Đang tải... (xem toàn văn)
3. Mục tiêu nghiên cứuThiết kế và chế tạo rô bốt địa hình hoạt động ổn định, có thể vượt qua các dạng địa hình phức tạp, gồ ghề, không bằng phẳng đặc biệt có thể leo bậc thang.Nghiên cứu các thiết bị điều khiển không dây từ xa.Thiết kế và chế tạo rô bốt phục vụ công việc học tập, nghiên cứu của học sinh.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứuNghiên cứu các cơ cấu truyền động, bánh xe vượt địa hình. Thiết kế bản vẽ, chế tạo mô hình theo kích thước thực. Tìm hiểu và sử dụng bộ thu phát sóng vô tuyến để điều khiển từ xa rô bốt.Tìm hiểu các loại camera không dây và camera IP.Nâng cao khả năng vượt địa hình của rô bốt, đảm bảo độ bền vững cho rô bốt từ thực nghiệm.
LỜI CẢM ƠN Trong trình nghiên cứu thực Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Ngô Văn Tiến người trực tiếp hướng dẫn, bảo nhiệt tình cho nhóm hồn thành dự án Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô Trường THPT Hàn Thuyên toàn thể bạn giúp đỡ chúng em hoàn thành dự án Đồng thời đến với thi ngày hôm em mong nhận góp ý quý thầy ban giám khảo để hồn thiện sản phẩm đạt hiệu Và lời cuối em xin cảm ơn lãnh đạo ban ngành nhà nước tạo thi nghiên cứu khoa học để chúng em phát triển ước mơ nghiên cứu khoa học từ thi mà chúng em học hỏi thêm nhiều kinh nghiệm đặc biệt tính sáng tạo sản phẩm dự thi MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHƯƠNG TỔNG QUAN RƠ BỐT ĐỊA HÌNH 13 2.1 Nghiên cứu rơ bốt địa hình ngồi nước 13 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO RÔ BỐT ĐỊA HÌNH 17 3.1 Cơ sở thiết kế xe .17 3.2 Ý tưởng thiết kế 19 3.2.1 Ý tưởng thứ 19 3.2.2 Ý tưởng thứ hai: Rô bốt di chuyển cấu bánh xích .20 3.2.3 Ý tưởng thứ bai: Rô bốt di chuyển cấu bánh xích .21 3.3.1 Thiết kế khung xe 24 3.3.2 Bánh xe 24 3.3.3 Động 25 3.3.4 Bộ nâng hạ giàn camera phương tiện (thiết bị) chữa cháy .26 3.3.5 Camera Ip 27 3.3.6 Năng lượng 28 3.3.7 Module điều khiển động 29 3.3.8 Bộ phát tín hiệu điều khiển 30 3.3.9 Bộ nhận tín hiệu 31 3.3.10 T6config .32 3.3.11 Mạch vi xử lý trung tâm arduino mega2560 33 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm .38 Thông tin kỹ thuật: 38 Nguồn: -> VDC 38 Dòng sử dụng: 2.5mA max (khi truyền liệu) 38 Đo tốt độ ẩm 20-80%RH với sai số 5% .38 Đo tốt nhiệt độ to 50°C sai số ±2°C 38 Tần số lấy mẫu tối đa 1Hz (1 giây lần) 38 Kích thước 15mm x 12mm x 5.5mm .38 chân, khoảng cách chân 0.1'' 38 3.6.1 Tính sáng tạo .40 3.6.2 Khả áp dụng 40 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .42 DANH MỤC HÌNH Hình Khó khăn cơng tác chữa cháy cứu nạn, cứu hộ Hình Khó khăn cơng tác cứu hỏa Hình Làm việc mơi trường nhiều hóa chất 11 Hình Hiện trường sập hầm thủy điện Lạc Dương 11 Hình Rơ bốt hector 13 Hình Rơ bốt thăm dò