Tính toán, phân tích, mô phỏng động học và động lực học robot ShrimpII

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Họ tên tác giả luận văn NGUYỄN VĂN DƯƠNG TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH, MÔ PHỎNG ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT SHRIMPIII Chuyên ngành : Công Nghệ Chế Tạo Máy LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN TRỌNG DOANH Hà Nội – Năm 2011 GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn tự nghiên cứu, tìm hiểu Những tài liệu trích dẫn luận văn có ghi rõ nguồn gốc, tác giả Nguyễn Văn Dương Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Robot tự hành SmatROD Hình 1.3: Robot thám hiểm trung tâm vũ trụ NASA Hình 1.4: Robot tự hành bánh Lunokhod Hình 1.5: Robot Lauron II từ đại học Karlsruhe Hình 1.6: Caterpillar robot ROBHAZ_DT3 Hình 1.7: Robot tự hành ShrimpIII công ty Bluebotics Hình 1.8: Robot người P2 hãng Honda (Nhật Bản) Hình 1.9: Robot Dog Aibo hãng Sony (Nhật Bản) Hình 1.10: Phương pháp cân trọng tâm robot dịch đối trọng theo đường thẳng Hình 1.11: Phương pháp thay đổi trọng tâm hệ thống nhún song song Hình 1.12: Phương pháp điều khiển bánh Hình 1.13: Phương pháp điều khiển ba bánh dẫn động tác dụng lái Hình 1.14: Khung có bánh rẽ phía trước bánh sau chủ động kết nối qua khớp giúp robot trạng thái cân Hình 1.15: Khâu sở liên kết với khâu động giúp cấu trở nên linh hoạt di chuyển Hinh 1.16: Hai phần kết nối qua khớp trụ đứng giúp robot rẽ dễ dàng Hình 1.17: Kết cấu bánh với bánh dẫn động bánh lái Hình 1.18: Kết cấu robot tự hành bánh hàng song song linh hoạt Hình 1.19: Kết cấu bánh với bánh rẽ phía trước Hình 1.20: Kết cấu bánh với độ linh hoạt đặc biệt Hình 1.21: Kết cấu bánh đặc biệt ( bánh dẫn động bánh trước bánh sau bánh điều khiển rẽ quay vòng Hình 1.22: Kết cấu robot bánh linh hoạt Hình 1.23: Kết cấu bánh với đôi giá chuyển hướng Hình 1.24: Kết cấu bánh với phần liên kết khớp trụ Hình 1.25: Kết cấu bánh, hai phần liên kết khớp cầu Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Hình 2.1: Các hệ tọa độ robot Hình 2.2: Sự dịch chuyển B vị trí t t+1 Hình 2.3: Sự dịch chuyển giá chuyển hướng Hình 2.4: 3D-Odometry biến Hình 2.5: Quỹ đạo tâm trọng lực leo cầu thang 17cm Hình 3.1: Phân bố nội lực ngoại lực tác dụng lên trục đông dẫn động bánh Hình 3.2: Cơ cấu hình bình hành kết nối bánh bên thân robot ShrimpIII Hình 3.3: Đặc tính học ( khớp thấp) cấu Hình 3.4: Khả linh hoạt vượt địa hình cặp bánh bên thân robot ShrimpIII Hình 3.5: So sánh tâm quay cấu Hình 3.6: Kết cấu chân trước robot ShrimpIII Hình 3.7: Nguyên lý dịch chuyển chân trước robot ShirmpIII Hình 3.8: Thông số kỹ thuật chân trước robot ShrimpIII Hình 3.9: Chân trước với thông số kích thước chiều dài Hình 3.10: Biểu đồ mô quỹ đạo chuyển động tâm bánh trước Tb(x,y) thay đổi thông số chiều dài khâu e khâu d Hình 3.11: Kết cấu chân sau (chân cố định với thân robot) Hình 3.12: Sơ đồ tính độ nâng lên bánh trước leo qua vật cản Hình 3.13: Kết cấu hình bình hành trạng thái tĩnh phẳng Hình 3.14: Kết cấu chân (hbh) trạng thái vượt vật cản Hình 3.15: Robot ShrimpIII di chuyển phẳng Hình 3.16: Quy đổi lực tác dụng tính hệ động – bánh dẫn Hình 3.17: Đáp ứng tốc độ quay (n), dòng phần ứng (iu) có bước nhảy điện áp (uu) Hình 3.18: Bánh chân trước ShrimpIII tiếp xúc leo hết bậc cầu thang Hình 3.19: Bánh chân trước nằm vượt qua bậc thang thứ Hình 3.20: Bánh 21 22 vượt mặt đứng bậc thang Hình 3.21: Trạng thái bánh trước vượt hết bậc trongkhi bánh sau chưa vượt Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Hình 3.22: Trạng thái cặp bánh 31 32 vượt bậc thang Hình 3.23: Trạng thái bánh cuối (bánh 4) vượt thành đứng bậc thang Hình 3.24: Robot ShrimpIII vượt vật cản lệch (1 cặp bánh bên thân vượt vật cản) Hình 3.25: Trạng thái quay vòng chuyển hướng robot ShrimpIII Hình 3.26: Trạng thái robot ShrimpIII xuỗng bậc cao thang Hình 3.27: Robot ShrimpIII dừng hoạt động vật cản chạm động Hình 3.28: Mô hình động học robot ShrimpIII di chuyển từ điểm P tới điểm G Hình 3.29: Bản vẽ Thông số kích thước chân trước ShrimpIII Hình 3.30: Toàn phần chân trước ShrimpIII mô theo chế tạo Hình 3.31: Động lái bánh trước bánh sau Hình 3.32: Biện pháp kỹ thuật lắp ghép động với lái bánh dẫn Hình 3.33: Phương pháp kẹp chặt trục động lái Hình 3.34: Bản vẽ kích thước thiết kế chế tạo chân sau ShrimpIII Hình 3.35: Hình ảnh mô chân sau robot ShrimpIII Hình 3.36: Bản vẽ kích thước toàn kết cấu hình bình hành (chân bên) Hình 3.37: Kết cấu bánh với khâu liên kết kiểu hình bình hành Hình 3.38: Bản vẽ kích thước phần thân robot ShrimpIII Hình 3.39: Phần thân Robot ShrimpIII gắn ắc quy camera quan sát Hình 3.40: Toàn cảnh robot ShrimpIII Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Khi nhắc tới “Robot tự hành” ta biết lĩnh vực công nghệ cao có ứng dụng rộng lớn ngày đóng vai trò quan trọng phát triển xã hội người ngày muốn tránh tiếp xúc với môi trường, tác nhân gây hại cho thể làm việc phòng phản ứng hạt nhân, phòng phân tích hoá học độc hại, dò tìm bom mìn, chữa cháy tự động v.v… Robot tự hành không lĩnh vực mẻ nước có khoa học kỹ thuật phát triển Nhưng Việt Nam lĩnh vực kiến thức lẫn công nghệ Để giải toán đặt di chuyển tự hành robot vấn đề khó khăn đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức lý thuyết lẫn thực nghiệm Trên giới có nhiều mẫu robot tự hành thiết kế, chế tạo đưa vào thử nghiệm thực nhiệm vụ đặc biệt Mỗi loại robot tự hành lại có ưu điểm tính riêng robot tự hành có khả vượt vật cản có thành thẳng đứng số lượng không nhiều Và số mẫu robot tự hành Shrimp hãng Bluebotics Thụy Sỹ có tính đặc biệt ấn tượng Robot ShrimpIII có khả ứng dụng nhiều lĩnh vực như: Thăm dò mìn, khảo sát địa hình nguy hiểm Làm việc phòng thí nghiệm hoá học hay phản ứng hạt nhân Khi ShrimpIII đủ độ cững vững ổn định có thể mang tải để thực nhiệm vụ chữa cháy , Được đồng ý môn Công Nghệ Chế Tạo Máy Sự hướng dẫn đạo tận tình TS Nguyễn Trọng Doanh Tôi có nhiều thuận lợi thực đề tài “TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH, MÔ PHỎNG ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT SHRIMPIII” Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN 1  DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 2  LỜI NÓI ĐẦU 5  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ RÔBOT TỰ HÀNH 8  1.1  Một số mẫu robot tự hành tiếng giới 8  1.2  Một số kết cấu bánh dẫn động điều khiển đặc biệt robot tự hành 13  CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC RÔBOT SHRIMPIII 22  2.1  Giới thiệu phương pháp 3D-Odometry 22  2.2  Phương pháp 3D-Odometry 22  2.2.1 Sự dịch chuyển giá chuyển hướng 23  2.2.2 Sự dịch chuyển 3D 26  2.3  Kết luận 29  CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT TỰ HÀNH SHRIMPIII 30  3.1  Thiết lập phương trình truyền động động robot 30  3.2  Phân tích thành phần kết cấu robot tự hành ShrimpIII 32  3.2.1 Cơ cấu hình bình hành (chân giữa) 32  3.2.2 Chân linh hoạt (chân trước) Robot ShrimpIII 34  3.2.3 Chân sau (chân cố định) ngàm cứng với thân robot 39  3.3  Tính toán chiều cao vật cản tối đa robot ShrimpIII vượt qua 40  3.3.1 Chiều cao lớn vật cản mà chân trước robot ShrimpIII vượt qua40  3.3.2 Chiều cao lớn vật cản mà bánh chân bên vượt qua 43  3.4  Động học động lực học di chuyển tự hành robot ShrimpIII 45  3.4.1 Robot ShrimpIII di chuyển địa hình coi phẳng 46  3.4.2 Giai đoạn từ bánh chân trước ShrimpIII tiếp xúc đến leo hết bậc thang 49  3.4.3 Bánh chân trước lên bám bề mặt bậc bánh lại nằm bề mặt bậc 51  Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  3.4.4 Hai bánh thân (21 22) tiếp xúc leo lên bậc thứ cầu thang 52  3.4.5 Ba bánh trước bám mặt bậc thang bánh sau nằm bề mặt bậc thang thứ 52  3.4.6 Hai bánh thân (31 32) vượt bậc thang thứ 53  3.4.7 Bánh sau vượt bậc thang 54  3.4.8 Trường hợp vật cản nhỏ nằm lệch bánh thuộc cấu hình bình hành vượt vật cản 55  3.4.9 Robot ShrimpIII quay vòng chuyển hướng di chuyển phẳng 56  3.4.10  Tính toán trường hợp nguy hiểm robot xuống cầu thang 57  3.4.11  Các trường hợp robot bị dừng chuyển động vật cản nằm vị trí cản đặc biệt giải pháp khắc phục 58  3.4.12  Thiết lập phương trình động học robot ShrimpIII toạ độ phẳng 59  3.5  Kích thước thiết kế, mô hình mô giải pháp kỹ thuật chế tạo 60  3.5.1 Chân trước( chân linh hoạt ) 60  3.5.2 Chân sau ( chân cố định với thân) 63  3.5.3 Chân bên ( kết cấu khung linh hoạt hình bình hành) 64  3.5.4 Thân robot 66  KẾT LUẬN 69  TÀI LIỆU THAM KHẢO 70  Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ RÔBOT TỰ HÀNH 1.1 Một số mẫu robot tự hành tiếng giới Ngày nay, phát triển công nghiệp phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật người giảm thiểu tối đa phải tiếp xúc công việc nguy hiểm nặng nhọc Để đảm nhiệm thay người công việc đòi hỏi thiết bị phải có khả thay người phương diện trí tuệ lẫn độ linh hoạt Vì robot tự hành giải pháp tối ưu cho công việc Hình 1.1 Robot tự hành SmatROD Đặc tính mang trọng tải di chuyển tự động phẳng Về kết cấu mẫu robot tự hành tương tự hệ thống nâng chuyển điều khiển hoàn toàn tự động Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp Hình 1.2 Mantis Robot Đặc điểm Robot Mantis khả leo địa hình đặc biệt cầu thang Tuy nhiên kết cấu phần khí hệ thống nhiều yếu tố chưa hoàn hảo chuyển động Hình dạng bánh không cân xứng dẫn tới cân phân bố lực không chuyển động Hình 1.3 Robot thám hiểm trung tâm vũ trụ NASA Đặc điểm mẫu robốt tự hành tính ổn định bền vững trước yễu tố tác động môi trường Được trang bị hệ thống cảm biến đại hệ thống điều khiển tối ưu Năng lượng cấp cho toàn hệ thống chuyển đổi trực tiếp từ lượng tự nhiên (năng lượng từ mặt trời) thông qua hệ thống pin quang học Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp lượng robot bị nghiêng bên không gặp vật cản Khi bánh tiếp xúc vượt lên vật cản cấu hình bình hành đối diện phải dịch chuyển phải can khoảng dịch chuyển cặp bánh vượt vật cản Điều kiện cho thấy vật cản mà cặp bánh bên phải vượt qua có thành thẳng đứng để robot ShrimpIII giữ hướng đòi