1. 4M căđíchănghiênăcứuăđ tài
4.7 L pătrìnhăđi u kh in RBCC
Hìnhă4.10ătrìnhăbƠyăl uăđ gi i thu tăđi u khi n cho Robot c t. Khi b tăđầu, ch ngătrìnhăki m tra c m bi n dây. N u không phát hi n tín hi u t c m bi n dây, Robot s quayătráiăđ xácăđ nhăph ngădiăchuy n.ăPh ngădiăchuy năđ c thi t l p b i hai giá tr , giá tr thi t l pă1ăt ngăứng v i chi uăđiăcóăgócăl ch so v i t tr ng tráiă đ tă lƠă 0ă đ , giá tr thi t l pă 2ă t ngă ứng v i chi u v có góc l ch so v i t tr ngătráiăđ tălƠă180ăđ .ăKhiăRobotăquayătrái,ăch ngătrìnhăs so sánh v i giá tr của la bàn, n u ch aăb ng giá tr thi t l p 1 Robot s quay ti păđ n khi b ng v i giá
T căđ thực t ��. (�) ��. (�) � � . � ��. (�) � T căđ thi t l p Mô hình Đ ngăc Encorder
tr thi t l pă1ăRobotăxácăđ nhăđ căh ngăđiăvƠăthực hi năch ngătrìnhăđiăth ng theo h ng 1. N uăch ngătrìnhăphátăhi n c m bi n dây thì bi năđ măđ c c ng thêm m tăđ năv. Bi năđ măđ c thi t l păđ xácăđnh s lần ch yăđiăvƠăv của Robot, đ ng th iăcĕnăcứ vào bi năđ măch ngătrìnhăđi u khi n cho Robot r ph i và trái đanăxenănhau.ăGiáătr banăđầu của bi năđ măđ c thi t l p là 2. N u bi năđ m b ng giá tr thi t l pătr c (s lần ch đi và v ) thì Robot ng ng ho tăđ ng, n u không thì ch ngătrìnhăthực hi n phép toán l y phầnăd ăcủa phép toán l y giá tr bi năđ m chia 2. N uăd ă0ăRobotăthực hi n quay ph i, n uăd ă1ăRobotăquayătrái.ăLúcănƠy,ă ch ngătrìnhăki mătraăh ngăđ c thực hi năđ so sánh các giá tr thi t l păh ng 1 hoặc 2. Khi giá tr thi t l păđ căxácăđnh, Robot s ch y th ngătheoăh ng 1 hoặc 2.
quáătrìnhăđiăth ng,ăch ngătrìnhăđi u khi năRoboăđiăth ng thực hi n b ng vi c so sánh c m bi t la bàn v i giá tr thi t l p. N u giá tr trên c m bi n la bàn khác v i giá tr thi t l p thì Robot s r trái hoặc r ph iă đ duyă trìă ph ngă vƠă h ng di chuy n th ngăđ n khi phát hi n c m bi nădơyăch ngătrìnhăs thực hi n l i chu trình choăđ n khi bi năđ măđ t giá tr thi t l p thì k t thúc ch ngătrình.ă quáătrìnhăđiă th ng,ăch ngătrìnhăđi u khi năRoboăđiăth ng thực hi n b ng vi c so sánh c m bi t la bàn v i giá tr thi t l p. N u giá tr trên c m bi n la bàn khác v i giá tr thi t l p thì Robot s r trái hoặc r ph iăđ duyătrìăph ngăvƠ h ng di chuy n th ngăđ n khi phát hi n c m bi nădơyăch ngătrìnhăs thực hi n l iăchuătrìnhăchoăđ n khi bi n đ măđ t giá tr thi t l p thì k tăthúcăch ngătrình.
