Xây dựng mô hình và điều khiển chuyển động bước đi của robot người

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI NGỌC THẮNG ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG MƠ HÌNH VÀ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG BƯỚC ĐI CỦA ROBOT NGƯỜI CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HĨA Niên khóa: 2010 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2011 GVHD:PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA  LUẬN VĂN CAO HỌC CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Dương Hoài Nghĩa Cán chấm nhận xét 1: Cán chậm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH Ngày ……tháng……năm… HVTH: Bùi Ngọc Thắng Trang 1  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HOÀI NGHĨA    CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1.Giới thiệu: Ngày nay, với phát triển khoa học công nghệ việc nghiên cứu phát triển robot ngày đẩy mạnh Với phạm vi ứng dụng rộng rãi công nghiệp, quân sống Robot ngày khẳng định vị trí quan trọng Robot người nghiên cứu chế tạo ngày phong phú đa dạng phụ thuộc vào phạm vi ứng dụng Trong có robot cơng nghiệp, mobile robot,… Đối với dòng mobile robot phân chia thành dòng nhỏ phụ thuộc vào cách thức di chuyển di chuyển bánh xe (hoặc bánh xích), trườn mặt tiếp xúc (snack robot) di chuyển hai chân (humanoid robot) Trong loại robot nêu humanoid robot người đầu tư nghiên cứu phát triển thời gian dài gần thu nhiều kết khả quan Với dáng vẻ thân thiện với người, humanoid robot hưa hẹn khả ứng dụng rộng rãi công việc cần tương tác phục vụ cho người Trong hình thức di chuyển di chuyển chân mơ người có ưu điểm bật xo với hình thức di chuyển khác khả di chuyển với tốc độ cao (so với snack robot), khả thích ứng tốt với nhiều địa hình phức tạp (so với wheeled robot) Nhưng bên cạnh hình thức di chuyển bộc lộ nhiều khuyết điểm khả giữ thăng tâm dồn lên chân Nên địi hỏi phải có thiết kế khí vững Trong nội dung luận văn em tập chung vào việc phân tích chuyển động bước xây dựng mơ hình điều khiển chuyển động bước cho robot người HVTH: Bùi Ngọc Thắng Trang 11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    1.2.Q trình nghiện cứu phát triển humanoid robot giới Hiện việc nghiên cứu chế tạo humanoid robot trở thành vấn đề quan tâm nhiều trường đại học công ty lớn giới Sau ta điểm qua số nét 10 humanoid robot: 1.2.1.Robot Elvis: Hình 1.1- Elvis Elvis humanoid robot có từ lâu số robot đề cập phần Phiên lắp ráp mùa hè năm 1998 Ngay từ dự án này, thí nghiệm khả nghe nhìn cân thích nghi áp dụng Elvis bắt đầu vào tháng năm 1998 Đến tháng năm 1999, Elvis lắp thêm đầu, thân chân Elvis humanoid robot có trọng lượng nhẹ, phát triển nhóm Complex Systems, thuộc khoa Nghiên cứu Vật lý lý thuyết, trường Đại học Kỹ thuật Chalmers Elvis có 23 bậc tự do, gồm bậc chân, bậc tay, bậc thân bậc cổ Ba hệ thống cảm biến độc lập cung cấp thơng tin cách trực quan hình ảnh, áp suất gia tốc Elvis chế tạo với thành phần thông dụng rẻ tiền Bộ vi xử lý Elvis máy tính đơn 3.5 inch với hệ điều hành chương trình chứa nhớ Flash Phần cứng bao gồm cảm biến động servo   HVTH: Bùi Ngọc Thắng Trang 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    1.2.2.Elvina: Hình 1.2 - Elvina Elvina humannoid robot hệ thứ hai phát triển nhóm Complex Systems Elvina có trọng lượng nhẹ, thiết kế