bằng cách thêm một xương sống thụ động tuân thủ giúp robot có tiết kiệm năng lượng tối đa và linh hoạt trong quá... đặc biệt được kế hợp giữa robot Rhex và Edu robot là robot được nghiên cứu bởi nhóm sinh viên trường Đại học Princeton năm 2013 - xJu¨s robot là robot 6 chân đầu tiên với một điều chỉnh độ cứng cột sống thụ độngcompliant, được thiết kế để lưu trữ năng lượng cơ thể và giảm lãng phí bằng cách giảm thiểu các lực lượng nội bộ mâu thuẫn Kết quả cho thấy việc giảm yêu cầu mô men động cơ khi tuân thủ sống được... của Inst Canada cho Robotics và hệ thống thông minh (IRIS) 3.2.5 X-Rhex - XRhex là phiên bản nâng cấp của Rhex với các cải tiến đáng kể về mặt kết cấu khi có thêm hệ thống tải trọng trên chóp robot cùng khả năng di chuyển linh hoạt - XRhex được trang bị nhiều kĩ năng như leo cầu thang, bật nhảy, lộn, leo đốc và khả năng tạo được mô hình 3D của môi trường xung quanh - Trọng lượng của robot được giảm đáng... là một robot nhỏ gọn và nhanh nhẹn Robot này có thể đi bộ và chạy lên đến 2,7 m / s trên địa hình phẳng ,đi trên môi trường ngoài trời rất đa dạng, leo dốc trên 40 độ, và các tuyến đường sắt đi qua mặt gồ ghề và bụi gai Phát triển RHex cũng chứng minh rằng một robot đặc biệt nhanh nhẹn có thể là kết quả từ sự kết hợp của sự di chuyển các chân theo thứ tự 3.2.2 Shelley-Rhex - Trong năm 2001, Robot RHex... đã được chạy và trình diễn lần đầu tiên với khả năng lội nước.Nó đi trên một bãi biển đầy cát trắng vào một cái hồ, bơi bằng các chân đó từ trên bề mặt, và bước trở ra trên đất qua những tảng đá trơn.Để bảo vệ các thiết bị điện tử từ tác động bên ngoài, bụi bẩn và độ ẩm, một dự án đã được thực hiện để thay thế vỏ - Shelley-Rhex được phát triển dựa trên nền tảng robot Rhex Platform nhằm cải thiện khả... Động cơ hơi nước - Inox - Động cơ đốt trong - Nhựa - Năng lượng hạt nhân - Đồng - Phong năng - Vàng - Nhiệt năng - Gỗ 3.4.2 Phương pháp so sánh ưu – nhược điểm khảo sát hệ thống - So sánh ưu nhược điểm của Pin và động cơ đốt trong: Pin Động cơ đốt trong - Gọn, nhẹ, dễ dùng, an toàn, đầu tư - Khỏe rẻ - Dễ tiếp nhiên liệu - Giá thành tương đối cao - Nhiên liệu dễ tìm - Tích năng lượng ít - Khó thiết kế và. .. vượt địa hình và có thể bơi được trên mặt nước 3.2.3 Rugged-Rhex - Robot Rugged-RHex được thiết kế trên một nỗ lực để khám phá ứng dụng của robot phục vụ trong lĩnh vực thương mại, "backpackable" robot không người lái đó là sản phẩm của quân đội Hoa Kỳ Điều này tạo phản ứng từ các nhà tài trợ bày tỏ quan tâm của họ sau khi các quan sát về khả năng hoạt động của các phiên bản trước của robot Rhex - Rugged-Rhex... 2 km, thời gian hoạt động lên đến 6h và có khả năng chống nước / hoạt động trong mưa 3.2.4 AQUA - Dựa trên nền tảng Rugged-RHex, mục tiêu của dự án là AQUA để phát triển một nền tảng và hệ thống máy tính tầm nhìn có khả năng tạo ra các bản đồ ba chiều của các rạn san hô (www.aquarobot.net) Các nền tảng đã được yêu cầu phải có khả năng đi bộ trên cả đất và nước, và bơi lội ở độ sâu 10m Phát triển của... học nổi tiếng trên thế giới như Đại học McGill, Đại học Carnegie Mellon, và Đại học Pennsylvania , và một biến thể của Rhex được thương mại hóa bởi Boston Dynamics là một robot vượt địa hình ghồ ghề 3.2.1 RHex platform - RHex platform được phát triển từ 1999 2004 trong một sự hợp tác giữa các trường đại học liên McGill và một số trường đại học Mỹ, với sự tài trợ từ DARPA RHex đã liên tục được cải thiện ... trường đại học thập kỷ qua, có nhiều trường đại học tiếng giới Đại học McGill, Đại học Carnegie Mellon, Đại học Pennsylvania , biến thể Rhex thương mại hóa Boston Dynamics robot vượt địa hình ghồ