Dragon Runner 14 Hình Rơ bốt chiến đấu Swords 14 Hình Rơ bốt Asino 2000 .15 Hình Rơ bốt quân Vietbot1 16 Hình Cháy lớn quán karaoke Linh Đàm 17 Hình 10 Cháy quán karaoke Cầu Giấy 18 Hình 11 Rơ bốt sử dụng bánh xích 20 Hình 12 Bánh xe 24 Hình 13 Camera Ip 27 Hình 14 Ác quy .29 Hình 15 Module điều khiển động .29 Hình 16 Bộ phát tín hiệu tay cầm 30 Hình 17 Bộ nhận tín hiệu .31 Hình 18 Giao diện T6config 32 Hình 19 Mạch Arduino mega 2560 33 Đặt vấn đề Ngày nay, Rô bốt di động điều khiển từ xa ngày đầu tư phát triển mạnh mẽ, sử dụng mục đích dò tìm bom mìn, thám hiểm hầm mỏ, kiểm tra đường ống ngầm, phun thuốc trừ sâu, hoạt động mơi trường có nhiều hóa chất độc hại, có nồng độ phóng xạ cao nguy hiểm người Hiện vụ cháy nổ ngày tăng thành phố lớn, đặc biệt, vụ cháy nhà cao tầng quán hát Karaoke việc tiếp cận đám cháy phải di chuyển qua bậc thang tòa nhà Bên cạnh đó, có cháy nổ, khu vực thường có khói khí độc dẫn đến tiếp cận khó khăn Để thực nhiệm vụ cứu hộ nêu trên, Rơ bốt phải có khả di chuyển qua địa hình phức tạp, leo bậc thang, thu hình ảnh quan sát từ xa, trạng thái từ môi trường làm việc truyền tải máy tính để người điều khiển nắm tình hình điều khiển rơ bốt hoạt động xác chức Do đó, việc nghiên cứu Rô bốt leo cầu thang điều khiển từ xa vấn đề cần thiết cho thực tế Chính vậy, chúng em chọn dự án thiết kế chế tạo “Rô bốt leo cầu thang hỗ trợ chữa cháy cứu nạn, cứu hộ” Lịch sử nghiên cứu dự án Trên giới nước có nhiều đề tài nghiên cứu chế tạo loại rơ bốt địa hình với mục đích qua địa hình phức tạp thay công việc người, hoạt động môi trường làm việc nguy, hiểm độc hại như: - Người máy mặt đất Talon: Có thể tháo ngòi nổ bom nhìn qua vật cản để phát đối phương - VietBot1 Việt Nam chế tạo có hình dáng tương tự xe bọc thép, kích thước dài 1,5m, rộng 0,8m, cao 2m, khối lượng 300kg, di chuyển bánh Điểm bật VietBot1 sử dụng cánh tay cơng gắp RP có khả quay 3600, tháo lắp thay modul, tùy theo yêu cầu nhiệm vụ Cánh tay máy có tầm vươn xa 2m, gồm bậc tự vận hành động điện gắp giữ vật nặng tới 20kg Tại Bắc Ninh chưa có tập thể hay cá nhân thực dự án này, lần dự án “Chế tạo rô bốt leo cầu thang hỗ trợ chữa cháy cứu nạn, cứu hộ” thực tỉnh Bắc Ninh Mục tiêu nghiên cứu Thiết kế chế tạo rơ bốt địa hình hoạt động ổn định, vượt qua dạng địa hình phức tạp, gồ ghề, khơng phẳng đặc biệt leo bậc thang Nghiên cứu thiết bị điều khiển không dây từ xa Thiết kế chế tạo rô bốt phục vụ công việc học tập, nghiên cứu học sinh Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu cấu truyền động, bánh xe vượt địa hình Thiết kế vẽ, chế tạo mơ hình theo kích thước thực Tìm hiểu sử dụng thu phát sóng vơ tuyến để điều khiển từ xa rơ bốt Tìm hiểu loại camera khơng dây camera IP Nâng cao khả vượt địa hình rơ bốt, đảm bảo độ bền vững cho rô bốt từ thực nghiệm Thời gian nghiên cứu từ tháng 08 năm 2017 đến tháng 02 năm 2018 Địa điểm nghiên cứu trường Trung học phổ thông Hàn Thuyên Phương pháp nghiên cứu dự án Dựa sở lý thuyết tính tốn, thiết kế, chế tạo theo giai đoạn, sau tìm phương án hợp lý, đơn giản tiết kiệm Khảo sát thực tế, tìm hiểu loại rơ bốt địa hình đưa vào sử dụng, kế thừa ưu điểm, tìm cách khắc phục khuyết điểm để áp dụng vào thiết kế dự án Sau tìm hiểu thực tế tiến hành nghiên cứu thiết kế hình dáng xe lý thuyết, thiết kế cấu chuyển động, cấu hoạt động chức Giai đoạn tiến hành chế tạo Thiết kế, chế tạo kết cấu khí cho Rơ bốt có khả chuyển động linh hoạt địa hình khơng phẳng leo bậc thang Sử dụng mạch điện tử có sẵn thị trường lắp ghép lại để điều khiển cho Rô bốt hoạt động thơng qua việc điều khiển từ xa sóng vơ tuyến Lắp đặt camera quan sát cho Rô bốt để thu hình ảnh thơng qua mạng khơng dây Wifi máy tính, từ quan sát từ xa điều khiển Rơ bốt hoạt động xác Thiết kế hệ thống chữa cháy cứu nạn, cứu hộ cho Rô bốt Giai đoạn cuối kiểm nghiệm rơ bốt, tìm phương án chưa hợp lý từ sửa chữa thay đổi phương án thiết kế kịp thời Kết cấu dự án Chương : Giới thiệu dự án Chương : Tổng quan rơ bốt địa hình Chương : Thiết kế chế tạo rơ bốt địa hình điều khiển từ xa Chương : Kết luận kiến nghị Ý nghĩa Mơ hình rơ bốt địa hình mang ý nghĩa góp phần vào phát triển ngành tự động hóa nói chung ngành rơ bốt nói riêng Từ mơ hình nghiên cứu mà phát triển thành mơ hình thực tế để ứng dụng lĩnh vực quân sự, thám hiểm, chữa cháy cứu hộ, cứu nạn, phun thuốc trừ sâu Góp phần xây dựng mơ hình phục vụ cho việc tham khảo, học tập học sinh nâng cao tư sáng tạo lứa tuổi học sinh Tạo phương pháp học tập nghiên cứu trực quan mơ hình cụ thể CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Những vấn đề nguy hiểm môi trường làm việc người Hiện tình trạng cháy nổ diễn ngày phức tạp phổ biến người sử dụng nhiều vật liệu dễ cháy Ở Việt nam thời gian vừa qua xảy nhiều vụ cháy nổ với quy mô lớn Khi vụ cháy nổ xảy cơng tác chữa cháy cứu hộ, cứu nạn gặp nhiều khó khăn đám cháy ngõ ngách nhỏ hẹp khu dân cư, đặc biệt đám cháy nổ xảy địa hình phức tạp người khó thể tiếp cận Hình Khó khăn cơng tác cứu hỏa Vụ nổ kinh hoàng xảy vào 4h30 sáng ngày 3/01/2018 sở thu mua phế liệu xã Văn Môn, huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh dư luận đặc biệt quan tâm tính chất nghiêm trọng thiệt hại nặng nề người, tài sản vụ nổ tạo hố sâu rộng khoảng 4m, dài 20m Cũng áp lực vụ nổ lớn nên cửa kính cường lực nhiều nhà cách trường 200-300 bị vỡ nát Xung quanh trường nhiều vỏ đạn Cơ quan chức thu 500kg đạn bán kính 500m tính từ trường vụ nổ Ngồi cơng việc mơi trường có nhiều hóa chất, nồng độ phóng xạ cao… 10 Dòng: