Sau 5 năm được rèn học tập lĩnh hội kiến thức từ lý thuyết đến các buổi thực hành các đồ án cùng với thực tập thì đồ án tốt nghiệp chính là sản phẩm đúc kết tất cả những gì em đã linh hội được Từ những kiến thức đó cùng với khả năng và nhu cầu thực tế hiện nay em đã tự chọn ra cho mình đề tài Thiết kế chế tạo Robot hút bụi thông minh dưới sự hướng dẫn của thầy PGS TS Trần Xuân Tùy Với xã hội càng ngày càng hiện đại và con người ngày càng dành thời gian nhiều hơn cho công việc và nghỉ ngơi thì làm việc nhà đã cần đến sự có mặt của các Robot tự động Hiện nay trên thực tế đã có một số loại máy hút bụi cũng như Robot hút bụi nhưng bản thân em muốn ứng dụng những kiến thức mình đã học và tiếp thu để tổng hợp tự thiết kế và chế tạo ra Robot cho riêng mình Kết hợp cả quét rác và hút hụi sẽ thuận tiện và sạch sẽ hơn nhiều Ngoài ra hiện nay việc sử dụng Robot cho các nhà có tầng cầu thang mang đến nguy cơ Robot sẽ bị rơt rớt cầu thang nếu không có sự che chắn cẩn thận Nhưng với sợ cải tiến ở Robot hút bụi thông minh này thì nguy cơ đó sẽ bị loại bỏ hoàn toàn với khả năng nhận biết được địa hình có thể bị rơi rớt Khiến người dung có thể yên tâm để chú Robot dọn nhà sạch sẽ mà không lo ngại bị rơi rớt hư hỏng
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT HÚT BỤI THÔNG MINH Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Số thẻ sinh viên : Lớp: PGS.TS TRẦN XUÂN TÙY TRẦN HỒNG THẮNG 101130214 13CDT2 Đà Nẵng, 05/2018 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thơng tin chung: Họ tên sinh viên: Trần Hồng Thắng Lớp: 13CDT2 Số thẻ SV: 101130214 Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thông minh Người hướng dẫn: Trần Xuân Tùy Học hàm/ học vị: PGS.TS II Nhận xét đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, sáng tạo ứng dụng đồ án: (điểm đánh giá tối đa 2đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa 2đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… NCKH: (nếu có báo khoa học ĐATN đề tài NCKH: cộng thêm 1đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… III Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… IV Đánh giá: Điểm đánh giá: Đề nghị: /10 Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018 Người hướng dẫn SVTH: Trần Hồng Thắng Trang Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP V Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Trần Hồng Thắng Lớp: 13CDT2 Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thông minh VI.Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Điểm Điểm Điểm tối đa trừ cịn lại TT Các tiêu chí đánh giá Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải đủ nhiệm vụ đồ án giao - Hiểu vận dụng kiến thức Toán khoa học tự nhiên vấn đề nghiên cứu 1b - Hiểu vận dụng kiến thức sở chuyên ngành vấn đề nghiên cứu 1c - Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm mơ phỏng, tính tốn vấn đề nghiên cứu 1d - Có kỹ đọc, hiểu tài liệu tiếng nước ứng dụng vấn đề nghiên cứu 1e - Có kỹ làm việc nhóm, kỹ giải vấn đề 1a 1f 2a 2b - Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; ứng dụng thực tiễn: Kỹ viết : - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích - Thuyết minh đồ án khơng có lỗi tả, in ấn, định 80 15 25 10 10 10 10 20 15 dạng Tổng điểm đánh giá: theo thang 100 Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) Ý kiến khác: ……………………………………………………………………………………… Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018 Họ tên & Chữ kí người chấm SVTH: Trần Hồng Thắng Trang Đồ án Tốt nghiệp ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ PHIẾU NHẬN XÉT BẢO VỆ & CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VII Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Trần Hồng Thắng Lớp: 