Đồ án tốt nghiệp Robot tự hành AGV

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - ĐA, KLTN ĐẠI HỌC /CAO ĐẲNG CHUYÊN NGÀNH TỰ ĐỘNG HÓA TÊN ĐỀ TÀI ĐA, KLTN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ROBOT DÒ LINE, VẬN CHUYỂN HÀNG HĨA TRONG CƠNG NGHIỆP CBHD: Thầy QCH ĐỨC CƯỜNG Sinh viên: LÊ ĐỨC NHÂN :1041040200 PHẠM TIẾN DŨNG:1041040162 NGUYỄNDAI HOÀN:1041040210 Hà Nội- Năm 2019 LỜI MỞ ĐẦU Ngày điều khiển tự động hóa trở thành nhu cầu thiếu người ,dưới xuất học thuyết ứng dụng cụ thể đời sống hang ngày , nói điều khiển tự động hóa dần chi phối sống , người cố sáng tạo robot có khả làm việc thay cho người , thường bắt gặp robot dây chuyền công nghiệp sản xuất tự động hay robot giúp việc gia đình Để tìm ý tưởng sáng tạo tiền đề để tạo robot có khả ứng dụng vào thực tế Cũng mục đích chúng em thực đồ án robot dò line vận chuyển hang hóa cơng nghiệp , lại bước khởi đầu lập trình robot để robot thực cơng việc Đây công việc nhỏ việc lập trình điều khiển robot qua trình thiết kế thi công đề tài chúng em rút nhiều kinh nghiệm thực tiễn quý báu Mục đích đề tài hướng đến tạo bước đầu cho sinh viên thử nghiệm kiến thức q trình học tập vào thực tiễn để từ tìm tòi , phát triển nhiều ứng dụng khác đời sống hang ngày cần đến Mặc dù cố gắng để hồn thành xong đồ án kiến thức học , số sách tham khảo số nguồn tài liệu khác khơng tránh khỏi thiếu sót Do chúng em mong góp ý quý báu thầy để đề tài hồn thiện mức cao Nhân chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Quách Đức Cường Thầy cô môn tận tình hướng dẫn để chúng em hồn thành tốt đề tài ! MỤC LỤC Danh mục hình vẽ, đồ thị Chương GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung đề tài Tự động hóa tổng hợp nhiều lĩnh vực khí, điện điều khiển Các lĩnh vực kết hợp với tạo thành hệ thống tự động hóa cao tự động hóa tồn q trình sản xuất Ngành cơng nghiệp tự động hóa ngày có vai trò quan trọng cần thiết để đáp ứng mục tiêu phát triển kinh tế, q trình cơng nghiệp hóa – đại hóa Nó đòi hỏi nguồn nhân lực có trình độ cao để vận hành Robot xuất sống ngày trở nên thiếu sống đại Chúng góp phần vào cơng lao động, robot làm nên cách mạng khoa học, kĩ thuật phục vụ đắc lực cho ngành khoa học như: khoa học quân sự, giáo dục, ngành dịch vụ ,giải trí,… Trên giới có nhiều loại robot quy mô lớn như: cánh tay máy dây chuyền sản xuất , hệ thống sản xuất tự động,….Nhỏ robot có khả di chuyển , làm công việc nguy hiểm thay cho người , robot giúp người già, robot bán hang… Trong đồ án lần chúng em thực thiết kế robot dò line, robot tiên tiến phần nhỏ phục vụ cho robot cơng tác dò tìm đường tự động , đồ án tạo cho chúng em tảng để làm nghiên cứu lớn ,có ích cho q trình học tập làm việc sau 1.2 Các vấn đề đặt Robot dò line hệ thống tự động hóa nên phải có kết hợp hài hòa phần: khí, điện điều khiển • Tìm hiểu ngun lý dò đường • Xây dựng mơ hình hóa hệ thống • Đánh giá chất lượng mơ hình 1.3 Phương pháp nghiên cứu Robot dò line sản phẩm nghiên cứu giới ứng dụng nhiều thi robocon sản phẩm tự động hóa, nên q trình làm đồ án nhóm áp dụng phương pháp nghiên cứu sau: nghiên cứu mơ hình robot dò line giới thi robocon, tham khảo lý thuyết chuyển động robot dò đường Từ thiết kế giới hạn đề tài.Tính tốn thiết kế mơ hình hóa mơ đánh giá chất lượng hệ thống, loại trừ lỗi thiết kế 1.4 Phạm vi giới hạn nghiên cứu Do điều kiện làm việc thời gian ngắn khả kiến thức có hạn nên đề tài có giới hạn sau: • Nghiên cứu robot dò đường sử dụng hai động cơng suất nhỏ • Sử dụng cảm biến hồng ngoại cảm biến siêu âm • Cho phép hoạt động phòng thí nghiệm Mục tiêu đề tài tập trung tốn ngun lý dò đường dịch chuyển trái, phải góc 90 bắt ngã tư thông qua đường line đường Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan robot 2.1.1 Lịch sử phát triển robot Robot xuất sống từ lâu ngày trở thành phần thiếu sống Chúng góp vào cơng lao động, robot làm nên cách mạng lao động, khoa học, phục vụ đắc lực cho ngành khoa học như: khoa học quân sự, khoa học giá dục, ngành dịch vụ, giải trí,v.v… Vậy robot xuất nào? Năm 1921 nhà soạn kịch Karel Capek người Tiệp Khắc đưa lên sân khấu kịch có tiêu đề “Romands Univesal Robot” theo tiếng Sec “Robot” nghĩa “người tạp dịch”.Có thể nói gợi ý, ý tưởng ban đầu cỗ máy có khả thao tác người Đến trước chiến tranh giới lần thứ hai nhu cầu sử dụng máy móc có khả thay người môi trường làm việc độc hại trở thành nhu cầu cấp thiết Ban đầu cấu máy hoạt động giống tay máy người vận hành Cấu tạo cấu máy bao gồm khớp hệ thống dây chằng Người vận hành điều khiển tay máy thơng qua cấu khuếch đại khí Trong chiến tranh giới thứ hai (năm 1945) , xuất cấu máy điều khiển từ xa để cầm nắm chất phóng xạ Cho đến năm 1950 với đời kĩ thuật điều khiển chương trình số NC (Number control) kỹ thuật tay máy lúc kết hợp kỹ thuật điều khiển xa điều khiển chương trình số.Sự kết hợp tạo hệ may điều khiển từ xa có khả mềm dẻo , khả tự động hóa cao gọi Robot Năm 1949, máy phay điều khiển số đời phục vụ sản xuất Mỹ Năm 196o George Devol đưa mẫu robot Năm 1961 Mỹ robot công nghiệp (IR: Industrial robot ) đưa thị trường : Robot Unimat 1990 (do trường đại học Mit chế tạo ) robot phản hồi lực ứng dụng vào cơng nghiệp sản xuất ô tô Theo số thống kê đến năm 1990 toàn giới triển khai ứng dụng khoảng 300.000 IR Do phát triển mạnh mẽ kỹ thuật vi xủ lý tin học mà số lượng IR tăng nhanh chóng tính có nhiều bước đột phá ,giá thành đơn vị IR giảm dần Đó lịch sử ,còn ngày robot có mặt khắp nơi ,ngay gia đình ,chúng ta điểm qua robot mà giới biết đến 2.1.2 Robot đời sống sản xuất 2.1.2.1 Robot xe đạp Hình 2.1: Robot xe đạp Với chiều cao với 50cm ,chú robot mang “quốc tịch” Nhật coi “vua” giữ thăng Vì dù đạp hay dừng xe ,khí cụ quay ln giữ cho robot đứng vững Một số phận đặc biệt khác cho phép Murataboy xác định chướng ngại vật đường giảm xóc va phải chướng ngại vật Murataboy ví dụ cho loại Robot có khả di chuyển hai chân , thách thức lớn việc nghiên cứu sản xuất robot 2.1.2.2 Robot làm việc nhà Hình 2.2: Robot làm việc nhà Được nghiên cứu trường đại học Karlsruhe ( Đức ) Nhờ cử động đơi cánh tay giống hệt người ,robot có khả đưa đồ ăn ,dọn dẹp nhà cửa Một camera kỹ thuật số cho phép robot nhận diện người lệnh tuân lệnh theo cử người 2.1.2.3 Asimo, robot giống người Hình 2.3: Robot Asimo Asimo lần đời vào năm 1993 Nhật ,đặt tên P1 ,là thành nghiên cứu tập đoàn Honda, Asimo P1 khiến nước phương Tây phải kinh ngạc ý tưởng chế tạo loại robot giống hệt người Tuy mục đích nghiên cứu ban đầu Honda nghiên cứu người máy phục vụ nhu cầu người Ngày hai ý tưởng ,robot giống người đáp ứng nhu cầu người trở thành tiêu chí chung nghiên cứu Asimo 2.1.2.4 Robot bạn người khuyết tật Hình 2.4: Robot hỗ trợ người khuyết tật 2.1.2.5 Một quán cà phê khu Akasaka thuộc thủ đô Tokyo - Nhật Bản dự kiến vào hoạt động từ cuối năm nay, với đội ngũ robot phục vụ người khuyết tật điều khiển nhà Quán cà phê sử dụng robot OriHime-D, cao 1,2 m nặng 20 kg Chúng kiểm soát người mắc bệnh xơ cứng teo (một chứng rối loạn thần kinh vận động) Robot phục vụ gửi video âm qua mạng internet, cho phép người điều khiển trực tiếp lệnh nhà thơng qua máy tính bảng máy tính "Tơi muốn tạo giới mà người cử động thể làm việc" - ơng Kentaro Yoshifuji, Giám đốc điều hành Công ty Ory Lab, nhà phát triển robot OriHime-D, giải thích đời quán cà phê nói Theo hãng tin Kyodo (Nhật Bản), thân ôngYoshifuji hồi nhỏ mắc chứng bệnh căng thẳng gây gặp khó khăn giao tiếp Từng trải qua 10 Serial.print("**sensor:");Serial.println(sensor[0]); } /*************************************** HÀM KIỂM TRA NÚT ẤN RF *******************************************/ void kt_phim() { unsigned char a0,a1,b0,b1,c0,c1,d0,d1; a0 = a1; a1 = digitalRead(co_rf); // doc rf 01 if(a0 == && a1 == 1){start = 1; bat_DC = 0;} b0 = b1; b1 = digitalRead(co_rf); // doc rf 02 if(b0 == && b1 == 1){nut2= 1;} c0 = c1; c1 = digitalRead(co_rf); // doc rf 03 if(c0 == && c1 == 1){nut3= 1;} d0 = d1; d1 = digitalRead(co_rf); // doc rf 04 if(d0 == && d1 == 1){nut4 = 1;} } /*************************************** Cam *************************************************/ void cambien() { unsigned long duration; // biến đo thời gian 59 bien sieu am int distance; // biến lưu khoảng cách //Phát xung từ chân trig digitalWrite(trig,0); // tắt chân trig delayMicroseconds(2); digitalWrite(trig,1); // phát xung từ chân trig delayMicroseconds(5); // xung có độ dài microSeconds digitalWrite(trig,0); // tắt chân trig //Tính tốn thời gian // Đo độ rộng xung HIGH chân echo duration = pulseIn(echo,HIGH); // Tính khoảng cách đến vật distance = int(duration/2/29.412); //Dừng gặp vật cản if((distance>40)) { toc_do=90; } else if((distance35)) { toc_do=70; } 60 else if((distance30)) { toc_do=50; } else if((distance25)) { toc_do=30; } else if((distance20)) { toc_do=20; } else if((distance2000) {bat_DC = 1;} } else if((nho_t==1)&&(nho_p==0)) // Lech trai khac { di_chuyen_t(tien, toc_do); di_chuyen_p(tien, toc_do + 20); if((unsigned long)(millis()-time1) >2000) {bat_DC = 1;} } 