hỏi bánh lại coi đứng yên cặp bánh vựot vật cản phải hoạt động Điều khó ta khó nhận dạng hình dạng tính chất vật cản nằm lệch hướng Vb = x’ ≈ Do bánh không vượt vật cản xảy tượng trượt 3.4.9 Robot ShrimpIII quay vòng chuyển hướng di chuyển phẳng Robot ShrimpIII 90° 90° Hình 3.25 Trạng thái quay vòng chuyển hướng robot ShrimpIII Hình 3.25 thể nguyên lý quay vòng rẽ di chuyển robot ShrimpIII Để toàn thân quay vòng 1800, 3600 hay góc α đó, với điều kiện bánh không xảy tượng trượt bắt buộc bánh rẽ trước sau phải quay 900 có hướng dịch chuyển ngược chiều nhau, đồng thời Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 56 GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp với bánh lái bánh cấu thân bên tạo thành bánh chuyển động đồng tốc hướng ngược hướng với cặp bánh đối diện Phương trình toán học quay robot ShrimpIII ⎡ x'⎤ ⎡cosα ⎢ y'⎥ = ⎢ sin α ⎢ ⎥ ⎢ ⎢⎣ ⎥⎦ ⎢⎣ − sin α cosα 0⎤ ⎡ x ⎤ 0⎥⎥.⎢⎢ y ⎥⎥ 1⎥⎦ ⎢⎣ ⎥⎦ (3.33) Trong đó: (x,y,1) toạ độ điểm ban đầu robot ShrimpIII (x’,y’,1) toạ độ sau quay góc α ⎡cosα R(α)= ⎢⎢ sin α ⎢⎣ − sin α cosα 0⎤ 0⎥⎥ Ma trận quay 1⎥⎦ 3.4.10 Tính toán trường hợp nguy hiểm robot xuống cầu thang Mtai Vb Camera Fmsb Luc Lò xo Nbn Nbd Fmsb Fy Vb Fl P Tdc Fx x Vb Fmsb Nbn Nbd Tdc Fmsb Vb Hình 3.26 Trạng thái robot ShrimpIII xuỗng bậc cao thang Hoàn toàn trái ngược với trường hợp vượt lên bậc cầu thang trọng lượng thành phần cố hữu cản dịch chuyển robot ShrimpIII, lúc Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 57 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  xuống cầu thang trọng lượng robot lại yếu tố kéo robot ShrimpIII bị đẩy xuống bậc thang cách nhanh chóng, điều nguy hiểm bậc thang cao thành phần trọng lượng lại sinh mômen lật dễ làm robot lật đổ Hơn điều kiện để robot ShrimpIII tính toán chiều sâu (chiều cao) mặt đứng bậc thang xuống vô khó, cần chiều cao vượt chiều cao cho phép robot ShrimpIII bị kẹt Trong trường hợp tốc độ trục động phải điều khiển tuỳ vào trạng thái tiếp xúc để tạo lực ma sát lớn giúp robot trạng thái thăng lúc chuyển động 3.4.11 Các trường hợp robot bị dừng chuyển động vật cản nằm vị trí cản đặc biệt giải pháp khắc phục ( Vật cản nằm bề rộng bánh, chạm động dẫn động bánh làm robot quay trựơt chỗ Hình 3.27 Robot ShrimpIII dừng hoạt động vật cản chạm động Biện pháp khắc phục: Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 58 GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp - Lắp đặt cảm biến tiệm cận, phát vật cản từ xa lệnh điều khiển robot chuyển hướng - Thay đổi loại động cơ, chọn loại động có kết cấu nhỏ gọn, thu hẹp vào sát bánh - Tăng đường kính bánh vật cản có chiều cao bé bị lọt qua 3.4.12 Thiết lập phương trình động học robot ShrimpIII toạ độ phẳng Y yG G y1 ShrimpIII Mobile Robot β P yp x1 γ O xp xG X Hình 3.28 Mô hình động học robot ShrimpIII di chuyển từ điểm P tới điểm G Để robot ShrimpIII di chuyển tới điểm G hệ toạ độ phẳng, trình điều khiển cần thực qua hai giai đoạn Giai đoạn 1: Thực quay robot ShrimpIII từ hướng ban đầu sang hướng thẳng tới đích với góc quay ( β – γ) Sử dụng ma trận hệ toạ độ phẳng Với ma trận quay quanh trục thẳng đứng: Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 59 GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp ⎡cos(β − α ) − sin(β − α ) 0⎤ R = ⎢⎢ sin(β − α ) cos(β − α ) 0⎥⎥ ⎢⎣ 0 1⎥⎦ (3.34) Giai đoạn 2: Sau thực quay hướng thẳng đích, robot ShrimpIII dịch chuyển tịnh tiến tới điểm G với ma trận di chuyển nhất: ⎡1 X G − X p ⎤ T = ⎢⎢0 YG − Y p ⎥⎥ ⎥⎦ ⎢⎣0 (3.35) Như ta thiết lập phương trình động học robot ShrimpIII di chuyển từ điểm P Tới điểm G mặt phẳng theo hệ toạ độ : ⎡ X G ⎤ ⎡1 X G − X P ⎤ ⎡cos(β − α ) − sin(β − α ) 0⎤ ⎡ X P ⎤ ⎢ Y ⎥ = ⎢0 Y _ Y ⎥.