13CDT2 Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thông minh VIII Nhận xét tình hình bảo vệ chấm đồ án tốt nghiệp: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đà Nẵng, ngày Chủ tịch HĐ SVTH: Trần Hồng Thắng tháng năm 201 Thư ký HĐ Trang Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT HÚT BỤI THÔNG MINH Họ tên SV : Trần Hồng Thắng Mã SV : 101130214 Lớp : 13CDT2 GV hướng dẫn : PGS.TS Trần Xuân Tùy GV duyệt : GV.TS Nguyễn Danh Ngọc Nội dung làm bao gồm vấn đề sau: Nhu cầu thực tế đề tài Sau năm rèn học tập, lĩnh hội kiến thức từ lý thuyết đến buổi thực hành, đồ án với thực tập đồ án tốt nghiệp sản phẩm đúc kết tất em linh hội Từ kiến thức với khả nhu cầu thực tế , em tự chọn cho đề tài “ Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thông minh” hướng dẫn thầy PGS.TS Trần Xuân Tùy Với xã hội ngày đại, người ngày dành thời gian nhiều cho cơng việc nghỉ ngơi làm việc nhà cần đến có mặt Robot tự động Hiện thực tế có số loại máy hút bụi Robot hút bụi, thân em muốn ứng dụng kiến thức học tiếp thu để tổng hợp tự thiết kế chế tạo Robot cho riêng Kết hợp quét rác hút hụi , thuận tiện nhiều Ngoài việc sử dụng Robot cho nhà có tầng , cầu thang mang đến nguy Robot bị rơt rớt cầu thang khơng có che chắn cẩn thận Nhưng với sợ cải tiến Robot hút bụi thơng minh nguy bị loại bỏ hoàn toàn với khả nhận biết địa hình bị rơi rớt Khiến người dung yên tâm để Robot dọn nhà mà không lo ngại bị rơi rớt, hư hỏng Phạm vi nghiên cứu đề tài tốt nghiệp: Trong đề tài chúng em thiết kế cấu cho máy, tìm hiều phương pháp điều khiển để đưa phương án tối ưu nhất, nghiên cứu tính thiết thực sản đưa giải pháp phù hợp để đảm bảo khả hoạt động Robot cao khả hư hỏng - Tính tốn thiết kế phận với tỉ lệ thật nhằm đưa sản phẩm vào sử dụng thực tế - Thiết kế thi công Robot Nội dung đề tài thực : SVTH: Trần Hồng Thắng Trang Đồ án Tốt nghiệp - Số trang thuyết minh: 75 - Số vẽ: 4A0 - Mơ hình: Robot hút bụi hồn thiện Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi Kết đạt được: * Phần lý thuyết tìm hiểu: - Tổng quan Robot hút bụi, tính thiết thực cấp thiết đề tài - Các sản phẩm Robot hút bụi giới - Đứa phương án truyền động, quét, hút bụi để lựa chọn phương án tối ưu cho đề tài - Tính tốn lựa chọn thành phần, động cơ, truyền sử dụng Robot hút bụi - Thiết kế phận, khung gá đặt robot - Giới thiệu thành phần module chức điều khiển động * Đã lựa chọn thiết kế phần: - Lựạ chọn đưa phương án tối ưu - Lựa chọn cấu truyền động cho robot - Chọn loại động sử dụng - Chọn cách di chuyển hợp lí, hồn tồn tự động * Kèm Robot hút bụi hoàn thiện SVTH: Trần Hồng Thắng Trang Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc Khoa : Cơ Khí NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Hồng Thắng Lớp: 13CDT2 Số thẻ sinh viên: 101130214 Khoa: Cơ Khí Ngành: Cơ Điện Tử Tên đề tài đồ án: Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi thơng minh Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Tìm hiểu số Robot hút bụi khác để phân tích ưu nhược điểm đưa ý tưởng thiết kế Đưa ngun lí, tính tốn lựa chọn cấu phù hợp để thiết kế Thiết kế Robot Solidworks, tìm hiểu code điều khiển Thi cơng , lắp ráp Robot Hoàn thành Robot , thuyết minh vẽ Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): - Bản vẽ tổng thể chế tạo : 1A0 - Bản vẽ sơ đồ động : 1A0 - Bản vẽ sơ đồ mạch điện : 1A0 - Bản vẽ sơ đồ thuật toán : 1A0 Họ tên người hướng dẫn : PGS.TS Trần Xuân Tùy Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 5/2/2018 7.Ngày hoàn thành đồ án: 25/5/2018 Đà Nẵng, ngày Trưởng Bộ môn kỹ thuật tháng năm 201 Người hướng dẫn Cơ điện tử SVTH: Trần Hồng Thắng Trang Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, Robot khơng cịn q xa lạ với