NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ iROBOT

Ngành Cơ điện tử là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Nhiệm vụ của Cơ điện tử là chế tạo ra các sản phẩm cho mọi lĩnh vực của ngành kinh tế bằng phương thức Tự động hóa, việc phát triển ngành Cơ điện tử đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng, nhà nước ta vì sản phẩm Cơ điện tử hầu như thay toàn bộ công sức,thâm chí cả tính mạng của con người. Điển hình như sản phẩm Mobile Robot của ngành Cơ điện tử. Ứng dụng Mobile Robot trong thực tế rất phong phú và đa dạng ví dụ như Robot vận chuyển vật liệu, hàng hóa trong các tòa nhà, nhà máy, cửa hàng, sân bay và thư viện, robot phục vụ quét dọn đường phố, khoang chân không, robot canh gác, do thám, robot khám phá không gian, di chuyển trên hành tinh, robot hàn, sơn trong nhà máy, robot xe lăn phục vụ người khuyết tật, robot phục vụ sinh hoạt gia đình. Và một trong những vấn đề quan trọng là sử dụng robot trong môi trường nguy hiểm như một phần tòa nhà bị sậphoặc nhà máy điện hạt nhân, vùng hỏa hoạn là chủ đề nghiên cứu chính được quan tâm. Tuy nhiên, việc thiết kế robot phù hợp với các nhiệm vụ và môi trường vẫn còn thách thức khá lớn đối với các kỹ sư, chủ yếu do điều kiện nghiên cứu và chế tạo yêu cầu kỹ thuật cao ở nước ta còn có khó khăn. Nhưng, với lòng say mê khoa học và muốn cống hiến kiến thức của mình, các kỹ sư Cơ điên tử đã chế tạo thành công một số Robot có ứng dụng thực tiễn cao.Với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Anh Tú, cùng mong muốn ứng dụng các kiến thức đã học được trên giảng đường, nhóm chúng em đã chọn đề tài : Nghiên cứu và chế tạo Robot leo cầu thang để thu thập thông tin trong công tác cứu hộ và trong lĩnh vực quân sự,do thám. Một đề tài có ứng dụng thực tế cao.

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ************** ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ iROBOT Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tú Sinh viên thực Nguyễn Ngọc Chiến : Trần Văn Hiếu Đào Duy Hoằng Lớp : ĐH Cơ điện tử 2-K7 LỜI NÓI ĐẦU Ngành Cơ điện tử ngành then chốt, đóng vai trò quan trọng nghiệp công nghiệp hóa đại hóa đất nước Nhiệm vụ Cơ điện tử chế tạo sản phẩm cho lĩnh vực ngành kinh tế phương thức Tự động hóa, việc phát triển ngành Cơ điện tử mối quan tâm đặc biệt Đảng, nhà nước ta sản phẩm Cơ điện tử thay toàn công sức,thâm chí tính mạng người Điển sản phẩm Mobile Robot ngành Cơ điện tử Ứng dụng Mobile Robot thực tế phong phú đa dạng ví dụ Robot vận chuyển vật liệu, hàng hóa tòa nhà, nhà máy, cửa hàng, sân bay thư viện, robot phục vụ quét dọn đường phố, khoang chân không, robot canh gác, thám, robot khám phá không gian, di chuyển hành tinh, robot hàn, sơn nhà máy, robot xe lăn phục vụ người khuyết tật, robot phục vụ sinh hoạt gia đình Và vấn đề quan trọng sử dụng robot môi trường nguy hiểm phần tòa nhà bị sậphoặc nhà máy điện hạt nhân, vùng hỏa hoạn chủ đề nghiên cứu quan tâm Tuy nhiên, việc thiết kế robot phù hợp với nhiệm vụ môi trường thách thức lớn kỹ sư, chủ yếu điều kiện nghiên cứu chế tạo yêu cầu kỹ thuật cao nước ta có khó khăn Nhưng, với