⎢ sin(β − α ) cos(β − α ) 0⎥ ⎢ Y ⎥ G P ⎥⎢ ⎢ G⎥ ⎢ ⎥⎢ P ⎥ ⎢⎣ ⎥⎦ ⎢⎣0 ⎥⎦ ⎢⎣ 0 1⎥⎦ ⎢⎣ ⎥⎦ (3.36) 3.5 Kích thước thiết kế, mô hình mô giải pháp kỹ thuật chế tạo 3.5.1 Chân trước( chân linh hoạt ) 105.0 0 65.0 185 0 190 50.0 115.0 Hình 3.29 Bản vẽ Thông số kích thước chân trước ShrimpIII Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 60 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Khi chế tạo điều kiện vật liệu khan so với ý tưởng thiết kế ban đầu nên chân trước chế tạo nhôm vuông 25x25 có tăng cứng thép vuông mỏng 20x20 Tại khớp quay sử dụng bạc dẫn đảm bảo độ cững vững cao kết cấu Hình 3.30 Toàn phần chân trước ShrimpIII mô theo chế tạo - Động lái bánh trước sau: Để đảm bảo ổn định, tính tự hãm cao để giảm thiểu dao động trục robot ShrimpIII di chuyển quay theo ý tưởng thiết kế ban đầu động lái sử dụng động Servo kiểu dẹt Nhưng điều kiện động khan đắt tiền Giải pháp thay sử dụng động chiều nối với trục tải qua hộp giảm tốc bánh thép, độ ổn định đạt tương đối cao điều khiển Ngoài để đạt độ xác vị trí động chiều lắp thêm encoder để phản hồi tốc độ góc quay trục rẽ Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 61 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Hình 3.31 Động lái bánh trước bánh sau Hình 3.32 Biện pháp kỹ thuật lắp ghép động với lái bánh dẫn Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 62 GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp Hình 3.33 Phương pháp kẹp chặt trục động lái Chân sau ( chân cố định với thân) 75.0 105.0 3.5.2 40° 211.5 115.0 Hình 3.34 Bản vẽ kích thước thiết kế chế tạo chân sau ShrimpIII Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 63 GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp Khi thiết kế chế tạo chân sau linh kiện giống với chân trước khung chân sau sử dụng toàn loại nhôm ống 25x25x2 tăng cứng toàn khung đảm bảo độ bền độ cứng vững robot hoạt động Hình 3.35 Hình ảnh mô chân sau robot ShrimpIII 3.5.3 Chân bên ( kết cấu khung linh hoạt hình bình hành) 150.0 300.0 M4 80.0 v 20x20 150.0 V 25x25 30.0 Vip Ø10 Hình 3.36 Bản vẽ kích thước toàn kết cấu hình bình hành (chân bên) Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 64 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Đối với chân bên với kết cấu hình bình hành Khi chế tạo sử dụng vật liệu nhôm hợp kim 25x25 đứng có tăng cứng toàn đảm bảo dộ cững vũng cao, sử dụng thép vuông mỏng 20x20 làm ngang đồng thời kết hợp sử dụng compozit độ cứng vững cao làm cầu nối động dẫn động khâu đứng cấu Hình 3.37 Kết cấu bánh với khâu liên kết kiểu hình bình hành Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 65 GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp 3.5.4 Thân robot 80.0 65.0 105.0 115.0 350.0 50.0 25.0 35.0 25.0 250.0 300.0 Vit M4 Hình 3.38 Bản vẽ kích thước phần thân robot ShrimpIII Với phần thân robot, phần trực tiếp chịu tác dụng tải trọng phần tải robot mang theo, đồng thời nơi chứa đựng phần điều khiển, nguồn cấpnăng lượng gắn hệ thống quan