Thiết kế robot tự hành phục vụ vận chuyển trong các nhà máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ XUÂN THẮNG THIẾT KẾ ROBOT TỰ HÀNH PHỤC VỤ VẬN CHUYỂN TRONG CÁC NHÀ MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Hà Nội - Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ XUÂN THẮNG THIẾT KẾ ROBOT TỰ HÀNH PHỤC VỤ VẬN CHUYỂN TRONG CÁC NHÀ MÁY Chuyên nghành: Kỹ thuật điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HỒNG THÁI Hà Nội - Năm 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Vũ Xuân Thắng Đề tài luận văn: Thiết kế Robot tự hành phục vụ vận chuyển nhà máy Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số SV: CB160083 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 25/5/2019 với nội dung sau: Ý kiến hội đồng: Cịn nhiều lỗi soạn thảo trình bày, nhiều hình vẽ chữ * Tác giả luận văn chỉnh sửa: chỉnh sửa lại lỗi soạn thảo văn trình bày Ý kiến hội đồng: Nên bổ sung danh mục từ viết tắt * Tác giả luận văn chỉnh sửa: bổ sung danh mục ký hiệu chữ viết tắt Ý kiến hội đồng: Phần tổng quan Robot tự hành chương chưa làm bật ý nghĩa cần thiết phải nghiên cứu đề tài luận văn * Tác giả luận văn chỉnh sửa: bổ sung chỉnh sửa lại chương để làm bật ý nghĩa cần thiết phải nghiên cứu đề tài luận văn i Ý kiến hội đồng: Phần kết luận chương sơ sài, chưa khái quát nội dung thực vấn đề liên quan nghiên cứu chương sau * Tác giả luận văn chỉnh sửa: sửa nội dung kết luận chương Hà Nội, Ngày 09 tháng 06 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn TS NGUYỄN HỒNG THÁI VŨ XUÂN THẮNG CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GS.TS TRẦN VĂN ĐỊCH ii LỜI CAM ĐOAN Tên VŨ XUÂN THẮNG, học viên cao học lớp CB160083 Sau thời gian học tập, nghiên cứu trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, giúp đỡ thầy cô giáo đặc biệt TS NGUYỄN HỒNG THÁI, tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Tôi xin cam đoan nội dung trình bày luận văn kết nghiên cứu thân tôi, chép hay copy tác giả Tôi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan Hà Nội, Ngày 22 tháng năm 2019 Tác giả VŨ XUÂN THẮNG iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC KỸ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ vii DANH MỤC CÁC BẢNG xi LỜI MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề II Mục đích nghiên cứu luận văn III Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn IV Phạm vi nghiên cứu luận văn V Nội dung luận văn Chương TỔNG QUAN VỀ ROBOT TỰ HÀNH AGV TRONG CÁC DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP 1.1 Lịch sử phát triển 1.2 Cầu tạo Robot tự hành AGV 1.3 Phân loại Robot tự hành AGV 1.3.2 Phân loại theo dạng đường 10 1.4 Ứng dụng Robot tự hành AGV 11 1.4.1 Ngành công nghiệp ô tô linh kiện ô tô 11 1.4.2 Sản xuất chế biến giấy 13 1.4.3 Công nghiệp điện tử 14 1.4.4 Công nghiệp thực phẩm nước giải khát 15 Kết luận chương 16 Chương 17 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC ROBOT TỰ HÀNH AGV 17 2.1 Các tính Robot tự hành AGV 17 2.2 Mơ hình tốn học mơ tả động học Robot tự hành AGV 18 iv 2.3 Xác định quỹ đạo đường cong 38 2.4 Thiết lập phương trình động học Robot tự hành AGV 42 Kết luận chương 47 Chương 48 PHÂN TÍCH LỰC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT TỰ HÀNH AGV 48 3.1 Bài tốn phân tích lực 48 3.2 Tính tốn lực tác dụng lên xe 57 3.2.1 Trạng thái