lòng say mê khoa học muốn cống hiến kiến thức mình, kỹ sư Cơ điên tử chế tạo thành công số Robot có ứng dụng thực tiễn cao Với hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Anh Tú, mong muốn ứng dụng kiến thức học giảng đường, nhóm chúng em chọn đề tài : Nghiên cứu chế tạo Robot leo cầu thang để thu thập thông tin công tác cứu hộ lĩnh vực quân sự,do thám Một đề tài có ứng dụng thực tế cao Do chưa nhiều kinh nghiệm chế tạo thực tế, có sai sót, mong Thầy đóng ghóp để chúng em hoàn thiện hoàn thành tốt đồ án môn học CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung Một bước di chuyển ngắn robot đồng nghĩa với bước phát triển lớn tri thức nhân loại Sáng tạo robot niềm vinh hạnh người Chủng loại robot phong phú, chúng thực nhiều chức năng: từ thăm dò chinh phục vũ trụ, hỗ trợ thầy thuốc chẩn đoán bệnh, giúp đỡ người khuyết tật, vận chuyển đồ vật tham vui chơi với trẻ em Các nhà nghiên cứu châu Âu Mỹ phóng nhiều robot lên Hoả, nhằm khám phá, thăm dò chinh phục Hành tinh Theo kế hoạch định, tàu vũ trụ Mars Express châu Âu, sau vượt qua chặng đường 485 triệu km thực động tác cho Robot Beagle-2 tiếp "đất" Hoả vào đêm Noel năm 2003 Về phần , NASA cho robot động (Rovers) hạ cánh xuống bề mặt Hành tinh Đỏ vào tháng Giêng năm 2004 Mục tiêu robot không nhỏ: tìm kiếm dấu vết nước dấu vết sống, tồn hành tinh láng giềng Trái đất Nếu vượt qua thách thức này, robot thật thực thám hiểm vũ trụ kỳ diệu Lĩnh vực thứ hai mà robot phát huy tác dụng tích cực hỗ trợ thầy thuốc khám, chẩn đoán phát bệnh Robot hỗ trợ người khuyết tật thực thao tác hàng ngày, mà họ không làm được.Nhóm robot khác có hệ thống máy móc tạo khả tự hành cao hơn, giống "người" hơn: ví dụ ô-tô tự điều khiển (không cần hỗ trợ người); robot thích ứng thăm dò biển hệ thứ ba - loại robot gần giống người Nhóm robot hoạt động địa điểm nguy hiểm mà người không thâm nhập được, nhà máy điện hạt nhân hay núi lửa Hiện nay, việc nghiên cứu kỹ thuật robot giai đoạn đầu, có ứng dụng ban đầu thành công Có thể khẳng định, lĩnh vực công nghệ có triển vọng Trong nhóm robot hỗ trợ, người ta tạo số robot có khả di chuyển tối ưu, gần giống di chuyển (cử động) người Phòng Thí nghiệm tin học, Kỹ thuật robot Vi điện tử Montpellier (LIRMM) Pháp chế tạo thành công cung cấp cho nhà phẫu thuật dụng cụ robot hỗ trợ, cải thiện thao tác phẫu thuật Ví dụ điển hình dụng cụ robot tách bóc da phẫu thuật ghép da bị bỏng Trên thực tế, thao tác đ hỏi phải thực xác, phẫu thuật viên thực hoàn hảo, dụng cụ robot LIRMM cung cấp thực tốt Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp đánh giá: "Dụng cụ robot có khả xác định vị trí làm việc xác định chuẩn khoảng cách tay mắt phẫu thuật viên Dụng cụ robot giúp phẫu thuật viên không bị run tay tăng tốc thao tác, vi phẫu thuật" Đối với phẫu thuật tim, dụng cụ robot hỗ trợ nhiều: mở lồng ngực xác (đúng vị trí) cho bệnh nhân, tự động thực số nhiệm vụ lặp lặp lại (như thao tác khâu vết mổ chẳng hạn) Tại LIRMM, chuyên gia nghiên cứu điều khiển robot thực thao tác khâu tim thao tác thiếu đóng lồng ngực, mà không làm tim ngừng đập Đây thao tác phức tạp đ hỏi độ xác cao LIRMM đă