khí hồn thiện để tiêu hao lượng tốt mà giữ ổn định robot di chuyển đứng Elvina có ba hệ thống cảm biến độc lập gồm cảm biến hình ảnh, cảm biến áp suất cảm biến gia tốc   1.2.3Bioloid Hình 1.3- Bioloid HVTH: Bùi Ngọc Thắng Trang 13 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HOÀI NGHĨA    Robot Kit Bioloid: Robot giáo dục dựa "servo thơng minh kiểm sốt nối tiếp " khơng có khả chuyển đổi vị trí ln chuyển liên tục đầy đủ, mà cịn cung cấp thông tin phản hồi tốc độ, vị trí, nhiệt độ điện áp servo Bộ dụng cụ Bioloid thiết kế cho phép người sử dụng để xây dựng nhiều loại robot Ngoài với phần cứng lớn, Kit Bioloid kèm với số phần mềm giao diện đồ họa mạnh mẽ Phần mềm phần mềm miễn phí, cho dù bạn sử dụng công cụ cho giáo dục, nghiên cứu, vui chơi giải trí cá nhân, bạn tải cài đặt máy tính nhiều bạn cần Bioloid Kits Robot hồn hảo cho Giáo dục, Sở thích, nghiên cứu 1.2.4 ICub Hình 1.4- ICub   iCub, cao mét Robot sử dụng để nghiên cứu robot nhanh chóng với kỹ ngôn ngữ Giáo sư Chrystopher Nehaniv Giáo sư Kerstin Dautenhahn trường Đại học trường Khoa học Máy tính Hertfordshire làm việc với tập đoàn quốc tế dẫn đầu Đại học Plymouth iTalk (Hội nhập chuyển giao    HVTH: Bùi Ngọc Thắng Trang 14 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HOÀI NGHĨA    kiến thức hành động ngơn ngữ Robot), để nhanh chóng triển khai dự án robot ITalk nhằm mục đích dạy cho robot nói chuyện cách sử dụng phương pháp tương tự sử dụng bậc cha mẹ dạy Tương tác với Robot, tiến hành thí nghiệm tương tác ngơn ngữ người robot phép robot để trò chuyện với người Thí nghiệm điển hình với robot iCub bao gồm hoạt động chèn đối tượng hình dạng khác vào lỗ tương ứng hộp, tách lồng xếp chồng khối gỗ Tiếp theo, iCub yêu cầu để đặt tên cho đối tượng hành động để nhắc lại cụm từ "robot đặt dính khối lập phương" Giáo sư Nehaniv cho biết: "phương pháp tiếp cận robot sử dụng học cá nhân xã hội từ người khác để tải khởi động việc sử dụng lại ngôn ngữ, sử dụng khả ngơn ngữ chuyển sang ổ đĩa học tập xã hội tạo khả lôi Điều tạo chu kỳ phản hồi tích cực việc sử dụng ngơn ngữ phát triển khả nhận thức khác Giống đứa trẻ học tập cách bắt chước cha mẹ tương tác với mơi trường xung quanh nó, robot nắm vững nguyên tắc cấu trúc ngữ pháp, phủ định, cách sử dụng khả bối cảnh Các nghiên cứu khoa học cơng nghệ phát triển q trình thực dự án có tác động đáng kể hệ tương lai hệ thống tương tác robot vòng mười năm tới vai trò lãnh đạo châu Âu lĩnh vực Phát biểu nghiên cứu, Giáo sư Dautenhahn nói: "iCub đưa giai đoạn chuyển tiếp robot phát triển đồng xã hội Chúng nghiên cứu vấn đề làm robot nên nhìn khoảng cách người muốn họ tiếp cận bây giờ, vòng năm, chúng tơi có robot hình người có khả để phát triển kỹ ngơn ngữ " HVTH: Bùi Ngọc Thắng Trang 15 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    1.2.5 Saika-3 Hình 1.5- saika‐3 Robot người phát triển đến chủ yếu nặng nề có tồn mối nguy hiểm mà họ phá hủy mơi trường chí làm tổn thương người dụng chúng Trong phịng thí nghiệm, kỹ sư phát triển robot hình người gần gũi với kích thước người nhẹ trọng lượng với mức độ cao tính linh hoạt tính linh hoạt, có khả để thực hành động tự-hỗ trợ Hình cho thấy vị trí độ tự robot, tất có 30 bậc tự Các máy tính pin tích hợp vào thể điều khiển từ xa thơng qua mạng LAN khơng dây Nó có thiết bị đầu cuối cho điện bên ngồi hoạt động nguồn cung cấp điện bên Hơn nữa, chụp HVTH: Bùi Ngọc Thắng Trang 16 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HOÀI NGHĨA    cảnh với máy ảnh CCD cài đặt đầu truyền tải tín hiệu video sean hình từ xa Hình 1.6- Các vị trí tất bậc tự Robot thiết kế nhỏ nhẹ Chiều cao từ chân để đầu ăng ten phát 1271 mm Vì nhỏ người bình thường, xử lý tương tác dễ dàng với người Để cải thiện an toàn, phần thiết kế nhẹ Nếu khơng có phần phụ, tổng trọng lượng trang bị với tất pin 46,9 kg Với cánh tay chỗ, dự kiến cân nhắc lứa 50 [kg] Cánh tay phát triển để hoạt động linh hoạt xác Phát triển khả hoạt động linh hoạt cho robot Các trạng thái chuyển động mô thể linh hoạt Bằng cách đưa thông số để giả lập, để xác nhận hành động dự kiến mà không thực chạy robot thực HVTH: Bùi Ngọc Thắng Trang 17 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    Hình 1.7- Mơ chuyển động 1.2.6 Robo-Erectus : Hình 1.8- Robo-Erectus HVTH: Bùi Ngọc Thắng Trang 18 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐIỆN&LẬP TRÌNH GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    Hình 7.6: Sơ đồ khối LM2576 SIMPLE Switcher ® 3A Bước Ổn áp-Down Các tính năng: * Điều chỉnh phiên đầu điện áp phạm vi, 1.23V đến 37V ± 4% tối đa đường dây điều kiện tải * Bảo đảm 3A sản lượng Điện áp đầu vào rộng phạm vi, 40V đến 60V cho phiên HV * Yêu cầu có thành phần bên * 52 kHz tần số dao động cố định nội * TTL tắt khả năng, điện thấp chế độ chờ * Hiệu cao * Sử dụng dễ dàng có sẵn cuộn cảm tiêu chuẩn * Nhiệt tắt máy bảo vệ giới hạn * P + Tăng cường Sản phẩm thử nghiệm HVTH: Bùi Ngọc Thắng   Trang   86 GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HOÀI NGHĨA  CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐIỆN&LẬP TRÌNH   7.2 THIẾT KẾ CHI TIẾT: 7.2.1 Mạch nguồn: Trên mạch điều khiển cần nguồn có điện áp khác nhau: nguồn 7,2V cấp cho RC Servo, nguồn 5V cấp cho vi điều khiển Pic18F4685, nguồn 3V3 cấp cho cảm biến MMA7620 - Mạch nguồn 5V Sử dụng ic ổn áp nguồn LM2576S-5V - Mạch nguồn 7,2V Sử dụng ic ổn áp nguồn LM2576S-ADJ Với trị số điện trở phân áp R1 =, R2 = - Mạch nguồn 3V3 Sử dụng ic nguồn AMS1117-3V3 OUT L1 100uH D4 1N5822 C6 1000uF 5V R8 10K C7 1000uF R10 470 R9 10K C5 104 FB GND VIN 7V2 LM2576-ADJ ON/OFF U3 J19 + HOLE J22 HOLE HOLE J23 1 L2 100uH D5 1N5822 5V C8 1000uF C9 104 U5 AMS1117-3V3 VIN VOUT 3V3 GND 1 OUT FB C10 100uF J21 LM2576-ADJ GND J20 U2 U4 CAU-DIODE VIN ON/OFF 12VDC - D6 LED2 HOLE Hình 7.7: Thiết kế mạch nguồn 7.2.2 Khối sử lý trung tâm Khối sử lý trung tâm cần 10 tín hiệu output điều khiển 10 Servo, led status, tín hiệu analog input từ cảm biến gia tốc, tín digital input từ cơng tắc hành trình, tín hiệu từ nút nhấn Chọn thạch anh dao động cho Pic HVTH: Bùi Ngọc Thắng   Trang   87 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐIỆN&LẬP TRÌNH GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    Hình 7.8: Chọn thạch anh dao động cho Pic Dựa vào biển đồ trên, để Pic18f4685 hoạt động tốc độ cao 10MIPS chọn thạch anh loại HS (10MHz) cấu hình chế độ PLL 5V 7V2 R1 10K MCRL X_IN Y_IN Z_IN LED0 LED1 LED2 SERVO16 SERVO17 SERVO18 5V Y1 1 C1 10MHz C2 22P 22P 2 Y2 C3 32.768 C4 22P 22P 2 SERVO1 SERVO2 SERVO3 SERVO4 U1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [MCRL]/VPP RB7/PGD RA0/AN0 RB6/PGC RA1/AN1 RB5 RA2/AN2/RVEF-/CVREF RB4 RA3/AN3/VREF+ RB3/PGM RA4/T0CKI/C1UOT RB2 RA5/AN5/[SS]/C2OUT RB1 RE0/[RD]/AN5 RB0/INT RE1/[WR]/AN6 VDD RE2/[CS]/AN7 VSS VDD RD7/PSP7 VSS RD6/PSP6 OSC1/CLKI RD5/PSP5 OSC2/CLKO RD4/PSP4 RC0/T1OSO/T1CKI RC7/RX/DT RC1/T1OSI/CCP2 RC6/TX/CK RC2/CCP1 RC5/SDO RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA RD0/PSP0 RD3/PSP3 RD1/PSP1 RD2/PSP2 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 PGD PGC SERVO15 SERVO14 SERVO13 BUT2 BUT1 BUT0 5V SERVO12 SERVO11 SERVO10 SERVO9 SERVO8 SERVO7 SERVO6 SERVO5 7V2 7V2 7V2 7V2 7V2 J1 J2 J3 J4 J5 J6 3 3 3 SERVO1 SERVO1 SERVO2 SERVO2 7V2 SERVO5 SERVO6 SERVO4 SERVO5 SERVO6 7V2 7V2 J10 7V2 J11 7V2 J12 7V2 J8 J9 3 SERVO8 SERVO4 SERVO3 J7 SERVO7 SERVO3 SERVO9 SERVO10 SERVO11 SERVO12 SERVO7 SERVO8 SERVO9 SERVO10 SERVO11 SERVO12 7V2 J13 7V2 J14 7V2 J15 7V2 J16 7V2 J17 7V2 J18 SERVO13 SERVO13 SERVO14 SERVO14 SERVO15 SERVO15 SERVO16 SERVO16 SERVO17 SERVO17 SERVO18 SERVO18 PIC18F4685 Hình 7.9: Thiết kế khối điều khiển HVTH: Bùi Ngọc Thắng   Trang   88 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐIỆN&LẬP TRÌNH GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    7.2.3 Khối mạch khuyếch đại ananlaog Tín hiệu output từ MMA7620 (1,65V->2,45V) :0.8V Tín hiệu ngõ vào modul analog pic từ 0->5V để có kế đo tốt ta phải khuye61ch đại tín hiệu lên trước đưa vào pic sử lý Hệ số khuyếch đại : G = 5/0.8 = 6.25 Tín hiệu từ MMA7620 không giá trị ko mà = 1,65V ta có mạch chỉnh “0” cho tín hiệu Tín hiệu trước đưa vào mạch khuyếch đại trừ 1,65V + C27 56P R49 1K R48 1K - Y X_IN R45 1K 1V65 U16A + - LM358 11 LM358 R52 1K R47 1K R39 1K R40 1K X C26 56P R42 1K R41 1K 1V65 R59 1K R54 1K Z C28 56P R56 1K R55 1K 1V65 11 Y_IN R46 1K U16B 5V 5V R50 150K 5V J27 3V3 X Y Z U16C Z_IN R53 1K LM358 + - 10 11 MMA7260 MODUL R57 150K GN D U6 AMS1117-3V3 VIN VOUT 5V 1V65 R58 10K R60 3K3 C11 100uF Hình 7.10: Thiết kế mạch đo tín hiệu từ MMA7260 HVTH: Bùi Ngọc Thắng   Trang   89 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐIỆN&LẬP TRÌNH GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    7.3 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN: 7.3.1 Các cơng cụ sử dụng 7.3.1.1 Trình biên dịch cho vi sử lý Pic18F4685 Hình 7.11: Giao diện CCS Trình biên dịch sử dụng PICC-Compiler. CCS cung cấp cơng cụ tích hợp hồn chỉnh cho việc phát triển gỡ lỗi ứng dụng nhúng chạy Microchip PIC ® MCUs dsPIC ® DSCs Công cụ phát triển cung cấp CCS bao gồm trình biên dịch C tối ưu hóa, mạch lập trình viên / gỡ rối, lập trình dụng cụ sản xuất, phát triển hồn chỉnh có chứa tất phần cứng, phần mềm phụ kiện cần thiết để nhảy bắt đầu phát triển sản phẩm bạn Lợi ích trình biên dịch C CCS cung cấp công cụ tích hợp hồn chỉnh cho việc phát triển gỡ HVTH: Bùi Ngọc Thắng   Trang   90 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐIỆN&LẬP TRÌNH GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    lỗi ứng dụng nhúng chạy Microchip PIC ® MCUs dsPIC ® DSCs Trung tâm phát triển cơng cụ CCS thơng minh mã tối ưu hóa trình biên dịch C mà giải phóng nhà phát triển tập trung vào chức thiết kế thay phải trở thành chuyên gia kiến trúc MCU ideScreenshot * Tối đa hóa tái sử dụng mã cách dễ dàng porting từ MCU khác Thiết bị hỗ trợ * Giảm thiểu dòng mã với CCS cung cấp trình điều khiển thiết bị ngoại vi, xây dựng chức nhà khai thác tiêu chuẩn C * Tích hợp chức cụ thể để đăng ký PIC ® MCU, cho phép truy cập vào tính phần cứng trực tiếp từ C Sẵn sàng để chạy ví dụ trình điều khiển thiết bị ngoại vi thử nghiệm cho phép nhà phát triển để nhanh chóng bắt đầu dự án họ Để tìm hiểu thêm trình biên dịch C chúng tơi, kiểm tra chi tiết trình biên dịch xem CCS Compiler Webinar khởi động nhanh C Aware IDE môi trường lý tưởng để tạo mã nguồn C với tích hợp xây dựng chức năng, phân tích hiệu suất nó, gỡ lỗi mã biên dịch thời gian thực chạy thiết bị vi mạch Key C Aware IDE thành phần: * Quản lý dự án * C-Aware soạn thảo văn * Lập kiểm sốt hồn tồn phần xây dựng dự án * Tiện ích so sánh tập tin, chuyển đổi số, tháo gỡ, thiết bị lựa chọn tham số nhiều * C-mã nguồn mạch trình gỡ lỗi Người xem tập tin đầu cho tập tin danh sách, đồ biểu tượng, gọi, * Các công cụ tạo tài liệu C Compiler Cấu hình sản phẩm linh hoạt cho phép bạn mua bạn cần bây giờ, sau thêm vào hỗ trợ gia đình bổ sung tính sản phẩm bạn cần chúng Khơng giống trình biên dịch từ nhà cung cấp công cụ khác, tất sản phẩm trình biên dịch CCS cung cấp mức độ cao tối ưu hóa mã IDE C Aware có sẵn ba cấp độ hỗ trợ gia đình trình biên dịch dịng lệnh cá nhân có sẵn cho gia đình Microchip HVTH: Bùi Ngọc Thắng   Trang   91 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐIỆN&LẬP TRÌNH GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    7.3.1.2 Progammer Programmer sử dụng Pickit2 (software hardware) Hình 7.12: Pickit Programmer PICkit ™ Programmer / Debugger công cụ phát triển với chi phí thấp dễ dàng để sử dụng giao diện lập trình gỡ lỗi gia đình flash vi điều khiển Microchip Đầy đủ tính Windows ® giao diện lập trình hỗ trợ ban đầu (PIC10F, PIC12F5xx, PIC16F5xx), tầm trung (PIC12F6xx, PIC16F), PIC18F, PIC24, dsPIC30, dsPIC33 PIC32 gia đình-8 bit, 16-bit, vi điều khiển 32-bit, nhiều Microchip serial EEPROM sản phẩm Với mạnh mẽ Microchip MPLAB Mơi trường phát triển tích hợp (IDE) ™ PICkit cho phép gỡ lỗi mạch hầu hết PIC ® vi điều khiển In-Circuit-Debugging chạy, tạm dừng bước chương trình vi điều khiển PIC nhúng vào ứng dụng Khi dừng lại điểm dừng, sổ đăng ký tập tin xem xét sửa đổi PICkit Lập trình vi điều khiển có lợi vi mạch thiết bị USB tốc độ đầy đủ, đáng kể đẩy nhanh tiến độ lập trình phát triển Trong gói PICkit lập trình phần mềm, phần mềm MPLAB IDE, cáp USB mini-B, học lập trình PICmicro MCUs, nhiều HVTH: Bùi Ngọc Thắng   Trang   92 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐIỆN&LẬP TRÌNH GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    7.3.2 Giải thuật lập trình: Giải thuật lập trình bao gồm bước để điều khiển robot bước Từ trạng thái thẳng đứng chuyển xang trạng thái SSP-L, DSP, SSP-R Từ trạng thái thẳng đứng -> SSP-L Điều khiển góc quay Servo theo tính tốn dựa vào công thức chương Đồng thời đọc giá trị từ cảm biến gia tốc xác định vị trí robot tránh khỏi vị trí giới hạn dẫn tới bị ngã Từ trạng thái SSP-L->DSP trình diễn tương tự kết hợp với việc đọc tín hiệu từ cơng tắc hành trình để xác định xem chân robot tiếp xúc với mặt đất chưa Các trạng thái lại lặp lại tương tự Dưới giải thuật chi tiết cho phần Giải thuật tổng quát: BAT DAU TRANG THAI TRANG THAI TRANG THAI TRANG THAI TRANG THAI TRANG THAI TRANG THAI HVTH: Bùi Ngọc Thắng   Trang   93 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐIỆN&LẬP TRÌNH GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HOÀI NGHĨA    + Trạng thái 1: TRANG THAI Set q0,q1,q2,q3,q4 Doi timer tran Tang goc quay cac khop Doc gia tri tu MMA7260 Kiem tra cac gia tri cac goc quay va trang thai can bang TRANG THAI + Trạng thái 2: HVTH: Bùi Ngọc Thắng   Trang   94 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐIỆN&LẬP TRÌNH GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA    TRANG THAI Doi timer tran Tang goc quay cac khop Doc gia tri tu MMA7260 Kiem tra cac gia tri cac goc quay va trang thai can bang Kiem tra trang thai chan cham dat? Y TRANG THAI + Trạng thái 3, 4, 5, 6, 7: Được lặp lại tương tự trang thái + Lưu đồ điều khiển góc quay Servo motor: HVTH: Bùi Ngọc Thắng   Trang   95 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐIỆN&LẬP TRÌNH GVHD: PGS.TS.DƯƠNG HOÀI NGHĨA    GocDat Tinh thoi gian cho phan xung high Doi timer tran Y Tang phan xung high Bang goc quay da tinh N Y Stop 7.3.3 Chương trình điều khiển: Phần chương trình viết chi tiết phần phụ lục HVTH: Bùi Ngọc Thắng   Trang   96 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN GVHD:PGS.TS.DƯƠNG HOÀI NGHĨA CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 8.1 KẾT LUẬN: Các vấn đề giải đề tài 8.1.1 Mơ hình phần cứng robot: +Phân tích nét đặc trưng người : tỉ lệ phận người, phương thức di chuyển, khả hoạt động độc lập…, từ đưa phương án thiết kế robot cho giống người +Phần khí: thiết kế lắp ráp robot có tất 10 khớp Vật liệu dùng để thi công miếng nhôm mỏng nhẹ, khớp điều khiển RC Servo +Sử dụng cảm biến góc để đo góc nghiêng robot nhằm mục đích giữ cân cho robot +Board điều khiển trung tâm sử dụng chíp PIC18F4685 8.1.2 Phần mềm : +Các drivers viết C cho Vi điều khiển PIC PICC- Compiler dùng điều khiển ngoại vi như: tập lệnh điều khiển cho smart servo, sử dụng TIMER1, ADC I/O 8.1.3 Mơ : +Tìm hiểu mơ hình đối tượng Robot Biped 2D, liên kết Giải vấn đề động học động lực học cho biped robot +Xây dựng mô hình Simulink cho đối tượng Matlab bao gồm: động lực học robot giai đoạn Single Phase áp dụng giải thuật điều khiển phi tuyến vào mơ hình + Xây dựng cách thức bước từ tạo liệu chuẩn thuận tiện cho việc mô đảm bảo tính xác mơ hình thật chạy 8.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN: HVTH: Bùi Ngọc Thắng Trang  97 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN GVHD:PGS.TS.DƯƠNG HỒI NGHĨA +Mơ hình thực mà tác giả thi công humanoid robot với 10 bậc tự do, luận văn tác giả điều khiển cho robot thực bước thao tác đơn giản.Với trình nghiên cứu làm việc, tác giả hy vọng nâng cấp mơ hình robot thành mơ hình có kích cỡ lớn điều khiển linh hoạt + Ngoài thực nghiên cứu điều khiển bám theo góc quay cho Robot theo hướng có tính linh hoạt mạng nơron, fuzzy, điều khiển trượt số mơ hình điều khiển thích nghi khác HVTH: Bùi Ngọc Thắng Trang  98 TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD:PGS.TS DƯƠNG HOÀI NGHĨA TÀI LIỆU KHAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Thành, Mathlab ứng dụng điều khiển, nhà xuất đại học quốc gia [2] Lê Hoài Quốc, Kỹ thuật người máy, phần 1: Robot công nghiệp, nhà xuất đại học quốc gia TPHCM [3] Trần Thế Sang, Cơ sở nghiên cứu sáng tạo Robot, Nhà xuất thống kê [4] [Mu and Wu, 2004] Mu, X and Wu, Q (2004) Development of a complete dynamic model of a planar five-link biped and sliding mode control of its locomotion during the double support phase International Journal of Control [CD-ROM TAILIEUKHAMKHAO /modeling/dynamic model biped mu wu.pdf] [6] [Bachar, 2004] Bachar, Y (2004) Developing controllers for biped humanoid locomotion Technical report, University of Edinburgh, School of Informatics [CD-ROM TAILIEUKHAMKHAO/control/developing controllers for biped.pdf] [8] [Christensen et al., 2006] Christensen, J., Nielsen, J L., Svendsen, M S., Svenstrup,M S., Winter, K., and Ørts, P F (2006) Modelling and control of a biped robot Technical report, Aalborg University, Institute of electronic systems, Department of Control Engineering [CD-ROM TAILIEUKHAMKHAO /modeling/p8 report.pdf] [9] [Courtine and Schieppati, 2004] Courtine, G and Schieppati, M (2004) Human walking along a curved path: Body trajectory, segment orientation and the effect of vision European Journal of Neuroscience, vol 18 [CD-ROM TAILIEUKHAMKHAO / gait/human walk curved path 1.pdf] [10] [Erbatur et al., 2002] Erbatur, K., Okazaki, A., Obiya, K., Takahashi, T., and Kawamura, A (2002) A study on the zero moment point measurement for biped walking robots 7th International Workshop on Advanced Motion Control, IEEE [CD-ROM TAILIEUKHAMKHAO /modeling/zmp measure.pdf] [11] [Popovic, 2006] Popovic, D B (2006) Control of walking in humans [CD-ROM TAILIEUKHAMKHAO/gait/popovic control of walking in humans.pdf] [12] [Santos and Silva, 2005] Santos, V M F and Silva, F M T (2005) Engineering solutions to build an inexpensive humanoid robot based on a distributed control architecture - 5th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots [CD-ROM TAILIEUKHAMKHAO/feet/straingauge biped2.pdf] [13] O Haavisto and H.Hyotyniemi, “Simulation Tool of a Biped Walking Robot Model,” Technical Report 138, Helsinki University of Technology, Control Engineering Laboratory, 2004 HVTH: Bùi Ngọc Thắng  Trang 97  TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD:PGS.TS DƯƠNG HOÀI NGHĨA [14] The MathWorks, Inc., Matlab_The Language of www.mathworks Com) Technical Computing, (see [15] [HiTec, 2005] HiTec (2005) Announced specification of HS-645MG standard deluxe high torque servo [CD-ROM DATASHEETS /HS645MG servomotor.pdf] [16] [InvenSense Inc, 2006] InvenSense Inc (2006) Integrated Dual-Axis Gyro, IDG300 [CD-ROM DATASHEETS/IDG-300 Datasheet imu gyroscope.pdf] [17] [Analog Devices, 2000] Analog Devices (2000) Precision Single Supply Instrumentation Amplifier, AMP04 [CD-ROM DATASHEETS/amp04.pdf] [18] [Spark Fun Electronics, 2006] Spark Fun Electronics (2006) Spark Fun Electronics http://www.sparkfun.com HVTH: Bùi Ngọc Thắng  Trang 98  ... robot di chuyển Mơ hình động học dùng để đi? ??u khiển vị trí khớp quay robot bước Quá trình đi? ??u khiển chuyển động bước kết hợp đi? ??u khiển mơ hình 4.1 MƠ HÌNH CON LẮC NGƯỢC Trong phần này, mơ hình. .. chủ đạo sử dụng việc đi? ??u khiển robot (trong phạm vi đề tài) ƒ Xây dựng mơ hình đối tượng: Chương 4: Dựa vào phân tích chương xây dựng mơ hình đối tượng mơ hình đi? ??u khiển cho robot ƒ Mơ đối tượng:... MƠ HÌNH TỐN HỌC Chuyển động bước robot người chia mơ hình, mơ hình lắc ngược 3D mơ hình động học Mơ hình lắc ngược sử dụng robot nhấc chân lên khỏi mặt đất trạng thái không cân Dựa vào mơ hình