người, chúng kết tinh thành tựu to lớn khoa học kỹ thuật nhân loại Robot ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp, y tế, nghiên cứu khoa học, giải trí, phục vụ đời sống người Kéo theo yêu cầu hệ robot thông minh, linh hoạt có kỹ lao động người Cùng với phát triển kinh tế - xã hội Việt Nam việc đưa robot vào hoạt động sản xuất công nghiệp ngày nhiều Tuy nhiên robot phục vụ gia đình, robot giải trí – gọi chung robot dịch vụ cịn lĩnh vực mẻ quan tâm Từ đó, em chọn đề tài: “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT HÚT BỤI THÔNG MINH” cho đồ án tốt nghiệp Robot thực việc hút bụi hoàn toàn tự động cần nút nhấn ROBOT Trong q trình tìm tịi, nghiên cứu sử dụng kiến thức thân hạn chế mặt kiến thức, mà khoa học Robot lại rộng lớn nên chúng em tránh thiếu sót Vì chúng em mong nhận bảo tận tình thầy khoa giúp chúng em bổ sung nắm vững vốn kiến thức Trong suốt trình thực đề tài, chúng em giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy PGS.TS Trần Xuân Tùy GV.TS Nguyễn Danh Ngọc thầy khoa Cơ khí giúp chúng em hồn thành đồ án Sinh viên thực Trần Hồng Thắng SVTH: Trần Hồng Thắng Trang Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi CAM ĐOAN Kính gửi: - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng - Khoa Cơ Khí Em xin cam đoan nội dung đồ án chép đồ án hay công trình có trước Mọi giúp đỡ cho việc thực đồ án cảm ơn, thơng tin trích dẫn đồ án ghi nguồn gốc rõ ràng phép công bố Sinh viên thực hiện: Trần Hồng Thắng SVTH: Trần Hồng Thắng Trang Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ROBOT 11 1.1 Khái niệm Robot : 11 1.2.Phân loại Robot: 12 1.3 Các phận robot di động thông minh : 13 1.4 Các mơ hình điều khiển robot: 14 1.4.1 Mơ hình kiểu phản xạ : 14 1.4.2 Mơ hình “sens – plan – act “ : 14 1.4.3 Mơ hình kiểu lai : 14 1.5 Tổng quan Robot hút bụi : 15 1.5.1 Robot hút bụi M388 15 1.5.2 Robot hút bụi NaviBot S Robotic Cleaner : 16 1.5.3 Robot hút bụi thông minh Cocorobo với model RX-V60: 17 1.6 Tính chung robot hút bụi: 18 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ 19 2.1 Phân tích phương án chọn kết cấu khí: 20 2.1.1 Lựa chon động cho robot: 21 2.1.2 Lựa chọn bánh xe cho robot: 23 2.1.3 Lựa chọn cấu hút quét bụi: 23 2.2 Phân tích phương án chọn hệ thống điều khiển: 24 2.3 Phân tích động học cho robot: 25 2.3.1 Các hướng điều khiển chuyển động cho robot: 25 2.3.1.1 Chuyển động tịnh tiến: 26 2.3.1.2 Chuyển động xoay: 27 2.3.1.3 Phương trình động học cho robot: 27 2.4 Tính tốn thơng số động học cho robot: 30 2.4.1 Tính chọn thơng số động đường kính bánh xe: 31 2.4.2 Tính chọn thơng số động chổi quét: 31 2.4.3 Tính chọn thơng số động phận quét rác bụi: 32 2.5 Một số hình ảnh robot thiết kế thực tế 33 SVTH: Trần Hồng Thắng Trang Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi Khi không sử dụng USB làm nguồn sử dụng nguồn ngồi thơng qua jack cắm 2.1mm ( cực dương giửa ) sử dụng chân Vin GND để cấp nguồn cho Arduino Bo mạch hoạt động với nguồn điện áp từ – 20 volt Chúng ta cấp áp lớn nhiên chân 5V có mực điện áp lớn volt Và sử dụng nguồn lớn 12 volt có tượng nóng làm hỏng bo mạch Khuyết cáo bạn nên dùng nguồn ổn định đến 12 volt Chân 5V chân 3.3V (Output voltage) : chân dùng để lấy nguồn từ nguồn mà cung cấp cho Arduino Lưu ý : không cấp nguồn vào chân làm hỏng Arduino GND: chân mass c) Chip Atmega328 Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng: • 32KB nhớ Flash: đoạn lệnh bạn lập trình lưu trữ nhớ Flash vi điều khiển Thường có khoảng vài KB số dùng cho bootloader đừng lo, bạn cần 20KB nhớ đâu • 2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị biến bạn khai báo lập trình lưu Bạn khai báo nhiều biến cần nhiều nhớ RAM Tuy vậy, thực nhớ RAM lại trở