thành công việc chế tạo dụng cụ này, nói, kết mỹ mãn Trước đó, LIRMM phối hợp với Phòng Thí nghiệm Kỹ thuật Robot Paris (LRP) Phòng Thí nghiệm Kỹ thuật ảnh, mô hình hoá khả nhận biết (TIMC), Uỷ ban Năng lượng Nguyên tử Quốc gia (CEA) Pháp v.v khuôn khổ dự án Robea Gabie Mục tiêu nhiệm vụ yếu Dự án thiết kế "Hệ thống dẫn ảnh toàn ký", phục vụ phẫu thuật tim Trong lĩnh vực hoàn toàn khác, chuyên gia LIRMM thiết kế hệ robot biết sửa chỉnh đồ mỹ nghệ Nhờ có hệ robot này, nghệ nhân có khả nhân đôi giá trị tác phẩm điêu khắc Trong thực tế, có robot dạng sử dụng công nghiệp sản xuất vật phẩm đồng Song, thiết kế sản xuất loại thiết bị không tính đến đường gân sản phẩm, độ sù vật liệu đường nét riêng người sáng tạo sản phẩm mẫu Tại đó, nghệ nhân khắc trạm theo cảm giác ảo riêng bàn tay Các thao tác hiệu chỉnh robot với mức kích cỡ thực sở mẫu điêu khắc người sáng tạo Viện Bảo tàng Louvre Paris quan tâm đến loại robot Như vậy, lĩnh vực tinh tế y học mỹ thuật kỹ thuật robot xen vào được.Trong tương lai, có loại robot khác, có khả thực số hoạt động thay hoàn toàn cho người phải đảm nhiệm Để thiết kế loại robot này, nhà nghiên cứu phải có nguồn cảm hứng tuyệt vời: sống Một số động vật có khả giao cảm thích ứng với thay đổi môi trường Do đó, người ta nảy sinh ý tưởng thiết kế robot mô theo số loài vật Trung tâm Nghiên cứu nhận biết động vật (CRCA) Toulouse nghiên cứu "trí tuệ" loài kiến thông qua Kiến Robot Kiến Robot đưa vào tổ kiến kết giao với loài côn trùng khác Kiến Robot hội nhập xã hội côn trùng có khả gây ảnh hưởng đến định cộng đồng côn trùng.Trong khuôn khổ Dự án châu Âu Leurre, mà CRCA tham gia, nhà nghiên cứu Pháp thực nghiên cứu mô Rán Robot Nhánh kỹ thuật robot tạo hệ robot chắn, linh hoạt, hiệu suất cao giá rẻ Trong tương lai gần, robot động vật tạo khả lĩnh vực thám hiểm vùng lãnh thổ chưa biết đến 1.2 Mục đích nghiên cứu đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Kiểm nghiệm khả vận dụng kiến thức học vào đề tài thực tế +Bài toán di chuyển robot +Lập trình cho robot +Thiết kế mạch điện tử +Thiết kế khí, tính toán cấu robot 1.3.Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu mô hình sản phẩm có sẵn áp dụng vào thực tế, kết cấu, chức máy Từ áp dụng để thiết kế giới hạn đề tài Áp dụng phương pháp thiết kế điện tử vào thiết kế robot, cụ thể là: +Thiết kế đồng thời +Mô hình hóa phần khí, mô phần điện, giả định phương án điều khiển, tối ưu hóa trước hoàn thiện thiết kế trước chế tạo 1.4 Phân tích nhiệm vụ đồ án - Nhiệm vụ robot: Di chuyển vào khu vực yêu cầu, tìm kiếm thu thập thông tin - Về kỹ thuật:  Robot điều khiển từ xa, thu – phát tín hiệu, hình ảnh cho người điều khiển  Di chuyển nhiều loại địa hình (bằng phẳng, lồi lõm, lên xuống cầu thang…)  Thu thập thông tin, thông số: video, hình ảnh… - Phạm vi hoạt động robot: nhà trời (địa hình khô) - Ứng dụng thực tế robot: Đây robot có khả di chuyển nhiều loại địa hình, điều khiển từ xa nhờ tín hiệu hình ảnh, lắp đặt camera quay phim, chụp ảnh với kích thước nhỏ gọn iRobot tham gia vào việc giám sát thăm dò phục vụ cho nghiên cứu khoa học, quân sự… - Nhiệm vụ:  Thiết kế khí đảm bảo cho Robot có khả di chuyển linh hoạt địa hình phức tạp, lồi lõm cầu thang Xuất phát từ thực tế, ta nhận thấy địa hình cầu thang thách thức lớn địa hình di chuyển Robot Do thiết kế Robot, trọng phần di chuyển Qua tài liệu tham khảo tính toán, định Robot di chuyển hệ thống bánh – đai Ưu điểm kết cấu khả truyền momen tốt, sử dụng đai làm hệ thống di chuyển nên có ma sát cao, độ bám đường tốt Còn cấu truyền chuyển động chủ yếu dung truyền xích bánh  Thiết kế mạch điện lập trình: nhiệm vụ thiết kế, lập trình mạch điều khiển không dây cho robot, phận camera thu phát tín hiệu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ iROBOT 2.1 Giới thiệu chung iROBOT iRobot loại robot địa hình, thường sử dụng rộng rãi quân Với ưu điểm vượt trội robot khung khí vững chắc, kết cấu bền vững, bánh đai di chuyển linh hoạt, robot di chuyển địa hình: phẳng, gồ ghề, cầu thang Vì vậy, robot thay người vào địa hình phức tạp, nguy hiểm môi trường khắc nghiệt Nó vượt địa hình,phục vụ cho nghiên cứu khoa học phục vụ cho quân việc quan sát, rà bom mìn, vận chuyển … Robot thiết kế để phục vụ cho lĩnh vực quân nên yêu cầu có độ vững chắc, bền vững xác Do robot di chuyển nhiều địa hình gồ ghề phức tạp, nên robot phải làm từ vật liệu có độ bền chịu va đập tốt Phương pháp điều khiển robot nhóm chọn chủ yếu điểu khiển tay nên độ xác không yêu cầu cao iRobot sử dụng động điều khiển Trong đó, động dùng để điều khiển trước, động lại điều khiển bánh đai cho robot di chuyển Vì toán tính toán động quan trọng thiết kế irobot Bên cạnh đó, robot di chuyển hoàn toàn cấu đai nên việc di chuyển linh hoạt, không gây nhiều tiếng động… 2.2 Phân tích lựa chọn phương án di chuyển 2.2.1.Robot di chuyển bánh: +Ưu điểm: - Chuyển động nhanh địa hình phẳng, êm - Có thể leo cầu thang, di chuyển địa hình tương đối nhấp nhô + Nhược điểm: - Khó khăn di chuyển địa hình phức tạp - Hiệu leo cầu thang không cao, robot lớn 2.2.2 Robot shrimp + Ưu điểm: Chuyển động linh hoạt êm + Nhược điểm: 10 Xét trường họp robot lên dốc: Chọn v= 0,2 m/s ( vận tốc dự kiến robot) Để robot lên cầu thang lực kéo robot thỏa mãn điều kiện sau: Fk (Fms + Ftr) = k.m.g cosα + m.g.sinα 41 = 1,2.14.9,8.cos 26,330 + 14.9,8.sin 26,330 = 208,4 (N) Trong đó: k = 1,2 – hệ số ma sát m = 14kg – khối lượng dự kiến robot động phải tải g = 9,8m/s α = 26,330– góc nghiêng cầu thang Công suất làm việc: Plv= Plv= =0,042 (kW) = 42(W) Công suất trục động xác định theo công thức: Pct = – công suất cần thiết trục động - ŋ hiệu suất hệ dẫn động: ŋ=ŋol.ŋd.ŋx Dựa vào bảng [I] Ta chọn: • Hiệu suất truyền xich : ŋx =0,93 • Hiệu suất truyền đai: ŋd = 0,96 • Hiệu suất ổ lăn: ŋol = 0,99 42 => ŋ = ŋol.ŋd.