- Để phân tích và chọn hệ thống bánh dẫn cho robot leo tường thì trước hết ta giả sử rằng robot sử dụng bốn bánh tiêu chuẩn, với hai bánh chủ động ở phía sau và hai bánh lái ở phía trước có sơ đồ như hình 4.3.
- Với việc giả định như vậy sẽ làm cơ sở để giúp ta phân tích và chọn ra hệ thống bánh dẫn phù hợp cho robot leo tường.
- Với sơ đồ hệ thống bánh dẫn như trên, ta có thể mô hình hóa và phân tích lực khi robot đang leo tường như hình 4.4.
Hình 4.3: giả định hệ thống bánh dẫn cho robot.
Hình 4.4: Phân tích lực khi robot đang leo tường.
Y
Ta có: 0 4. 4. . 4. . 4. . 0 kx h h ms ky F N F N F m g F m g N F Trong đó:
N- Phản lực tại vị trí tiếp xúc giữa bánh xe và mặt tường.
Fh- Lực hút do cơ cấu hút của Robot tạo ra.
Fms- Lực ma sát giữa bánh xe và mặt tường.
µ- Hệ số ma sát.
m- Khối lượng của Robot.
g- Gia tốc trọng trường.
- Từ hệ phương trình cân bằng lực trên ta thấy, nếu ta làm tăng hệ số ma sát và tăng giá trị lực hút lên thì có thể tăng được khối lượng robot thiết kế. Hay nói cách khác, để Robot có thể mang được khối lượng lớn hơn nữa thì ta phải tìm cách tăng một trong hai thông số lực hút và hệ số ma sát, hoặc tăng cả hai thông số này lên thì càng tốt. Trong phần này mục đích của ta là phân tích để chọn hệ thống bánh dẫn cho Robot nên ta chỉ xét đến thông số hệ số ma sát. Ta biết rằng hệ số ma sát sẽ phụ thuộc vào vật liệu bề mặt tiếp xúc, độ nhẵn bóng bề mặt và thời gian tiếp xúc chứ nó không bị ảnh hưởng bởi diện tích tiếp xúc, áp suất tiếp xúc và vận tốc chuyển động tương đối giữa hai bề mặt.
- Ngoài ra, với một robot leo tường được ứng dụng trong việc lau chùi, quét dọn thì yêu cầu hệ thống lái phải linh hoạt và tức thời chứ không thể chuyển hướng từ từ như xe ô tô được. Cần lưu ý là ở những góc tường (góc vuông) thì robot gần như phải đứng yên tại chổ và chuyển hướng ngay thì mới lau sạch được góc tường.
- Từ những phân tích bên trên, ta quyết định chọn hệ thống bánh dẫn có hai bánh truyền động tiêu chuẩn đặt phía sau và hai bánh tiêu chuẩn đặt cố định
Nghiên cứu thiết kế và chế tạo robot leo tường, trần nhà
GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Hoàng 40 HVTH: Hồ Minh Phương
phía trước, giữa hai cặp bánh này được nối với nhau bằng dây đai răng cao su được thể hiện như hình 4.5.
- Lý do mà ta chọn như vậy là vì dùng dây đai răng cao su sẽ cho hệ số ma sát cao, nằm trong khoảng 1,0 đến 2 [15], mặt khác dùng dây đai răng để nối hai cặp bánh xe trước và sau ta sẽ có được mô hình tương tự như mô hình hệ thống bánh xích. Khi đó, để chuyển hướng thì ta cho đảo chiều quay của hai cặp bánh xe ở hai bên, lúc ấy tâm quay của robot sẽ đặt ở giữa xe, như vậy sẽ đáp đứng được yêu cầu đặt ra.
Vậy ta có thể chọn đai có ký hiệu100-S3M-363, với thông số sau: