nghiên cứu thiết kế chế tạo hexapod robot

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HEXAPOD ROBOT S K C 0 9 MÃ SỐ: SV2010 – 72 S KC 0 7 Tp Hồ Chí Minh, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM  ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HEXAPOD ROBOT MÃ SỐ: SV 2010-72 THUỘC NHĨM NGÀNH : KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI CHỦ TRÌ : TRẦN MINH HÙNG NGƯỜI THAM GIA : TRẦN MINH HÙNG LÊ HỒNG DUY NGUYỄN MẠNH HIỂN ĐƠN VỊ : TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ─ 8/2010 TĨM TẮT ĐỀ TÀI Robot có chân (Walking Robot) ngày ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp, cơng tác kiểm tra, kiểm định, cơng nghiệp vũ trụ lẫn ứng dụng phục vụ đời sống người.Trong việc nghiên cứu Walking Robot có lợi đáng kể so với robot có bánh chỗ chúng điều hướng qua nhiều địa hình khó khăn khác điều chỉnh ổn định để thích nghi với địa hình khác Hexapod Robot loại Walking Robot, có đặc điểm Walking Robot Đề tài hướng tới việc thiết kế Hexapod robot di chuyển linh hoạt địa hình phức tạp.Với kết cấu chân robot bậc tự giúp robot chuyển động uyển chuyển, đầu robot có gắn camera để xử lý lưu lại hình ảnh nơi robot qua đồng thời điều khiển để robot chọn hướng thích hợp ii MỤC LỤC Trang bìa i Tóm tắt đề tài ii Mục lục iii Danh mục hình vẽ iv Danh mục bảng biểu v PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ I II III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC NHỮNG VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI PHẦN 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I II III IV MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NỘI DUNG Tổng quan 2 Thiết kế khí Thiết kế phần điện 13 Phân tích động học 15 Giải thuật điều khiển chuyển động 18 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 27 Tính khoa học 27 Khả ứng dụng vào thực tế 28 Hiệu kinh tế – xã hội 29 PHẦN 3: KẾT LUẬN 30 KẾT LUẬN 30 ĐỀ NGHỊ 30 I II TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Độ dự trữ ổn định Hình Robot Zephrus I nhìn từ phía xuống Hình Robot Genghis Hình Robot chân điều khiển lực cảm biến thành phần lực Hình Khớp ngồi Hình Khớp Hình Thân 10 Hình Hình ảnh Robot vẽ mơ Autocad 10 Hình RC servo ES08A 11 Hình 10 Phân tích động học Robot 15 Hình 11 Phân tích động học chân robot 15 Hình 12 Chuyển động tam giác thay đổi chân tạo nên cách di chuyển thẳng 19 Hình 13 Thân đẩy lên phía trước Robot chuyển động đường thẳng 21 Hình 14 Cách xếp chân cho động số 22 Hình 15 Chuyển động xoay Robot 23 Hình 16 Sơ đồ bố trí động 25 Hình 17 Trạng thái nâng thân Robot 25 Hình 18 Hexapod Robot sau hồn thành nguồn Pin 28 Hình 19 Hexapod Robot sau hồn thành mạch điều khiển 28 iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Bảng DENAVIT-HARTENBERG 16 v PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ I ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu đề tài thiết kế chế tạo robot chân với chân bậc tự để robot di chuyển linh hoạt địa hình khác II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC Ở nước ta nghiên cứu robot ngày tạo tiếng vang lớn giới Trong vài năm đầu việc chế tạo robot dừng lại mức độ đồ chơi hạn chế khoa học cơng nghệ kinh tế Thực khả sáng tạo robot người Việt đâu dừng mức đó, tiềm mà thành cơng nghệ sản xuất thiết bị tự động, thực thao tác, quy trình lập trình Nhưng việc sản xuất theo cơng nghệ cao thực nước ngồi, chẳng hạn sở Electroselvo Đỗ Hải Dương, nằm Cơng viên Trillium Business, bang Ontario, Canada Năm 2007, TOPIO phiên xuất IREX 2007 (triển lãm robot Tokyo, Nhật Bản) Đây lần Việt Nam có robot dáng người tham dự triển lãm robot có quy mơ lớn giới gây ý cộng đồng giới Năm 2009, lần nữa, TOPIO, robot đánh bóng bàn mang hình dáng người giới Cơng ty cổ phần Robot TOSY Việt Nam nghiên cứu chế tạo tiếp tục gây ý tham dự triển lãm quốc tế robot Trên giới người ta khơng nghiên cứu Robot cho việc phục vụ mục đích nghiên cứu vũ trụ mà phục vụ cho u cầu thực tiễn q trình cơng nghiệp Ở Đại học Tokyo Nhật người ta sử dụng để dò tìm mối nứt đường hàn, bề mặt bồn chứa chất hóa học, khí hóa lỏng LPG dạng hình cầu Ngày tòa nhà cao tầng ngày nhiều, người làm cơng việc hàn, sơn, lau kiếng nguy hiểm Robot việc đơn giản, chúng lập trình từ trước sau chúng thực theo u cầu đề Ngồi người ta đòi hỏi Robot phải di chuyển độc lập khơng gian rộng rãi bồn hóa dầu, nhà máy lượng bờ tường nhà cao tầng III NHỮNG VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI Hexapod Robot Robot có chân di chuyển nhờ chân Một số lĩnh vực ứng dụng Robot có bánh, nhiên, có nhiều mơi trường vùng hoạt động mà có Robot có chân di chuyển như: mơi trường đất đá, đồi núi, vùng lầy lội mà khơng thích hợp cho Robot có bánh Vì vậy, việc thiết kế Hexapod robot cần phải đảm bảo độ cứng vững cao điều khiển xác.Do hạn chế kinh tế, nên robot đề tài gắn chân động RC servo với moment nhỏ (1.5/1.8 kg.cm) nên khó cứng vững.Ngồi để robot hoạt động liên tục cần có nguồn ni lâu dài đòi hỏi dòng lớn, hiên nguồn ni cho robot sử dụng Pin Sony Ni-MH dòng 4.6A, robot khơng hoạt động thời gian dài PHẦN : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Mục đích đề tài Hexapod robot là:     II III Thiết kế xây dựng Hexapod robot ngun mẫu Phân tích chuyển động robot Xác định thuật tốn chuyển động trước quay trái (phải) Kiểm tra thực robot ngun mẫu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Sử dụng phương pháp thực nghiệm NỘI DUNG TỔNG QUAN 1- Cách sử dụng Hexapod robot Cách lặp lặp lại vị trí đặt chân robot gọi cách tuần hồn Và cách khơng tuần hồn sử dụng để giải vấn đề cụ thể ví dụ chân bỏ qua góc kín Một cách biểu dạng chu kỳ Bắt đầu với n chân nền, khối lượng thân thay đổi đặt chân chạm đất, chân khơng chạm đất nâng lên di chuyển Các chân đặt chúng chân nâng, khối lượng thân chuyển tới chúng chu kỳ Ở trạng thái cân tĩnh định ln ln đảm bảo có chân tiếp xúc với giữ trọng tâm nằm tam giác tạo điểm tiếp xúc