ŋx = 0,99.0,962.0,92 = 0,74 Công suất cần thiết trục động cơ: Pct = = = 0,057(Kw) Số vòng quay trục công tác: nlv = = =37,08 (vòng/phút) với: D: đường kính tang quay mm Chọn tỉ số truyền sơ bộ: usb = ux.ud Theo bảng [I] chọn sơ bộ: • Tỉ số truyền truyền đai:ud =1 • Tỉ số truyền truyền xích :ux =1 usb =ux.ud =1.1 = Số vòng quay sơ trục động cơ: nsb = nlv.usb =37,08.1 = 37,08 (v/p) =>chọn số vòng quay trục động = 35(v/p) 4.2 Chọn động Số vòng quay đồng động tăng khuôn khổ, khối lượng giá thành động giảm (vì số đôi cực p giảm), hiệu suất hệ số 43 công suất () tăng.Vì người ta mong muốn dùng động có số vòng quay cao Tuy nhiên dùng động có số vòng quay cao lại yêu cầu giảm tốc nhiều hơn, tức phải sử dụng hệ thống dẫn động với tỉ số truyền lớn hơn, kết kích thước giá thành truyền tăng lên Vì thiết kế cần phối hợp hai yếu tố vừa nêu, đồng thời cần vào sơ đồ hệ thống dẫn động cần thiết để chọn số vòng quay thích hợp cho động Ta chọn động DC chiều 24v 4.3 Tính toán thông số cho robot 4.3.1.Thông số trục: Công suất trục 2:P2 = Plv2 = 0,042(kW) Công suất trục 1:P1 = = Công suất trục động cơ: Pdc = = 0,047 kW = =0,06(kW) - Số vòng quay trục động : n= 35(v/p) - Số vòng quay trục : 44 n1= = =35(v/p) - Số vòng quay trục 2: n2= = = 35(v/p) - Mômen xoắn trục động cơ: Tdc = 9,55.106 = 9,55.106 =16371,4(N.mm) - Mômen xoắn trục 1: Tdc1 = 9,55.106 = 9,55.106 = 12824,3(N.mm) - Mômen xoắn trục 2: Tdc2 = 9,55.106 = 9,55.106 =11460(N.mm) - Lập bảng thông số: Thông số Động Trục Trục u 1 P(kw) 0,06 0,047 0,042 n(v/p) 35 35 35 T (N.mm) 16371,4 12824,3 11460 4.3.2 Bộ truyền xích Chọn loại xích 45 Xích có tải trọng nhỏ, làm việc với vận tốc v = 0,2 m/s Do điều kiện làm việc nên chọn xích lăn Chọn tỷ số truyền: u= Bước xích p = 6,52 Công suất truyền: n= 35(vg/ph) Momen xoắn T= =8185,7 (N.mm) Số đĩa xích ít, đĩa bị động quay không đều, động va đập lớn xích mòn nhanh Vì thiết kế cần đảm bảo cho số nhỏ đĩa xích lớn zmin (zmin=15-17 vận tốc thấp xích lăn) Số đĩa xích Z1 = 16(răng) Số đĩa xích lớn là: Z2 = u Z1 = 16 = 16 Theo công thức 5.3[I] có công suất tính toán: Pt = P1 k kz kn Trong đó: Pt công suất tính toán P1 công suất cần truyền, P1 = 0,047(kW) kzlà hệ số knhệ số vòng quay 46 (là hệ số răng) n01=50v/p kn = = = 1,42 (hệ số vòng quay) Theo công thức 5.4 bảng 5.6 hệ số sử dụng k là: Trong đó: k0: hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí truyền k0 = 1(đường tâm đĩa xích làm với phương ngang góc >400) ka: hệ số kể đến khoảng cách trục chiều dài xích 47 ka =1,25 (a ≤ 25p) kđ: hệ số tải trọng động kể đến tính chất cảa tải trọng kbt= 1,3 (môi trường có bụi, bôi trơn - Bảng II[1]) Vậy = 0,047 1,5 1,42 1,62 = 0, 162kW Xác định thông số truyền Khoảng cách trục nhỏ bị giới hạn khe hở nhỏ cho phép đĩa xích: amin = 0,5( da1 + da2 ) + ( 30… 50) amin= 0,5( 35 + 35) + ( 30… 50) =( 65 - 85 )mm Khoảng cách trục không lớn a ≤ amax = 80p = 80.6,52 = 521,6 Chọn sơ a = 25p = 25.6.52 = 163 mm Chon khoảng cách trục a = 90 mm Theo CT 5.12 [TL 1] Sốmắt xích: Chọn số mắt xích chẵn x = 44 Tính lại khoảng cách trục theo công thức 48 { a = 0, 25 p xc − 0,5( Z + Z1 ) + [ xc − 0,5( Z + Z1 ) ] { = 0, 25.6,52 44 − 0,5(16 + 16) + − 2.