sát (camera) Với điều kiện làm việc Phần thân cần độ cững vững cao, vật liệu có độ bền tránh tác dụng hoá học, có khả cách điện để đảm bảo an toàn cho hệ thống linh kiện mạch điều khiển robot hoạt động Do lựa chọn thiết kế Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 66 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  vật liệu phần thân vật liệu phi kim loại, cụ thể hỗn hợp compozit Đây loại vật liệu có sẵn, tương đối rẻ tiền, dễ gia công Điều quan trọng thoả mãn tất yêu cầu làm việc robot ShrimpIII Hình 3.39 Phần thân Robot ShrimpIII gắn acquy camera quan sát Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 67 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Hình 3.40 Toàn cảnh robot ShrimpIII Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 68 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu, học hỏi, với hướng dẫn tận tình TS Nguyễn Trọng Doanh hoàn thành luận văn luận văn có ưu điểm so với phiên mà khoá trước thực Ngoài tính đặc điểm mẫu robot tương tự mà sinh viên khoá trước làm Trong luận văn có phát triển đổi lượng lẫn chất thể rõ ràng điểm sau: Kết cấu khí robot ShrimpIII: so với phiên trước hoàn toàn vượt trội độ cứng vững, tính ổn định, thể nhiều cải tiến mang tính công nghệ trình chế tạo, kích thước trình gia công tính toán cụ thể Về học: Đã nêu nhiều trường hợp trình di chuyển tự hành robot ShrimpIII, trường hợp nguy hiểm giải pháp khắc phục Thiết lập số phương trình truyền động tính toán động học động lực học Đặc biệt luận văn dùng phương pháp 3D-Odometry để tính toán xác dịch chuyển trọng tâm robot thay cho phương pháp 2D chứa nhiều lỗi Với kết đạt được, với tính độc đáo vượt trội di chuyển tự hành vượt địa hình robot tự hành ShirmpIII, cho thấy ứng dụng thực tiễn lợi ích trực tiếp mà robot ShrimpIII đề tài tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện Nguyễn Văn Dương Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 69 GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO GS-TSKH Nguyễn Văn Khang-Cơ sở học kỹ thuật(2005); NXBĐHQG Nguyễn Thiện Phúc-Rôbot công nghiệp(2002); NXBKHKT Nguyễn Thiện Phúc-Rôbot giới công nghệ cao bạn(2004); NXBKHKT Trịnh Quang Vinh-Robot công nghiệp(2008); NXBKHKT Pierre Lamon-3D position tracking for all-terain robots(2005); EPFL Pearson education, Inc(2008); Dive Into Visual C++2008 Express Edition Roland SIEGWART-Autonomous Mobile Robot (2005); PLL Johd Holland-Designing Mobile Autonomous Robots(2006); PLL Website: http://www.bluebotics.com/solutions/Shrimp/ 10 Website: http://demura.net/ode 11 Website: http://find.botmag.com/home 12 Website: http://roboticmagazine.com/ Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 70 ... đồng ý môn Công Nghệ Chế Tạo Máy Sự hướng dẫn đạo tận tình TS Nguyễn Trọng Doanh Tôi có nhiều thuận lợi thực đề tài “TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH, MÔ PHỎNG ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT SHRIMPIII” Học. .. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT TỰ HÀNH SHRIMPIII 30  3.1  Thiết lập phương trình truyền động động robot 30  3.2  Phân tích thành phần kết cấu robot tự hành ShrimpIII... xe Học viên: Nguyễn Văn Dương Trang 29 GVHD: TS.Nguyễn Trọng Doanh  Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT TỰ HÀNH SHRIMPIII 3.1 Thiết lập phương trình truyền động