thành thứ mà bạn phải bận tâm Khi điện, liệu SRAM bị • 1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory): giống ổ cứng mini – nơi bạn đọc ghi liệu vào mà lo bị cúp điện giống liệu SRAM d) Input Output ( 4, 6) Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc xuất tín hiệu Chúng có mức điện áp 0V 5V với dòng vào/ra tối đa chân 40mA Ở chân có điện trở pull-up từ cài đặt vi điều khiển ATmega328 (mặc định điện trở không kết nối) SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 40 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi Một số chân digital có chức đặc biệt sau: • chân Serial: (RX) (TX): dùng để gửi (transmit – TX) nhận (receive – RX) liệu TTL Serial Arduino Uno giao tiếp với thiết bị khác thông qua chân Kết nối bluetooth thường thấy nói nơm na kết nối Serial khơng dây Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng chân khơng cần thiết • Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, 11: cho phép bạn xuất xung PWM với độ phân giải 8bit (giá trị từ → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) hàm analogWrite() Nói cách đơn giản, bạn điều chỉnh điện áp chân từ mức 0V đến 5V thay cố định mức 0V 5V chân khác • Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) Ngồi chức thơng thường, chân dùng để truyền phát liệu giao thức SPI với thiết bị khác LED 13: Arduino UNO có đèn led màu cam (kí hiệu chữ L) Khi bấm nút Reset, bạn thấy đèn nhấp nháy để báo hiệu Nó nối với chân số 13 Khi chân người dùng sử dụng, LED sáng Arduino UNO có chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0 → 210-1) để đọc giá trị điện áp khoảng 0V → 5V Với chân AREF board, bạn để đưa vào điện áp tham chiếu sử dụng chân analog Tức bạn cấp điện áp 2.5V vào chân bạn dùng chân analog để đo điện áp khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải 10bit Đặc biệt, Arduino UNO có chân A4 (SDA) A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với thiết bị khác e) Reset (7): dùng để reset Arduino 3.3 Mạch điều khiển động L298N SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 41 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi Hình 3.4 Module L298N Các thơng số kĩ thuật: • Driver: L298N tích hợp hai mạch cầu H • Điện áp điều khiển : +5V ~ +12 V • Dịng tối đa cho cầu H :2A • Điện áp tín hiệu điều khiển : +5 V ~ +7 V • Dịng tín hiệu điều khiển : ~ 36Ma • Cơng suất hao phí : 20W (khi nhiệt độ T = 75 °C) • Nhiệt độ bảo quản : -25°C ~ +130 Cách sử dụng: IC L298 IC tích hợp nguyên khối gồm mạch cầu H bên Với điện áp làm tăng công suất nhỏ động DC loại vừa Chức chân L298 - chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4 nối với chân 5, 7, 10, 12 L298 Đây chân nhận tín hiệu điều khiển - chân OUTUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 (tương ứng với chân INPUT) nối với chân 2, 3,13,14 L298 Các chân nối với động SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 42 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi - Hai chân ENA ENB dùng để điều khiển mạch cầu H L298 Nếu mức logic “1” (nối với nguồn 5V) cho phép mạch cầu H hoạt động, mức logic “0” mạch cầu H không hoạt động INT1 = 1; INT2 = 0: Động quay thuận INT1 = 0; INT2 = 1: Động quay nghịch INT1 = INT2: Động dùng tức Với ENB tương tự với INT3, INT4 Sơ đồ nguyên lý: Hình 3.5 Sơ đồ ngun lí L298N 3.4 Mạch cảm biến siêu âm: Hình 3.6: Cảm biến đo khoảng cách SRF05 Cảm biến SRF05 loại cảm biến khoảng cách dựa nguyên lý thu phát siêu âm Cảm biến gồm phát thu sóng siêu âm Sóng siêu âm từ đầu phát truyền khơng khí, gặp vật cản (vật cần đo khoảng cách tới) phản xạ ngược SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 43 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi trở lại đầu thu ghi lại Khoảng cách đo SRF05 nằm phạm vi từ 4cm đến 300cm Hình 3.7: Nguyên lý thu phát siêu âm SRF05 thiết lập mode hoạt động khác thông qua chân điều khiển MODE Nối không nối chân MODE xuống GND cho phép cảm biến điều khiển thông qua giao tiếp dùng chân hay chân IO Trong demo này,ta sử dụng mode thứ Để điều khiển SRF05,đầu tiên xuất xung với độ rộng tối thiểu 10uS vào chân TRIGGER-ECHO (chân số 3) cảm biến Sau vi xử lý tích hợp cảm biến phát tín hiệu điều khiển đầu phát siêu âm Sau 700uS kể từ lúc kết thúc tín hiệu điều khiển, từ chân TRIGGER-ECHO đọc xung mà độ rộng tỉ lệ với khoảng cách từ cảm biến tới vật thể Hình 3.8: Nguyên lý hoạt động SRF05 mode SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 44 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi 3.5 Thuật tốn đọc SRF05: Hình 3.9: Sơ đồ thuật tốn đọc cảm biến SRF-05 SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 45 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi 3.6 Thuật tốn chạy tự động: Hình 3.10: Sơ đồ thuật toán chạy tự động SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 46 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI * Đánh giá kết quả: - Một số vấn đề đạt được: Với kiến thức có hạn, khoảng thời gian thực hiện, cố gắng hết sức, chúng em giải số vấn đề sau: • Nghiên cứu điều khiển động DC • Nghiên cứu ứng dụng vi điều khiển • Giải thuật di chuyển, robot thực số chức quét dọn theo yêu cầu • Tránh số vật cản định • Robot chế tạo sử dụng vật tư, linh kiện rẻ tiền, phổ biến, thơng dụng, có sẵn thị trường nên giá thành chế tạo thấp - Các hạn chế: • Bánh xe phát động gắn trực tiếp với trục động nên di chuyển mặt thảm gặp khó khăn Phần robot nhẹ so với phần đầu, nhiên khắc phục • Động hút bụi chạy gây tiếng ồn • Thuật toán chưa đủ mạnh để giúp robot hoạt động tồn bề mặt khắp sàn nhà • Robot khơng tự nạp điện mà cần trợ giúp người * Hướng phát triển đề tài: - Tìm trạm sạc: SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 47 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi Ý tưởng: Khi hết Pin, thực xong nhiệm vụ, robot tự tìm đến vị trị định phòng dừng lại, tự động nạp đầy Pin Sau nạp đầy Pin robot lại tiếp tục công việc Phương pháp thực hiện: Có phương pháp Phương pháp thứ nhất: Tìm đường hồng ngoại Tại trạm sạc, ta đặt nguồn phát hồng ngoại Trên thân robot ta đặt số nguồn thu hồng ngoại Khi cần tìm trạm sạc, robot di chuyển cho nhận tín hiệu từ nguồn phát hồng ngoại, robot di chuyển thị trường nguồn phát đến trạm sạc Tuy nhiên phương pháp có số nhược điểm khó khắc phục sau: +Do nguồn hồng ngoại phát xa, lại bị ảnh hưởng phản xạ khó cho robot nhận tín hiệu từ nguồn phát thị trường nguồn phát +Dễ bị ảnh hưởng nhiễu gây thiết bị khác +Việc lập trình cho robot nguồn hồng ngoại phức tạp thời gian Phương pháp thứ 2: Tìm đường phương pháp xử lý ảnh Tại trạm sạc, ta đánh dấu mốc để làm mẫu cho robot nhận dạng, ví dụ ta dán hình vng màu đỏ Trên robot ta đặt camera, có chức phát khơng dây, thu RF ghép nối với vi điều khiển Khi muốn tìm trạm sạc, robot di chuyển men theo tường đồng thời gửi hình ảnh thu máy tính Máy tính liên tục so sánh hình ảnh với mẫu trạm sạc có sẵn Khi phát trạm sạc, máy tính gửi tín hiệu điều khiển cho robot thơng qua máy phát sóng RF Khi nhận tín hiệu điều khiển từ máy tính, robot dừng lại thực việc nạp điện Phương pháp tỏ ưu điểm nhiều so với phương pháp tìm đường hồng ngoại: SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 48 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi • Robot có thêm “cái nhìn” mơi trường, từ hỗ trợ việc dẫn đường cho robot tốt • Khơng bị ảnh hưởng nhiễu • Việc có thêm camera xử lý ảnh giúp phát triển nhiều tính thơng minh cho robot ví dụ lệnh cho robot cách hiệu tay cho robot v.v… - Tìm xác định vị trí cơng nghệ xử lý ảnh SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 49 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi Phụ lục const int trig1 = 8; // chân trig cảm biến const int echo1 = 7; // chân echo cảm biến const int trig2 = 13; // chân trig cảm biến const int echo2 = 12; // chân echo cảm biến //Khai báo chân tín hiệu motor A int IN1 = 6; int IN2 = 4; //Khai báo chân tín hiệu cho motor B int IN3 = 3; int IN4 = ; void setup() { Serial.begin(9600); // giao tiếp Serial với baudrate 9600 pinMode(trig1,OUTPUT); // chân trig phát tín hiệu pinMode(echo1,INPUT); // chân echo nhận tín hiệu pinMode(trig2,OUTPUT); // chân trig phát tín hiệu pinMode(echo2,INPUT); // chân echo nhận tín hiệu pinMode(IN1, OUTPUT); pinMode(IN2, OUTPUT); pinMode(IN3, OUTPUT); pinMode(IN4, OUTPUT); } void loop() { unsigned long duration1; // biến đo thời gian int distance1; // biến lưu khoảng cách unsigned long duration2; // biến đo thời gian int distance2; // biến lưu khoảng cách SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 50 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi /* Phát xung từ chân trig */ digitalWrite(trig1,0); // tắt chân trig delayMicroseconds(2); digitalWrite(trig1,1); // phát xung từ chân trig delayMicroseconds(5); // xung có độ dài microSeconds digitalWrite(trig1,0); // tắt chân trig /* Tính tốn thời gian */ // Đo độ rộng xung HIGH chân echo duration1 = pulseIn(echo1,HIGH); // Tính khoảng cách đến vật distance1 = int(duration1/2/29.412); /* Phát xung từ chân trig */ digitalWrite(trig2,0); // tắt chân trig delayMicroseconds(2); digitalWrite(trig2,1); // phát xung từ chân trig delayMicroseconds(5); // xung có độ dài microSeconds digitalWrite(trig2,0); // tắt chân trig /* Tính tốn thời gian */ // Đo độ rộng xung HIGH chân echo duration2 = pulseIn(echo2,HIGH); // Tính khoảng cách đến vật distance2 = int(duration2/2/29.412); /* In kết Serial Monitor */ Serial.print(distance1); Serial.println("cm"); Serial.print(distance2); Serial.println("cm"); if(distance1=5) { digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW); //moto LUI digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW); //moto LUI delay(2000); digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW); //moto LUI digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); //moto dung delay(2000); } Else { digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH); //moto TIEN SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 52 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, HIGH); //moto TIEN } } SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 53 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế chi tiết máy – Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm Bản vẽ kỹ thuật, tiêu chuẩn quốc tế - Trần Hữu Quế, Nguyễn Văn Tuấn Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Trang web:www.hocavr.com Trang web:www.dientuvietnam.net Trang web:www.diendandientu.com SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 54 ... thuyết minh: 75 - Số vẽ: 4A0 - Mơ hình: Robot hút bụi hoàn thiện Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi Kết đạt được: * Phần lý thuyết tìm hiểu: - Tổng quan Robot hút bụi, tính thiết thực cấp thiết đề... nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi đồng thời ưu tiên chạy đến chỗ có nhiều bụi hay rác bẩn để làm chỗ trước Hình 1.6 : Robot hút bụi NaviBot S Robotic Cleaner 1.5.3 Robot hút bụi thông minh. .. biệt Dưới số mẫu robot số công ty: SVTH: Trần Hồng Thắng Trang 15 Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi 1.5.1 Robot hút bụi M388: hãng Jinke (China) Robot hút bụi thông minh M388 tích