với chân Còn cách cân động học ln có chân tiếp xúc với vài thời điểm chu kỳ, có trạng thái tất chân rời khỏi mặt đất khoảng thời gian ngắn Một phần quan trọng nghiên cứu robot phân loại cách Chúng ta thường bắt đầu việc nghiên cứu cách robot từ việc nghiên cứu chuyển động đường thẳng Từ việc nghiên cứu cách robot ta phân tích ổn định, thay đổi vị trí đặt chân thay đổi vị trí đặt chân theo u cầu cho phép xác định đường cong quỹ đạo thân Để điểu khiển robot có chân điều quan trọng chân robot khơng chạm nhau, lựa chọn cách phải tránh chân vướng chuyển động bảo đảm u cầu tốc độ ổn định Trong phân loại cách điều chia chân trạng thái: trạng thái thứ chân cách trạng thái thứ hai chân tiếp xúc chân Cách viết hàm theo khoảng cách thời gian Cách thường viết dạng biểu đồ Phân tích cách phức tạp u cầu mơ tả cách thức tiến hành cách Một chu kỳ cách ta gọi bước (stride) Trong kỹ thuật bước chu kỳ di chuyển chân hồn thành lặp lặp lại Ví dụ cách tam giác, bước bắt đầu nhóm chân thứ rời khỏi kết thúc nhóm chân thứ hai rời mặt đất lần V=l.f (1.1) Với V: vận tốc trung bình robot L: chiều dài bước F: tần số bước Hệ số cơng suất () chân tỷ số thời gian chân tiếp xúc với Trong cách cân tỉnh định robot chân số chân nhỏ để tiếp xúc với để cân chia cho tổng số chân robot, ta có cách tam giac thay đổi ()= 0.5 Trong robot chuyển động, chân đẩy thân phần khác bước lấy lại thăng q trình nghĩ khơng bước đẩy thân lần bước sau Một phần q trình bước đẩy thân tiến tới gọi bước đẩy tới Trong bước đẩy tới chân đẩy thân tiến lên trạng thái tiếp xúc với T = tpro + trec = .T + (1 - ).T Với (1.2) T: chu kỳ bước tpro : thời gian giai đoạn đẩy tới trec : thời gian cùa giai đoạn lấy lại thăng Vậy ta có: v s t pro  s 1    t rec      (1.3) Với s chiều dài giai đoạn bước Chúng ta xét tới tốc độ trung bình tất robot có giới hạn tốc độ thời gian để di chuyển chân chuyển động khơng khí tới vị trí bắt đầu ( giai đoạn lấy lại thăng bằng) Như tốc độ lớn robot xác định thời gian hồi phục nhỏ Theo phần thiết kế khí, tốc độ robot tăng cách tăng số chân ( v = 0,333.s/trec cho Robot có chân, 1,0.s/ trec cho Robot có chân 1,67.s/ trec cho Robot có chân) Ta thấy tăng số lượng chân robot lên ta cải thiện tốc độ độ ổn định, ta tăng số lượng chân lên chi phí cho việc thiết kế khí hệ thống điều khiển tăng lên khó điều khiển Có cách mà robot chân thực cách tam giác thay đổi, cách gợn sóng, cách cuối cách sóng Mỗi cách thích hợp với địa hình khác nhau, với loại địa hình có cách di chuyển định mà thơi Cách tam giác thay đổi: Được sử dụng cho Robot di chuyển mặt phẳng với tốc độ di chuyển nhanh Cách chân Robot chia làm pha, Robot ln ln cân lúc Robot có chân liên hệ với Cách tạo pha, nâng lên chân sau chúng hạ xuống để nâng chân khác Khi chân nâng lên đẩy sau thân di chuyển phía trước chu kỳ sau tiếp tục Đây cách đơn giản ổn định Robot có chân Quy luật cách tam giác thay đổi ta chia chân Robot làm nhóm khác thực di chuyển giống chu kỳ Tuy nhiên cách khơng phải cách tối ưu dành cho Robot tĩnh định chân Thơng thường độ dự trữ ổn định tiêu chuẩn để xét độ ổn định Robot tỉnh định Độ dự trữ ổn định chiều dài từ trọng tâm đến điểm giao PM Điểm giao PM giao điểm đa giác tạo chân chạm đất đường thẳng nối từ trọng tâm có chiều theo hướng u cầu di chuyển Giá trị độ dự trữ ổn định mà sử dụng nhỏ chu kỳ chuyển động Bởi ln thay đổi q trình chuyển động Vì gọi giá trị nhỏ độ dự trữ ổn định nhỏ để tránh lẫn lộn Cách tam giác thay đổi khơng đảm bảo độ dự trử ổn định lớn A Px ; cos 1 B  Pz  L1;  A.cos   L cos  cos   L 4sin  cos  sin   L3cos   L cos   B.sin   L 4sin  cos   L4 sin 3 sin  cos   L3sin   A.cos   B.sin   L cos 3  L3  L cos  A sin   L sin  cos  cos 3  L 4sin  sin   L3sin  cos   L2 sin  B.cos   L 4sin  cos  cos 3  L4 sin  cos   L3sin  cos   A sin   B.cos    L sin 3  L2 sin  A sin   L sin 3  L 2sin  B Thay (2) vào (1) ta tính sin θ2 Asin2  L4sin3  L2sin2 Asin2  L4sin 3  L2sin2 A  B sin2  L4cos3  L3  L2  cos   (2.10) B B A sin2  AL4sin 3  AL2sin 2  B sin 2  BL4cos3  BL3  AL2sin2  L2L4sin3  L2 2sin2 sin 2  A2  AL2  B2  AL2  L2 2  BL4cos3  BL3  L2L4sin3  AL4sin3  sin2  BL4cos3  BL3  L2L4sin3  AL4sin3 A2  AL2  B2  AL2  L2  cos2  1 sin2 2  sin      arctg    cos   (2.11) GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG Muốn Robot xử lý tất tình huống, đòi hỏi phải có kiến thức lập trình kiến thức trí tuệ nhân tạo để tạo lập cho Robot phản ứng lại với tác động mơi trường Như biết kinh nghiệm người hình thành thơng qua kinh nghiệm nhiều năm lưu lại nhớ người tạo nên hành động theo kỹ kỹ xảo Còn trí thơng minh nhân tạo thường sử dụng tạo nên suy nghĩ Robot Có mức độ điều khiển Robot Điều khiển mức độ thấp bao gồm tất cách làm cho chân di chuyển Điều khiển mức độ cao, điều khiển thích hợp với liệu mơi trường xung quanh, cách điều khiển Robot phải đáp ứng u cầu theo liệu đưa vào từ tín hiệu cảm ứng để đưa cách thức di chuyển thích hợp Với cách điều khiển điều khiển xác định cách thích hợp tìm kiếm cách thức chuyển động chân cho thích hợp 18 Chân không chạm đất Chân chạm đất Hình 12 Chuyển động tam giác thay đổi chân tạo nên cách di chuyển thẳng 19 1- Giải thuật chuyển động thẳng: DI CHUYỂN THẲNG TRẠNG THÁI BAN ĐẦU NÂNG THÂN ROBOT NÂNG NHĨM CHÂN THỨ NHẤT XOAY NHĨM CHÂN THỨ HAI VỀ SAU VÀ NHĨM CHÂN THỨ NHẤT VỀ TRƯỚC HẠ NHĨM CHÂN THỨ NHẤT NÂNG NHĨM CHÂN THỨ HAI XOAY NHĨM CHÂN THỨ NHẤT VỀ SAU VÀ XOAY NHĨM CHÂN THỨ HAI VỀ TRƯỚC HẠ NHĨM CHÂN THỨ HAI Vì xét Robot có chân hoạt động mặt phẳng có độ nghiêng khơng lớn theo phương án chuyển động cách tam giác với quỹ đạo chuyển động đường thẳng nên quỹ đạo hệ trục quỹ đạo trọng tâm Robot Để cho trọng tâm di chuyển đoạn y theo trục y quỹ đạo chuyển động hệ trục bi chân y 20 Chúng ta xét Robot chuyển động thẳng giả sử góc ban đầu chân góc vẫy 10 góc nâng chân 20 để chân chuyển động tạo quỹ đạo chuyển động thân nằm đường thẳng : cos1 cos 20  cos10 cos (2.12) Để độ dịch chuyển theo