68 else if((nho_t==0)&&(nho_p==0)) // Co giua { di_chuyen_t(tien, toc_do); di_chuyen_p(tien, toc_do); } break; } } /*************************************** Dieu khien truc tiep dong co phải**********************************/ void di_chuyen_p(unsigned char huong_p, unsigned char toc_do_p) { analogWrite(PMW_Right, toc_do_p ); digitalWrite(FR_Right, huong_p); } /*************************************** Dieu khien truc tiep dong co trái***********************************/ void di_chuyen_t(unsigned char huong_t, unsigned char toc_do_t) { analogWrite(PMW_Left, toc_do_t -33); 69 digitalWrite(FR_Left, huong_t); } /*************************************** Thu RF chon cach di chuyen ****************************************/ /*void chon_line() { unsigned char a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11; a2 = a3; a3 = digitalRead(line_1); if(a2 == && a3 == 1){chon_1 = 1;} Serial.print("***chon_1***"); Serial.print(chon_1); a4 = a5; a5 = digitalRead(line_2); if(a4 == && a5 == 1){chon_2 = 1;} Serial.print("***chon_2***"); Serial.print(chon_2); a6 = a7; a7 = digitalRead(line_3); if(a6 == && a7 == 1){chon_3 = 1;} 70 Serial.print("***chon_3***"); Serial.print(chon_3); a8 = a9; a9 = digitalRead(line_4); if(a8 == && a9 == 1){chon_4 = 1;} Serial.print("***chon_4***"); Serial.print(chon_4); a10 = a11; a11 = digitalRead(co_rf); if(a10 == && a11 == 1){call = 1;} Serial.print("***call***"); Serial.println(call); }*/ /*************************************** Dieu khien den tin hieu *******************************************/ void lamp() { if((start==1)) { digitalWrite(den_xanh, LOW); } else if(start==0) { 71 digitalWrite(den_vang, HIGH); digitalWrite(den_do, HIGH); } } /************************************** ham dem vach *************************************************/ void dem_vach() { if(sensor[0] ==255) couter0++; else couter0 = 0; if(couter0 >= 10){ so_vach++;couter0 = 0;} } /************************************** ham quay phải ***********************************************/ void quay_phai(char lanquay) // quay cho den gap vach va co tre de chống nhieu { char sovach; di_chuyen_t(tien, toc_do +20); di_chuyen_p(lui, toc_do +20); if(sensor[0] ==23) couter1++; else couter1 = 0; // gia tri sensor[0] = quay gap vach lay vd la 23 72 if(couter1 >= 2){ sovach++;couter1 = 0;} if(sovach >= lanquay){ di_chuyen_t(tien,0); di_chuyen_p(tien,0); } } 73 ... gặp robot dây chuyền công nghiệp sản xuất tự động hay robot giúp việc gia đình Để tìm ý tưởng sáng tạo tiền đề để tạo robot có khả ứng dụng vào thực tế Cũng mục đích chúng em thực đồ án robot. .. học , nhóm chọn phương án thiết kế Robot vận hành có bánh ,2 bánh sau chủ động ,hai bánh trước xoay tròn định hướng (bánh đa hướng) Robot dẫn động hai động chiều đặt hai bánh sau Phần dò đường... người già, robot bán hang… Trong đồ án lần chúng em thực thiết kế robot dò line, robot tiên tiến phần nhỏ phục vụ cho robot công tác dò tìm đường tự động , đồ án tạo cho chúng em tảng để làm nghiên