[ ( Z − Z1 ) / π ] [ 44 − 0,5(16 + 16) ] 2 − [ (16 − 16) / π ] } } = 91, 28mm Để xích không chịu lực căng, giảm a môt lượng bằng: mm Chọn ∆ a = mm Do đó: a = 91– = 90 mm - Tính thông số xích: Theo công thức 5.17[I] bảng 13.4[I] Đường kính vòng chia đĩa xích: d1 = p 6,52 = = 33, 44( mm) π  π  sin  ÷ sin  ÷  16   Z1  d = d1 = 33, 44(mm) d f = d1 − 2r == 35 − 2.r (mm) d f = d f = 33, 44( mm) r = 0,5025.d1 = 0,5025.2 = 1,0050(mm) d1 = Xác định lực tác dụng lên trục Theo công thức 5.20[ I]: Fr =kx.Ft Ft = = =300(N) Với kx = 1,15 bộtruyền nghiêng góc > 400 49 Fr = 1,05 300 = 315(N) 4.3.3 Bộ truyền đai 1: Tính trường hợp động Tỷ số truyền: u=1 p=9,525(p bước đai) P1 = = 0,0235(kW) n= 35(v/p) -Mô đun chiều rộng đai Chọn m = 4.theo bảng [I] Chiều rộng đai: Chọn bề rộng đai : b1= 30 mm Xác định thông số truyền Số z1 chọn theo nhằm đảm bảo tuổi thọ cho đai 50 Sử dụng đai cỡ L có pt = 9,525 mm Số đai : Zđ = 128 Số bánh chủ động : Z1=34 Trong u = = Tỷ số truyền : u = Số bánh bi động :Z2=u.Z1=1.34= 34( răng) Khoảng cách trục a chọn theo điều kiện: amin a amax amin = 0,5(z1+z2)+ 2m; amax = 2m(z1+z2) amin = 0,5(34+34)+ 2.4 =42mm amax = 2.4(34+34) = 544mm => 42 544 Số đai: Zđ = + + Đường kính vòng chia : d1 = m.Z1 = 3,065.34=104,21 mm Đường kính bánh đai : da1 = d - 2δ = 104,21 – 2.0,6 = 103,01 mm da2 = da1 = 103,01 mm Khoảng trục a : Từ CT 4.30 51 a = ( = 447,675 mm~ 447,7 mm 4.3.5 Bộ truyền đai 2: Tính trường hợp động p=9,525 – bước đai P= = 0,021W n1= 35v/p mô đun chiều rộng đai m= 35 = 35 = 2,95 Chọn m = : theo bảng => Chiều rộng đai: Trong đó: = … – hệ số chiều rộng đai Chọn giá trị nhỏ lấy môđun tiêu chuẩn lớn m tính toán, lấy giá trị lớn trường hợp ngược lại Số z1 chọn theo [I] Sử dụng đai cỡ L có pt= 9,525 mm Chọn bề rộng đai: b2= 20 mm Số đai: Zđ = 72 52 Số bánh chủ động: Z1=34 Số bánh bi động: Z1=14 Trong u = = Tỷ số truyền : u1 = 0,5 Khoảng cách trục a chọn theo điều kiện: a= 225mm Số đai zđ = Đường kính vòng chia : d1 = m.Z1 = 3,065.34= 104,21 mm Đường kính vòng chia : d 2= m.Z2 = 3,065.14= 42,91mm Đường kính bánh đai da1 = d1 - 2δ = 104,21 – 2.0,6 = 103,01 mm Đường kính bánh đai nhỏ: da2 = d2 - 2δ = 42,91 – 2.0,6 = 41,271 mm Kiểm nghiệm đai lực vòng riêng Ft –lực vòng (N), xác định theo công thức Ft = = = 105 (N) 53 Lực tác dụng lên trục Lực tác dụng lên trục xác định theo công thức Fr = kt.Ft = 1,15.105 = 120,75 (N) 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập 1,2 – Trịnh Chất, Lê Văn TS PHẠM ĐĂNG PHƯỚC, Robot Công nghiệp NXB Bộ Công Uyển Thương– Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Bộ môn TĐ-ĐL, khoa Điện, trường ĐHCN Hà Nội, Truyền động điện, ĐHCN Hà Nội 55 [...]... xung điện Tỷ lệ phần trăm vận tốc với thời gian của thiết bị được điều khiển bằng cơ chế bật tắt một mức độ cơ số vòng quay xác định của động cơ + Ưu điểm: - Có khả năng điều chỉnh, thay đổi tốc độ làm việc trong điều kiện quá tải, mạch điều khiển đơn giản - Tốc độ nhanh, động cơ xoay vòng liên tục - Được sử dụng cho các thiết kế cần phải có một thiết bị quay với tốc độ RPM, ví dụ như trục bánh xe... tài Irobot có thể điều khiển bởi 3 loại động cơ sau: động cơ servo, động cơ DC-giảm tốc, động cơ bước 2.4.1 Động cơ servo: 2.4.1.1 Khái niệm: Hệ truyền động dộng cơ servo là hệ truyền động thuộc phạm trù các điều khiển quay hay thẳng điều khiển được tốc độ, và có mạch vòng phản hồi là hệ thống kín 2.4.1.2 Đặc điểm + Khả năng quá tải về mô men quay cao + Công suất động cơ tối đa lớn + Được thiết kế cho... cơ cấu bánh đai làm cho robot nhỏ gọn hơn và giảm phần phức tạp, nâng hạ phần than robot dễ dàng, do đó nếu dặt camera lên sẽ thuận lợi cho việc quan sát địa hình  Ví dụ về robot packbot 510 - Việc thiết kế linh hoạt còn cho phép nó di chuyển trên nhiều địa hình khác nhau, như leo cầu thang, lăn trên địa hình lồi lõm hay gồ ghề Nhờ vào các “chân chèo” có thể liên tục quay 360 độ mà PackBot có thể dễ... khuyết tật vạn động khi di chuyển lên cầu thang, hoạt động của robot được điều khiển bằng thiết bị smartphone với hệ điều hành androi thông qua Bluetooth do đó robot hoạt động chắc chắn, vững vàng có thể rẽ trái, rẽ phải, tạo thăng bằng tốt và an toàn cho người sử dụng ngay cả khi đi trên đường bằng hoặc cầu thang Kết luận: Robot di chuyển bằng đai có thể khắc phục được tất cả các nhược điểm trên một... luận: Robot di chuyển bằng đai có thể khắc phục được tất cả các nhược điểm trên một các dễ dàng Vậy nên ta chọn phương án di chuyển cho robot là di chuyển bằng đai 2.3 Giới thiệu về kết cấu cơ khí  Cụm bánh đai là một cụm kết cấu nhận lực cuối cùng từ động cơ thông qua các cơ cấu truyền động để giúp robot có thể di chuyển được Khi robot di chuyển qua các địa hình phức tạp thì trạng thái của cụm bánh... cao 2.2.3.Robot di chuyển bằng xích Rôbốt di chuyển dùng bánh xích : Bánh xích hoặc bánh răng được sử dụng trong các thiết bị như máy kéo hoặc xe tăng do khả năng thích ứng với địa hình và yêu cầu về lực kéo Nguyên nhân do cơ cấu bánh xích giảm tính trượt và phân bố đều trọng lượng của thiết bị thích hợp với các bề mặt như cát,đất yếu hay các bề mặt mấp mô.Một điều khác là khi sử dụng chúng cho robot... mô men quay cao + Công suất động cơ tối đa lớn + Được thiết kế cho các hệ thống vòng kín + Tín hiệu ra của động cơ được nối với một mạch điều khiển 2.4.1.3 Nguyên lý hoạt động - Động cơ servo được thiết kế cho các hệ thống hồi tiếp vòng kín Tín hiệu ra của động cơ được nối với một mạch điều khiển Khi động cơ quay, vị trí và vận tốc sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này - Khi tốc độ động cơ bị lệch... đều có khả năng hoạt động linh hoạt trên nhiều bề mặt khác nhau - Tăng không gian sử dụng của robot không cần kết hợp với các bánh xe có ổ đĩa lớn + Nhược điểm: - Gây tổn hại bề mặt di chuyển - Ổ đĩa xích hạn chế đáng kể số lượng động cơ có thể sử dụng - Tính phức tạp cơ khí tăng (số liên kết ,khớp nối, cơ cấu lực tăng) 2.2.4 Robot di chuyển bằng đai 2.2.4.1 Di chuyển bằng 2 cơ cấu bánh đai 11 2 cơ... điện thông thường Nhưng thực chất là một loại động cơ không đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của roto có khả năng cố định roto vào các vị trí cần thiết Về cấu tạo, động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai loại động cơ : Động cơ một chiều không tiếp xúc và động cơ giảm tốc công suất... lệnh đưa ra dưới dạng số Động cơ bước được ứng dụng nhiều trong ngành tự động hóa, chúng được ứng dụng trong các thiết bị cần điều khiến chính xác + Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các hệ quang học, bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển các cơ cấu lái phương và chiều quay trong máy bay… 21 CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH HÓA