tĩnh 57 3.2.2 Trạng thái động 59 3.2.2.1 Lực ma sát 59 3.2.2.2 Lực quán tính 61 3.3 Mô men lực phát động 63 3.4 Phương trình động lực học 70 Kết luận chương 79 Chương 80 THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN ROBOT TỰ HÀNH AGV 80 4.1 Mô tả chức nhiệm vụ Robot tự hành AGV 80 4.2 Cấu tạo Robot tự hành AGV 80 4.3 Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển 82 4.4 Cấu trúc phần mềm điều khiển 96 Kết luận chương 99 KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN 100 Về mặt lý thuyết 100 Về mặt thực nghiệm 100 Các hướng nghiên cứu phát triển luận án để hoàn thiện kết nghiên cứu 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 Phụ lục 103 CODE CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA ROBOT AGV VÀ ĐỒ THỊ BIẾN THIÊN VẬN TỐC CỦA CÁC BÁNH CHỦ ĐỘNG 103 v DANH MỤC CÁC KỸ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT V : Vận tốc Robot AGV VR , VL : Vận tốc bánh chủ động phải, trái ω : Vận tốc góc Robot AGV ωR , ωL : Vận tốc góc bánh chủ động phải, trái R : Bán kính bánh chủ động ρ(θ ) : Bán kính quỹ đạo chuyển động l : Chiều rộng Robot AGV a : Gia tốc tiếp tuyến Robot AGV θ : Góc quay Robot AGV ϕ : Góc nghiêng mặt phẳng làm việc µ : Hệ số ma sát bánh xe Mt : Khối lượng tải M xe : Khối lượng xe g : Gia tốc trọng trường Fms : Lực ma sát Fqtn : Lực quán tính li tâm Fqtt : Lực quán tính tiếp tuyến Fct : Lực công tác Pct : Công suất công tác Pđc : Công suất đông ηk : Hiệu suất khớp nối ηol : Hiệu suất ổ lăn ηbr : Hiệu suất bánh vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Robot tự hành AGV giai đoạn đầu Hình 1.2 Xe hướng dẫn tự động cảm biến từ Hình 1.3 Robot tự hành AGV hoạt động nhà máy sản xuất Ơ tơ Hình 1.4 Các phận Robot AGV Hình 1.5 AGV kéo hàng nhà máy Hình 1.6 Xe chở AGV sử dụng hệ thống nâng, hạ Hình 1.7 Xe AGV sử dụng hệ thống băng tải Hình 1.8 Robot tự hành AGV nhà máy sản xuất khí Hình 1.9 Xe nâng tự hành AGV Hình 1.10 Xe nâng AGV hoạt động nhà máy thời đại công nghệ 4.0 10 Hình 1.11 Xe AGV chạy theo đường dẫn 10 Hình 1.12 AGV nhà máy máy BMW Leipzig (Source DS 2006) 12 Hình 1.13 Những mẫu AGV khác nhà máy BMW Leipzig (Source DS) 13 Hình 1.14 AGV vận chuyển giấy nhà máy Einsa Print International 13 Hình 1.15 AGV nâng hàng nhà máy Braunschweig 14 Hình 1.16 Hai mẫu AGV ngành cơng nghiệp điện tử 14 Hình 1.17 AGV hoạt động dây chuyền tự động 15 Hình 1.18 AGV hoạt động ngành cơng nghiệp nước giải khát 15 Hình 2.1 Hệ thống Robot tự hành AGV 17 Hình 2.2 Một dạng quỹ đạo đường xe tự hành phục vụ 18 dây chuyền sản xuất 18 Hình 2.3 Mơ tả quỹ đạo đường AGV 19 Hình 2.4 Quỹ đạo xe đường thẳng 19 Hình 2.5 Quỹ đạo xe đường cong 20 Hình 2.6 Xe quay chỗ 20 Hình 2.7 Xe AGV thẳng 21 Hình 2.8 Xét chuyển động bánh 21 vii Hình 2.9 Xe AGV trường hợp rẽ trái 22 Hình 2.10 Quỹ đạo phương trình x + y = 4(m) 23 Hình 2.11 Đồ thị quan hệ vận tốc bánh với vận tốc AGV 24 Hình 2.12 Xe AGV trường hợp rẽ phải 25 Hình 2.13 Biến thiên vận tốc theo thời gian t 27 Hình 2.14 Quan hệ vận tốc bánh với vận tốc Robot 28 Hình 2.15 Chiều vận tốc góc Robot quay chỗ sang phải 90° 28 Hình 2.16 Chiều vận tốc góc Robot quay chỗ sang trái 900 29 Hình 2.17 Robot tự hành AGV quay trái 30 Hình 2.18 Robot tự hành AGV theo quỹ đạo 31 Hình 2.19 Quỹ đạo chuyển động AGV: y (= x) x + 32 Hình 2.20 Bán kính quỹ đạo q trình chuyển động 33 Hình 2.21 Biến thiên vận tốc bánh theo thời gian t 34 Hình 2.22 Chuyển động Robot theo elip 35 Hình 2.23 Biến thiên bán kính quỹ đạo chuyển động 36 Hình 2.24 Vận tốc bánh 37 Hình 2.25 Robot AGV di chuyển quỹ đạo 39 Hình 2.26 Quỹ đạo chuyển động Robot 40 Hình 2.27 Biểu diễn biến thiên f (θ ) , ω1 ω2 42 Hình 2.28 Sơ đồ thiết lập phương trình động học Robot tự hành AGV 43 Hình 2.29 Chuyển động bánh 45 Hình 3.1 Cơ cấu truyền động động 48 Hình 3.2 Phân bố khối lượng hệ tổng quát 49 Hình 3.3 Lực quán tính tổng quát chất điểm 51 Hình 3.4 Quỹ đạo chuyển động bao gồm tín hiệu tăng tốc tín hiệu giảm tốc 54 Hình 3.5 Lực qn tính tác dụng lên xe theo quỹ đạo cong 55 Hình 3.6 Phân tích lực ma sát tác dụng lên xe 56 Hình 3.7 Các mẫu bánh xe bị động tự lựa thường dùng cho xe AGV 56 viii Hình 4.18 Sơ đồ kết nối với điều khiển động 57J1854EC-1000 Mô đun cảnh báo âm đèn nháy AD 103R Trong thực tế nhà xưởng Robot tự hành AGV hoạt động thường gặp công nhân lại qua đường Robot Robot phát nhờ hệ thống cảm biến Camera cần phải có cảnh báo Do đó, luận văn lựa chọn mơ đun loa tích hợp đèn nháy cảnh báo AD 103R mô tả hình 4.19 Hình 4.19 Mơ đun loa đèn nháy cảnh báo Chức năng: còi hú báo động nháy đèn màu đỏ có thơng số kỹ thuật: Điện áp – 12VDC, Dòng : 300mA, Tần số : 150/1p 91 d) Tính tốn lựa chọn khối nguồn Để Robot tự hành AGV hoạt động khối nguồn phải đáp ứng thời gian sử dụng tối thiểu ca làm việc Cơng thức tính thời lượng acquy tính sau: T= A.U pt p (4.1) Dòng định mưc cần thiết: I= Pđm U đm (4.2) Với P đm = 100 W, U đm = 2.4 V thay vào (4.2) ta có dịng định mức 4,16 A , sở lựa chọn nguồn mơ tả hình 4.20 Hình 4.20 Nguồn nuôi Robot Nguồn lấy từ acquy 12V/ 100Ah vào mạch chuyển đổi điện áp xuống 5v đưa vào vi điều khiển nguồn khơng ổn định vi điều khiển bị treo dẫn đến ngưng làm việc Trong phần em sử dụng LM 2596 chịu dịng cao lên đến 3A e) Cảm biến nhận dạng Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK Có chức nhận diện vật cản từ khoảng cách m để Robot chậm lại cảnh báo khoảng cách cịn 1m Robot dừng lại Vì luận văn lựa chọn cảm biến có model E18 – D80NK mơ tả hình 4.21 Hình 4.21 Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK 92 Cảm biến gồm có mắt phát mắt thu hồng ngoại, phát vật cản tầm quan sát từ 1cm đến 4m, cảm biến có thơng số kỹ thuật: Nguồn + 5V DC; Chân tín hiệu đầu cực thu hở cần phải có trở kéo để trở thành mức cao Bố trí cảm biến Robot mơ tả hình 4.22 Cảm biến hồng ngoại Hình 4.22 Bố trí cảm biến hồng ngoại Robot tự hành AGV Cảm biến quang Ngồi khơng phải hệ thống tự động trang bị đầy đủ sở hạ tầng công nghệ thông tin quản trị theo cấu trúc kết nối IOT, để tăng khả ứng dụng Robot tự hành trường hợp luận văn tích hợp thêm hệ thống cảm biến quang nhận diện vạch kẻ đường, hình 4.23 ảnh chụp trình lắp ghép linh kiện chế tạo, cịn hình 4.24 hệ thống cảm biến quang nhận dạng đường vạch kẻ sàn phân xưởng sau kiểm tra tín hiệu 93 Hình 4.23 Kiểm tra cảm biến quan trình chế tạo thử nghiệm Hình 4.24 Hệ thống cảm biến quang nhận diện vạch kẻ đường gầm Robot AGV e) Lặp đặt hệ thống phần cứng điều khiển Robot tự hành AGV Trên sở lý thuyết thiết lập chương chương luận văn làm sơ sở lý thuyết tính tốn lựa chọn thơng số thiết bị Ngồi ra, với sở tính tốn lựa chọn thiết bị ta có ảnh chụp hệ thống tổng thể thiết bị phần cứng điều khiển Robot mơ tả hình 4.25 94 Hình 4.25 Ảnh chụp hệ thống điều khiển phần cứng sau lắp đặt 95 4.4 Cấu trúc phần mềm điều khiển Hình 4.26 Cấu trúc tương tác tín hiệu điều khiển Từ hình 4.26 Robot hoạt động (theo chương trình cài đặt khối điều khiển trung tâm) thơng qua USB kết nối với máy tính: Trường hợp 1: Khi hệ thống khơng có sở hạ tầng cơng nghệ thơng tin Cài đặt chương trình theo cảm biến dẫn đường vạch kẻ, Robot bám theo vạch kẻ sàn nhà để đến đường dẫn vạch kẻ đường màu trắng Tuy nhiên để dừng vị trí cơng nghệ xác định cần phải có điểm đánh dấu “bằng hình Vng có kích thước lớn vạch kẻ”, việc nhận diện cách đưa phần cảm biến quang Robot đến nhận diện khai báo lại chương trình Tín hiệu đưa khối điều khiển trung tâm Arduino Mega 2560 so sánh với mô đun phần mềm nội suy cài đặt khối điều khiển trung tâm phát tín hiệu xung điều khiển qua Driver 2HSS57 để điều khiển động La bàn số HMC5883L có chức định vị tọa độ thực Robot trình hoạt động tương tác với môi trường làm việc Khối cảm biến bao gồm cảm biến siêu âm (SRF - 05) cảm biến hồng ngoại (E18-D80NK) để đo xác định vật cản đường có vật cản báo mô đun khiển trung tâm Arduino Mega 2560 để dừng động dẫn động phát tín hiệu đến cịi báo đèn tín hiệu Ngồi ra, Robot cịn trang bị khí cụ điện đèn xi nhan rẽ trái, rẽ phải mô tả hình 4.1 96 Trường hợp 2: Khi hệ thống có sở hạ tầng cơng nghệ thơng tin kết nối IOT với thiết bị nhà máy thông minh trạm điều khiển trung tâm Bộ thu phát Wifi Hình 4.27 Cấu trúc tương tác tín hiệu điều khiển kết nối không dây Đối với trường hợp tất tín hiệu điều khiển truyền tương tác Robot AGV với môi trường làm việc thông qua trung tâm điều khiển chương trình cài đặt khối điều khiển trung tâm Arduino Mega 2560 Các tính khác cịn lại tương tự trường hợp 1, nhiên định vị từ la bàn số HMC5883L gửi trung tâm điều khiển qua hệ thống truyền thơng khơng dây Ngồi ra, để Robot nhận diện hình ảnh truyền trung tâm điều khiển phải bổ sung thuật tốn Camshift trình bày Thuật tốn Camshift nhận dạng hình ảnh Để Robot nhận diện xử lý tín hiệu hình ảnh phần trình bày thuật tốn xử lý ảnh thu nhận từ Camera Khi hình ảnh thu nhận từ camera để Robot hiểu tiếp nhận thông tin theo yêu cầu công nghệ mà ta cài đặt cho Robot ta sử 97 dụng thuật toán Camshift phát triển sở thuật toán Camshift viết tắt “Continuously Adaptive Meanshift” Các bước thực thi thuật toán: Bước 1: Chọn vị trí ban đầu Search Window Bước 2: Dùng thuật toán Meanshift (lặp nhiều lần) lưu vùng gọi moment thứ Bước 3: Đặt kích cỡ cửa sổ tìm kiếm hàm moment thứ tìm bước Bước 4: Lặp lại bước bước hội tụ Hình 4.25 sơ đồ thuật tốn Camshift Hình 4.28 Lưu đồ thuật tốn Camshift Đầu tiên Histogram tạo ra, Histogram chứa thuộc tính liên quan đến màu sắc tâm kích cỡ mục tiêu tính tốn để theo dõi mục tiêu hình dạng kích cỡ ảnh thay đổi Tính xác suất phân bố mục tiêu vào Histogram nhận Dịch chuyển đến vị trí khung hình vừa nhận từ video Camshift dịch chuyển đến vị trí mà ước lượng đối tượng tập trung nhiều điểm sáng ảnh xác suất Tìm vị trí vị trí trước tính tốn giá trị trọng tâm vừa tìm Cả hai thuật tốn có thư viện hàm tính tốn OpenCV 98 Kết luận chương Trên sở lý thuyết tính tốn chương chương chương trình bày chi tiết thiết kế, lựa chọn thiết bị chế tạo thực nghiệm Robot tự hành AGV với tính thiết kế phù hợp với phát triển cách mạng công nghiệp 4.0 99 KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN Sau thời gian tìm hiểu, thực nghiên cứu luận văn đạt kết sau: Về mặt lý thuyết Đã thiết lập xây dựng mơ hình tốn học giải toán: i) Bài toán động học Robot tự hành AGV, sở để xác định vận tốc làm việc Robot mơ hình tốn học để thiết kế điều khiển vận tốc cài đặt cho Robot; ii) Bài toán động lực học Robot tự hành AGV kết tốn có ý nghĩa việc thiết kế kết cấu khí xây dựng điều khiển động lực học Robot có tương tác với mơi trường Về mặt thực nghiệm Đã chế tạo thực nghiệm Robot tự hành AGV với thiết bị phần cứng lựa chọn lắp đặt kiểm tra chỗ tính hoạt động đáp ứng yêu cầu cách mạng công nghiệp 4.0 Các hướng nghiên cứu phát triển luận án để hoàn thiện kết nghiên cứu Các nghiên cứu luận văn dừng lại nghiên cứu phương trình chuyển động, cịn thực nghiệm thiết kế chế tạo phần cứng hệ điều hành Robot tự hành AGV để Robot tích hợp với hệ thống sản xuất thông minh luận văn xin đề xuất nội dung nghiên cứu tiếp để hoàn thiện nghiên cứu: + Xây dựng thuật toán điều khiển bầy đàn để nhận biết tương tác Robot với Robot với hệ thống sản xuất + Viết phần mềm xử lý phân tích tín hiệu để định điều khiển đến phần cứng hệ thống + Ứng dụng trí tuệ nhân tạo tối ưu đường điều khiển Robot theo kiểu bầy đàn + Viết lại phần mềm theo hướng tích hợp hệ thống mở 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO Jasprabhjit Mehami, mauludin Nawi, Ray Y Zhong; Smart automated guided vehicles for manufacturing in the context of industry 4.0; Procedia Manufacturing 26 (2018) 1077 – 1086,Doi:10.1016/j.promfg.2018.07.144 Puneeth Valmiki, Abhinav Simha Reddy, Gowtham Panchakarla, Kranthi Kumar, Rajesh Purohit, Amit Suhane; A Study on Simulation Methods for AGV Fleet Size Estimation in a Flexible Manufacturing System; Materials Today: Proceedings (2018) 3994–3999, Doi: 10.1016/j.matpr.2017.11.658 Günter Ullrich; Automated Guided Vehicle Systems a Primer with Practical Applications; Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015 Rundong Yan, S.J Dunnett, L.M Jackson; Novel methodology for optimising the design, operation and maintenance of a multi-AGV system; Reliability Engineering & System Safety, 178 (2018)130-139, Doi: 10.1016/j.ress.2018.06.003 Mitja Kolenc, Norman Ihle, Christoph Gutschi, Peter Nemček, Thomas Breitkreuz, Karlheinz Gödderz, Nermin Suljanović, Matej Zajc; Virtual power plant architecture using OpenADR 2.0b for dynamic charging of automated guided vehicles; Electrical Power and Energy Systems 104 (2019) 370–382, Doi: 10.1016/j.ijepes.2018.07.032 Pooya Farahvash, Thomas O Boucher; A multi-agent architecture for control of AGV systems; Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 20 (2004) 473–483, Doi: 10.1016/j.rcim.2004.07.005 Ronald J Mantel, Henri R.A Landeweerd; Design and operational control of an AGV system; Int J Production Economics 41 (1995) 257-266, Doi: 10.1016/09255273(95)00018-6 Elena Cardarelli, Valerio Digani, Lorenzo Sabattini, Cristian Secchi, Cesare Fantuzzi; Cooperative cloud Robotics architecture for the coordination of multi-AGV systems in industrial warehouses; Mechatronics45(2017) 1–13, Doi: 10.1016/j.mechatronics.2017.04.005 Ludger Overmeyer, Florian Podszus, Lars Dohrmann; Multimodal speech and gesture control of AGVs, including EEG-based measurements of cognitive workload; 101 CIRP Annals - Manufacturing Technology (65) (2016) 425-428, Doi: 10.1016/j.cirp.2016.04.030 10 Maria Pia Fanti, Agostino M Mangini, Giovanni Pedroncelli, Walter Ukovich; A decentralized control strategy for the coordination of AGV systems; Control Engineering Practice 70 (2018) 86–97, Doi: 10.1016/j.conengprac.2017.10.001 11 Yulei Wang, Haitao Ding, Jingxin Yuan, Hong Chen; Output-feedback triple-step coordinated control for path following of autonomous ground vehicles; Mechanical Systems and Signal Processing 116 (2019) 146–159, Doi: 10.1016/j.ymssp.2018.06.011 12 Gerald Cook, Mobile Robots, Wiley 2011; 13 Nguyễn Văn Hòa, Cơ sở lý thuyết điều khiển tự động; Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2006 14 Nguyễn Dỗn Phước, Lý thuyết điều khiển tuyến tính, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2004 15 Nguyễn Mạnh Tiến, Điều khiển Robot công nghiệp, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2007 16 Lê Văn Doanh, Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Văn Hòa, Võ Thạch Sơn, Đào Văn Tân; Các cảm biến kỹ thuật đo lường điều khiển, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2005 102 Phụ lục CODE CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA ROBOT AGV VÀ ĐỒ THỊ BIẾN THIÊN VẬN TỐC CỦA CÁC BÁNH CHỦ ĐỘNG %================================================================% % HAM VE QUY DAO DUONG TRON CUA AGV % % BO MON: CO SO THIET KE MAY & ROBOT, VIEN CO KHI, DHBKHN % % HA NOI NGAY 12/10/2018 % %================================================================% % phi: goc quay % % x : toa theo truc x % % y : toa theo truc y % phi=0:0.01:2*pi x=2*sin(phi) y=2*cos(phi) plot(x,y) %================================================================% % HAM VE QUAN HE VAN TOC CAC BANH CHU DONG % % VA VAN TOC CUA AGV % % BO MON: CO SO THIET KE MAY & ROBOT, VIEN CO KHI, DHBKHN % % HA NOI NGAY 12/10/2018 % %================================================================% % x : van toc cua tam AGV % % y : van toc banh chu dong trai % % z : van toc banh chu dong phai % x=0:0.1:1 y=7/8*x z=9/8*x plot(x,y,x,z) lengend ('Vl','Vr ') grid on %================================================================% % HAM VE QUY DAO CHUYEN DONG PARABOL CUA AGV % % BO MON: CO SO THIET KE MAY & ROBOT, VIEN CO KHI, DHBKHN % % HA NOI NGAY 12/10/2018 % %================================================================% x=-2:0.1:2 y=4*x.^2+2 z=(1+64*x.^2).^(3/2)/8 plot(x,z) grid on %================================================================% % HAM VE BAN KINH QUY DAO CHUYEN DONG CUA AGV % % BO MON: CO SO THIET KE MAY & ROBOT, VIEN CO KHI, DHBKHN % % HA NOI NGAY 12/10/2018 % %================================================================% x=-2:0.1:2 % z: ban kinh quy dao chuyen dong theo thoi gian % z=(1+64*x.^2).^(3/2)/8 plot(x,z) 103 grid on %================================================================% % HAM VE BIEN THIEN VAN TOC CAC BANH CUA AGV % % BO MON: CO SO THIET KE MAY & ROBOT, VIEN CO KHI, DHBKHN % % HA NOI NGAY 12/10/2018 % %================================================================% x=-5:0.001:5 % a1: van toc banh chu dong trai % % a2: van toc banh chu dong phai % a1=400000-0.8\((1+64*x.^2).^(3/2)) a2=400000+0.8\((1+64*x.^2).^(3/2)) plot(x,a1,x,a2) grid on %================================================================% % HAM VE QUY DAO CHUYEN DONG ELIP CUA AGV % % BO MON: CO SO THIET KE MAY & ROBOT, VIEN CO KHI, DHBKHN % % HA NOI NGAY 12/10/2018 % %================================================================% x=-2:0.01:2 y=sqrt(9*(1-x.^2/4)) z=-sqrt(9*(1-x.^2/4)) plot(x,y,x,z) axis aqual grid on %================================================================% % HAM VE BIEN THIEN BAN KINH QUY DAO CHUYEN DONG CUA AGV % % BO MON: CO SO THIET KE MAY & ROBOT, VIEN CO KHI, DHBKHN % % HA NOI NGAY 12/10/2018 % %================================================================% syms x y % Ham so f(x) f=sqrt(9*(1-x.^2/4)) % Tinh dao ham cap cua f(x) diff(f,x) % Tinh dao ham cap cua f(x) diff(ans,x) %================================================================% syms x a=-(9*x)./(4*(9 - (9*x.^2)./4).^(1./2)); b=- (81*x.^2)./(16*(9 - (9*x.^2)./4).^(3/2)) - 9./(4*(9 (9*x.^2)./4).^(1/2)) c=abs(b) % y: ban kinh quy dao y=((1+a.^2).^(3/2))./(c) plot(x,y) grid on %================================================================% % HAM VE BIEN THIEN VAN TOC CAC BANH CUA AGV % % BO MON: CO SO THIET KE MAY & ROBOT, VIEN CO KHI, DHBKHN % % HA NOI NGAY 12/10/2018 % %================================================================% % Ham so y=+-sqrt(9*(1-x.^2/4)) 104 % a la dao ham cap cua y % b la dao ham cap cua y % y la ban kinh quy dao % a1 la van toc banh trai % a2 la van toc banh phai x=-2:0.01:2 a=-(9*x)./(4*(9 - (9*x.^2)./4).^(1./2)) b=- (81*x.^2)./(16*(9 - (9*x.^2)./4).^(3/2)) - 9./(4*(9 (9*x.^2)./4).^(1/2)) c=abs(b) y=((1+a.^2).^(3/2))./(c) a1=0.4-0.1./(y) a2=0.4+0.1./(y) plot(x,a1,x,a2) grid on %================================================================% % HAM VE QUY DAO CHUYEN DONG HINH SIN CUA AGV % % BO MON: CO SO THIET KE MAY & ROBOT, VIEN CO KHI, DHBKHN % % HA NOI NGAY 12/10/2018 % %================================================================% x=0:0.1:20 y=sin(x); phi=-30/180*pi; plot(x*cos(phi)+y*sin(phi),y*cos(phi)-x*sin(phi)) %plot(x,y,'*') hold on grid on %================================================================% % HAM VE QUY DAO CHUYEN DONG HINH XOAN OC CUA AGV % % BO MON: CO SO THIET KE MAY & ROBOT, VIEN CO KHI, DHBKHN % % HA NOI NGAY 12/10/2018 % %================================================================% phi=0:0.1:2*pi x=2*cos(phi) y=2*sin(phi) z=4*phi plot3(x,y,z) grid on %================================================================% % HAM VE BIEN THIEN MOMEN QUAY QUANH TRUC AZ CUA AGV % % BO MON: CO SO THIET KE MAY & ROBOT, VIEN CO KHI, DHBKHN % % HA NOI NGAY 12/10/2018 % %================================================================% % T: momen quay quanh truc Az % x: góc nghieng alpha x=0:0.02:pi/2 T=202.5*sin(x)-79.82 plot(x,T) grid on 105 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ XUÂN THẮNG THIẾT KẾ ROBOT TỰ HÀNH PHỤC VỤ VẬN CHUYỂN TRONG CÁC NHÀ MÁY Chuyên nghành: Kỹ thuật điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ... kiện, Robot tự hành AGV mô đun liên kết máy móc sản xuất theo quy trình - Các loại Robot tự hành AGV kéo, nâng dùng để cung cấp linh kiện dây chuyền sản xuất - Trong công tác kho vận Robot tự hành. .. học Robot Chương 4: Thiết kế chế tạo điều khiển Robot tự hành AGV Chương trình bày chế tạo thực nghiệm Robot tự hành AGV bao gồm vấn đề từ thiết kế, chế tạo điều khiển lắp đặt hoàn chỉnh Robot tự