phương ngang khơng : c c c  10 20 c Để Robot di chuyển đoạn S với n chu kỳ bước : (2.13) S  2.L2.n.c 2.s1  2.n.L2.c10.c20.tg1  (2.14)  S Như :   arctg    2.n.c 10 c 20  (2.15)  1 k2   Với k  c10 c 20 (2.16)   arctg  k  c    Số bước di chuyển Robot phải thỏa mãn điều kiện sau góc min < 1 < max : S S n (2.17) 2.n.L2c10.c 20.tg max 2.n.L2c10.c 20.tg Vì 1và 2 hàm nghịch biến theo thời gian Theo sơ đồ chuyển động để Robot di chuyển lên góc 1 giảm 2 tăng để Robot di lùi góc 2 giảm 1 tăng  V Hình 13 Thân đẩy lên phía trước Robot chuyển động đường thẳng Khi chân Robot chạm bắt đầu đẩy thân tiến lên phía trước cá góc quay vẫy nâng chân phải quay với lượng góc để tạo chuyển động thẳng Với cách chuyển động thân Robot nhấp nhơ thay đổi Khi động xoay với vận tốc 1 vận tốc động nâng phụ thuộc vào vận tốc góc động nâng sau :  tg 1.1.k (2.18)   c 2  k 21 Để điều khiển Robot có thời chân tiếp xúc với mặt đất chuyển động phía trước mà cần điều khiển động vẫy hệ số ta phải bố trí chân Robot sau để tạo chuyển động phía hình vẽ dưới: X B X Y A Y B A A Y Y X X X Y X Y A B Y X B A Y Y CG X X X B X Y Y B A Y A Y X X Hình 14 Cách xếp chân cho động số Khi thiết kế để đẩy chân lên đưa thân tiến lên phía trước chân vẫy phía trước phía sau Điều làm cho thân tiến đoạn ngang so với tâm đường chuyển động thẳng Ta có góc vẫy 1 bán kính góc vẫy L2.cos2 ta có chiều dài chuyển động chu kỳ là: L= L2.cos2 (2.19) Và độ lệch ngang là: L=L2.(1-cos1) Dựa vào giá trị độ lệch ngang ta nhận thấy sau chu kỳ độ lệch ngang theo giải thuật đưa Để mà xác định vị trí tâm robot, tất vị trí điều kiện ban đầu robot phải biết Như từ vị trí cuối mà robot muốn hướng đến biết biết số bước mà robot phải chuyển động Nếu tất bước giống ta cần tính tốn bước đầu nhân với số bước vị trí cuối robot Với phương thức chuyển động robot chuyển động đường thẳng Còn trường hợp robot chuyển động với bước khác ta có robot chuyển động nghiêng góc tùy thuộc vào chênh lệch bước với Lúc tính tốn động học ta tính tốn với bước suy vị trí tâm robot lúc Ban đầu phải xác định thơng số ban đầu Robot Trước thân Robot di chuyển phải phân tích động học để tìm vị trí chân bàn chân Lúc chân nâng lên, xoay bước xuống Do để xác định tốn phân tích động học nghịch để tìm vị trí thân sau thân di chuyển Vì mối liên hệ tâm Robot vị trí chân cố định tâm Robot chuyển động thơng qua thơng số liên hệ chân tâm ta xác định vị trí tâm Robot Sau vị trí chân tìm thêm vào thơng số toạ độ điểm tham chiếu 22 Để robot xoay phải xoay trái đòi hỏi phải điều khiển tốt chân với góc quay phù hợp Trong di chuyển thẳng, sử dụng cách tam giác thay đổi Để chuyển động xoay, sử dụng chân trụ tạo thành hình tam giác giống chuyển động thẳng Lưu ý góc quay khơng Hình 15 Chuyển động xoay robot 23 2- Giải thuật chuyển động xoay CHUYỂN ĐỘNG XOAY TRẠNG THÁI ĐỨNG IM NÂNG NHĨM CHÂN THỨ NHẤT XOAY NHĨM CHÂN THỨ NHẤT:HAI CHÂN CÙNG PHÍA XOAY VỀ SAU;CHÂN KHÁC PHÍA XOAY VỀ TRƯỚC HẠ NHĨM CHÂN THỨ NHẤT NÂNG NHĨM CHÂN THỨ HAI XOAY NHĨM CHÂN THỨ NHẤT :HAI CHÂN CÙNG PHÍA XOAY VỀ TRƯỚC;CHÂN KHÁC PHÍA XOAY VỀ SAU HẠ NHĨM CHÂN THỨ HAI 24 3- Điều khiển động cơ: Hình 16 Sơ đồ bố trí động : ĐỘNG CƠ A1,B1,C1,D1,E1,F1 : DÙNG ĐỂ XOAY A2,B2,C2,D2,E2,F2 : DÙNG ĐỂ NÂNG A3,B3,C3,D3,E3,F3 : NÂNG THÂN ĐỨNG A1,D1,E1 : DÙNG ĐỂ XOAY NHĨM CHÂN THỨ NHẤT B1,C1,F1 : DÙNG ĐỂ XOAY NHĨM CHÂN THỨ HAI A2,D2,E2 : DÙNG ĐỂ NÂNG NHĨM CHÂN THỨ NHẤT B2,C2,F2 : DÙNG ĐỂ NÂNG NHĨM CHÂN THỨ HAI Hình 17 Trạng thái nâng thân robot 25 HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐỘNG CƠ CHUYỂN ĐỘNG THẲNG TRẠNG THÁI BAN ĐẦU XOAY A3,C3,E3 chiều kim đồng hồ XOAY B3,D3,F3 ngược chiều kim đồng hồ XOAY A2,C2,E2 ngược chiều kim đồng hồ XOAY B2,D2,F2 chiều kim đồng hồ XOAY B2,F2 ngược chiều kim đồng hồ C2 chiều kim đồng hồ XOAY D1 ngược chiều kim đồng hồ A1,E1 chiều kim đồng hồ XOAY B1,F1 chiều kim đồng hồ C1 ngược chiều kim đồng hồ XOAY B2,F2 chiều kim đồng hồ C2 ngược chiều kim đồng hồ XOAY D2 ngược chiều kim đồng hồ A2,E2 chiều kim đồng hồ XOAY B1,F1 ngược chiều kim đồng hồ C1 chiều kim đồng hồ XOAY D1 chiều kim đồng hồ A1,E1 ngược chiều kim đồng hồ XOAY D2 chiều kim đồng hồ A2,E2 ngược chiều kim đồng hồ 26 HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐỘNG CƠ CHUYỂN ĐỘNG XOAY TRẠNG THÁI ĐỨNG IM XOAY B2,F2 ngược chiều kim đồng hồ C2 chiều kim đồng hồ XOAY B1,F1,C1 chiều kim đồng hồ XOAY B2,F2 chiều kim đồng hồ C2 ngược chiều kim đồng hồ XOAY D2 ngược chiều kim đồng hồ A2,E2 chiều kim đồng hồ XOAY B1,F1,C1 ngược chiều kim đồng hồ XOAY D2 chiều kim đồng hồ A2,E2 ngược chiều kim đồng hồ IV KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Tính khoa học Robot sau thiết kế có hình dạng đơn giản, nhỏ gọn.Mỗi chân robot gắn động RC servo điều khiển phương pháp điều rộng xung PWM dễ dàng 27 Hình 18 Hexapod Robot sau hồn thành nguồn Pin Khả triển khai ứng dụng vào thực tế Những nơi mà người làm việc người ta nghó đến Robot, có nơi giới thực việc gá đặt ta lại nghó tới Mobile Robot với nơi đòa hình phức tạp mà ta trước người ta sử dụng Robot có chân (Walking Robot).Từ thấy ngày nhiều công việc mà người thực Walking Robot thực Hình 19 Hexapod Robot sau hồn thành mạch điều khiển 28 Nhờ có thiết kế đơn giản với khớp chân phối hợp linh hoạt, robot di chuyển địa hình phẳng, gồ ghề, lầy lội…Robot chuyển động thẳng, chuyển động xoay tùy theo ta chọn chế độ Do hạn chế kinh tế nên chân robot chưa gắn thêm giác hút để robot thêm vững bám tốt Hiệu kinh tế – xã hội Hexapod robot sau thiết kế , thi cơng lập trình hồn thành thời gian tháng, đảm bảo u cầu : di chuyển thẳng xoay.Chi phí để thực cho đề tài tương đối thấp, vật tư cho robot dễ tìm tự chế được, khơng phải nhiều thời gian cơng sức khoa học cơng nghệ cao, nhiên ứng dụng lợi ích robot đem lại vơ to lớn 29 PHẦN 3: KẾT LUẬN I KẾT LUẬN Đề tài bắt đầu với việc thiết kế mơ hình Robot chân Mơ hình bao gồm phần thiết kế điện.Động học robot phân tích từ mơ hình Vì thời gian nghiên cứu cho đề tài hạn chế nên giải thuật điều khiển chân để điều khiển Robot thẳng mà chưa nghiên cứu khả điều khiển khác Những vướng mắt dòng khơng đủ ni 18 động RC servo robot thiết kế chưa gọn gàng nhiều dây điện Đây lĩnh vực tương đối mẽ Việt nam giới Tài liệu phương tiện nghiên cứu khơng đáp ứng đầy đủ cho đồ án Tuy nhiên có thời gian nghiên cứu thêm hướng đề tài phát triển theo hướng Robot di chuyển nhiều địa hình phức tạp tự định hướng đường di chuyển Hướng phát triển đề tài tương lai việc gắn kết thêm camera-xử lý ảnh vào robot, điều giúp cho robot tránh chướng ngại vật, phát vật thể… II ĐỀ NGHỊ Hy vọng tương lai có nhiều người tiếp tục nghiên cứu vấn đề Những vấn đề tương lai đặt cải tiến thiết kế cấu khí đặc biệt cấu chân Thiết kế số cảm biến nhận biết mơi trường xung quanh Hiện với chương trình nạp vào vi xử lý, Robot dừng lại mức điều khiển thấp theo chương trình chưa hồn tòan tự động 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trường Thịnh, Thiết kế Walking Robot, Luận án cao học, Năm 2000 [2] Saeed B Niku, Introduction to Robotics Analysis, Systens, Applications, Prentice Hall, Inc.,Upper Saddle River, New Jersey 07458 [3] Lynxmotion, Phoenix Assembly Instructions Rev 5, June 29, 2010 URL: http://www.lynxmotion.com/images/html/build131.htm [4] Barnett, Cox and O’Cull, Embedded C Programming And the Atmel AVR 2nd Editon, Thomson, Delmar Learning [5] Electronics-Lab, OOPic Servo Motor Controller, June 29, 2010 URL: http://www.electronics-lab.com/blog/?tag=servo&paged=2 [6] Society Of Robot, USB Servo Controller, June 28, 2010 URL: http://www.societyofrobots.com/member_tutorials/node/25 [7] Nguyễn Bính, Điện tử cơng suất tập-bài giải ứng dụng, NXB KHKT, 03 2008 31 [...]... tư cho robot dễ tìm và có thể tự chế được, khơng phải mất nhiều thời gian và cơng sức cũng như khoa học cơng nghệ cao, tuy nhiên những ứng dụng và lợi ích robot đem lại vơ cùng to lớn 29 PHẦN 3: KẾT LUẬN I KẾT LUẬN Đề tài này bắt đầu với việc thiết kế mơ hình Robot 6 chân Mơ hình bao gồm phần thiết kế cơ và điện.Động học robot được phân tích từ mơ hình Vì thời gian nghiên cứu cho đề tài còn hạn chế nên... Hình 2 Robot Zephrus I nhìn từ phía trên xuống Robot Genghis: Robot Genghis là một Robot tương đối đơn giản Nó được chế tạo bởi GS Rodney Brook, ơng ta muốn khẳng định rằng hệ thống điều khiển đơn giản có thể tạo ra nhiều nhiệm vụ phức tạp Mặc dù thiết kế đơn giản, khối lượng phần mềm được viết khơng nhiều, Robot Genghis có thể đi, xoay và trèo qua chồng sách Về kết cấu của Robot Genghis là một Robot. .. được thiết kế 2 bậc tự do Các chân Genghis được gắn các động cơ servo Các động cơ xoay có moment nhỏ hơn các động cơ tạo chuyển động nâng vì theo lý thuyết để tạo ra chuyển động trên mặt phẳng ngang thì các động cơ nâng chỉ tạo cơng mà cơng này có vecto vng góc với chiều trọng lực Điều giả thiết này đúng khi Robot di chuyển trên bề mặt ngang Khi Robot tiến trên mặt phẳng nghiêng, động cơ xoay tạo cơng... lượng pin hoặc từ năng lượng pin mặt trời Năng lượng này có thể tạo ra sự di chuyển của robot Thường robot sử dụng năng lượng mặt trời thường được thiết kế nhỏ nhưng nó vẫn có thể thực hiện các chuyển động như robot lớn Robot sử dụng pin mặt trời thường được kết cấu với vật liệu nhẹ, chắc và có thiết bị tiêu thụ điện thấp Giảm khối lượng của robot xuống thì ta có thể giảm được năng lượng điện tiêu thụ... chọn cơng suất động cơ và thiết kế các cơ cấu cơ khí sao cho tỷ số này là lớn nhất PWR  14 4 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC Tính tốn động học cho Robot có chân là bước quan trọng trong việc thiết kế Robot Ở đây chúng ta quan tâm đến bài tốn thuận và bài tốn nghịch vị trí, vận tốc và gia tốc Robot. Từ các giá trị tính tốn để điều khiển q trình chuyển động của Robot trên nền với giả thiết là Robot chuyển động trên... Walking robot Robot Zephyrus I: Đây là Robot sử dụng hồn tồn bằng năng lượng áp suất Zephyrus có thể làm việc với áp suất cao và tải lớn Robot 6 chân được thiết kế hòan tòan tự động theo chương trình đã được lập trình sẵn Mỗi chân được gắn 4 bắp cơ nhân tạo khí dài 6 mm tạo mỗi chân có 2 bậc tự do Bộ vi xử lý sẽ điều khiển các van điện từ đóng mở sao cho Robot hoạt động một cách uyển chuyển Các cơ nhân tạo. .. để chỉ có thể điều khiển Robot đi thẳng mà chưa nghiên cứu khả năng điều khiển khác Những vướng mắt hiện tại là dòng khơng đủ ni 18 động cơ RC servo và robot thiết kế chưa được gọn gàng còn nhiều dây điện Đây là lĩnh vực tương đối mới mẽ ở Việt nam và cũng như trên thế giới Tài liệu và phương tiện nghiên cứu khơng đáp ứng đầy đủ cho đồ án Tuy nhiên nếu có thời gian nghiên cứu thêm thì hướng đề tài... nghó tới Mobile Robot nhưng với những nơi đòa hình phức tạp mà ta không biết trước thì người ta sử dụng Robot có chân (Walking Robot) .Từ đây chúng ta mới thấy ngày càng nhiều công việc mà con người không thể thực hiện được nhưng Walking Robot thì thực hiện được Hình 19 Hexapod Robot sau khi hồn thành và mạch điều khiển 28 Nhờ có thiết kế đơn giản với các khớp chân phối hợp linh hoạt, robot có thể di... hợp linh hoạt, robot có thể di chuyển trên các địa hình phẳng, gồ ghề, lầy lội Robot có thể chuyển động thẳng, chuyển động xoay tùy theo ta chọn chế độ Do còn đang hạn chế về kinh tế nên chân robot chưa được gắn thêm các giác hút để robot thêm vững chắc và bám tốt hơn 3 Hiệu quả kinh tế – xã hội Hexapod robot sau khi thiết kế , thi cơng và lập trình về cơ bản đã hồn thành chỉ mất thời gian 3 tháng, và... mà cơng này có vectơ vng góc với chiều trọng lực Điều giả thiết này đúng khi Robot di chuyển trên bề mặt ngang Khi Robot tiến trên mặt phẳng nghiêng, động cơ xoay tạo cơng chống lại trọng lực.Để chọn động cơ điện chúng ta cần tính cơng suất cần thiết ta cần thiết phải tính cơng suất tải lớn nhất của động cơ với  là hiệu suất động cơ Trong Robot mỗi bậc tư do được điều khiển bởi một động cơ bước Như