B tăđầu
Ki mătraăc măbi nădơy
Bi năđ mă
+1 đ năv Phátăhi n
Bi năđ măb ngăgiáă tr ăđặtătr c D ngăđ ngăc Đúng Sai L yăphầnăd ăcủaă bi năđ măchiaă2
Quayăph i D ă1 D ă0 Quay trái
Soăsánhăgiáătr ă c măbi nălaăbƠn
Ch aăb ng giáătr thi tăl pă1
Điăth ngătheoă h ngă1
B ngăgiáătr thi tăl pă1
Soăsánhăgiáătr ă c măbi nălaăbƠn Ch aăb ng
giáătr thi tăl pă2
Không
phátăhi n
Soăsánhăgiáătr ă
c măbi nălaăbƠn R ătrái
> giáătr ă thi tăl pă1
R ăph i
< giáătr ă thi tăl pă1
Điăth ngătheoă h ngă2
B ngăgiáătr thi tăl pă2
Soăsánhăgiáătr ă c măbi nălaăbƠn R ătrái
> giáătr ă thi tăl pă2
R ăph i
< giáătr thi tăl pă2
K tăthúc
Ch ngă5
CH T O, TH C NGHI M VÀ K T QU
5.1 Ch t oăc ăkhí
K t qu thi t k và ch t o phầnăc ăkhíăcủa RBCC đ c trình bày trên các hình sau:
a. Thi t k c ăkhíăăăăăăăăăăăă b. Ch t oăc ăkhíăă
Hình 5.1:K t qu thi t k và ch t oăc ăkhí
Trên Hình 5.1 trình bày s n phẩm thi t k và ch t o phầnăc ăkhíăcủa RBCC hoàn ch nh có v bao t oădángăbênăngoƠiăđ b o v các b ph n bên trong, t o thẩm mỹ cho Robot.
5.2 Ch t o h th ngăđi u khi n
a. B phátăđi n tr ng b. B thuăđi n tr ng
Hình 5.2:B c m bi n dây
Trên Hình 5.2 trình bày bo m chăphátăvƠăthuăđi n tr ng trong b c m bi n dây.
Hình 5.3:Các bo m ch trong b đi u khi n Trên Hình 5.3 trình bày bo m ch trong b đi u khi n RBCC.
5.3 Th c nghi m
Quá trình thực nghi măđ c thực hi n t iătr ngăĐ i H căS ăPh m Kỹ Thu t Thành Ph H Chí Minh v i vi c c t c n n trong khuôn viên tòa nhà trung tâm. Sau quá trình thực hi n c t c , K t qu thực hi n của RBCC đ c trình bày trên Hình 5.4.
a. Th m c tr c khí c t b. Th m c sau khí c t
5.4 K t qu th c nghi m
5.4.1 C ăkhí
RBCCđ c nghiên cứu, thi t k , ch t oăvƠăđi u khi n v i các thông s vƠăđĕcă tính kỹ thu tăđ c trình trên B ng 5.1
B ng 5.1:Thôngăsôăkỹăthuơ ̣tăcủaăRobotăcĕtăcỏăđƣăthi t k
Kíchăth cămáy 990 x 720 x 560
Tr ngăl ng 60 kg
Chiêuăcaoăcỏăcĕt 10 ậ 80
Lo iăc Thíchăh păv iănhi uălo iăc
Ngĕnăn c LƠmăvi cătrongăđi uăki năkhôăráo Đ ngăc ăc t S d ngăxĕng,ăCôngăsu t 2,9 Kw
Dao c t D ng thanh, xoay tròn
Tôcăđô ̣ăquayăt iăđaăcủaădao 3700 vòng/phút,
Đ ăr ngăc t 500
Đ ngăc ăđi n truy năđ ng Ngu n DC 24 V/ 114 AH
Công su t 240 W
T căđ di chuy n t iăđa 25 m/ phút
5.4.2 Th c nghi m Robot ch y thẳng
a. Quỹđ o lý thuy t b. Quỹđ o thực t
Hình 5.5:Quỹđ o lý thuy t và thực t của Robot
B ngăph ngăphápăthuăth p s li uăđoăđ tăđ c trên thực t khi thực nghi m cho RBCC ho tăđ ng ta có quỹđ o lý thuy t và quỹđ o thực t đ c trình bày trên
Hình 5.5. Giá tr tr v của Robot khi di chuy n th ng theo th i gian khi giá tr thi t l p là 700 đ c th hi nătrênăđ th Hình 5.6.
Hình 5.6:Bi uăđ giá tr tr v của la bàn theo th iăgianăkhiăđiăth ng
Theoăđ th Hình 56,ăkhiăRobotăđiăth ng, giá tr la bàn tr v luôn daoăđ ng quanh giá tr thi t l p, vì v y quỹ đ o chuy nă đ ng thực t của Robot daoă đ ng quanh quỹđ o lý thuy t.ăNguyênănhơnălƠădoătácăđ ng của ngo i lực, tín hi u nhi u của la bàn do t tr ng t o ra trong khi RBCCvƠămôiătr ngăxungăquanh,ăđ không
năđnh của v n t c bánh truy năđ ng…ă
5.4.3 Th c nghi m Robot chuy n h ng
B ng thực nghi m, s li u thu th p t vi căđoăgócăl ch của Robot khi chuy n h ngso v iăph ngăđƣăđ c thi t l p banăđầu t ngăứng v i s lần thực nghi m đ c th hi nătrênăđ th Hình 5.7. Theo chi u chuy năđ ng, n uăph ngădi chuy n l ch sang ph i thì giá tr l ch là d ng,ăl ch sang trái thì giá tr là âm.
Hình 5.7:Đ th v góc l ch khi chuy năh ng
Trênăđ th Hình 5.7cho ta th y, m i chu kỳđ iăh ng ch yăđiăvƠăv các giá tr đ l chăt ngăđ i khác nhau. Nguyên nhân chính là do c m bi n la bàn b nhi u nên giá tr thi t l p b l chăđiăsoăv i giá tr banăđầu.
5.4.4 Chấtăl ng c
Ch tăl ng của c sau khi c t nhăh ng r t l năđ n sự sinhătr ng và phát tri n của c . N uănh ăchi u dày của thẩm c quá ít thì c ch còn g c và thân không cóăláăđ c có th quang h p v i ánh sáng mặt tr i. Vì v y c đ c c t sao cho thân c cần ph i còn l iăđ cao h pălýăđ c có thân và lá cho cây c phát tri n. Xu h ng của c là phát tri n theo chi u cao, theoăph ngăngangăthìăítăphátătri năh n.ă khiăđóăláăcủa c có th ti p xúc ánh n ng mặt tr i. Do v y, khi c t c , b mặt của th m c cầnăđ c s ch s , thân cây co không b đèăn m ngang mặtăđ t mà ph i th ngăđứngăđ thân cây ti p xúc v i ánh sáng mặt tr i.ăĐ t o ra m tăńtăđ̣p chung của toàn b th m c thì b mặt th m c cần ph i s ch,ăđ cao c ph iăđ u nhau. V i
các yêu t phân tích trên, ch tăl ng của b mặt th m c đ căđánhăgiáăb i các y u t : t l phầnătrĕmăc đ tăđ cao theo yêu cầu sau m i lần c t, t l phầnătrĕmăv di n tích c s ch, t l phầnătrĕmăc b t a s i và d p nát.
5.4.4.1 T l phầnătrĕmăc đ tăđ cao theo yêu cầu và di n tích c s ch
sau m i lần c t
Đ đánhăgiáătheoătiêuăchíănƠyătaăti n hành ch n ng u nhiên m t phần di n tích c t trên th m c , ti năhƠnhăđoăđ tăđ cao của c so sánh v i chi u cao yêu cầu sau m i lần thực nghi m v iăđ t sai l chă5%ălƠăđ t yêu cầu. Qua quá trình thực nghi m vƠăđoăđ t ta có giá tr trung bình v t l đ caoăđ tăđ c theo yêu cầuămƠăRBCCăđ t đ c là 75%.
T l phầnătrĕmăv di n tích c s chă đ c tính toán b i di n tích c đƣăc t không b phần c b đứtăđèălên.ăQuaăquáătrìnhăthực nghi măvƠăđoăđ t ta có giá tr trung bình v t l di n tích c s chămƠăRBCCăđ tăđ c là 70%.
V i giá tr trên cho ta th y t iăl i c t trong vùng c t của RBCC ít b xáo tr n b i c đ c c tăđi.ăĐ ng th i, sự k t h p giữa máng thu gom và dao t t nên c nhanh chóng thoát ra kh i vùng c t ngay khi bi c t. Khi ra kh i vùng c t phần c b c tăđiăn m trên m tăhƠngăxácăđ nh d năđ n vi căthuăgomăđ aăđiăx lýăđ c d dàng, c đƣăc t ít b ng iălaoăđ ng d măđ p lên lƠmăchoăđ cao c đi uăh n,ăs chăh năsoă v i vi c c t c b iăconăng i.
5.4.4.2 T l phầnătrĕmăc b t aăs i và d p nát
C b t aăs i nhăh ngăđ n sự sinhătr ngăvƠăńtăđ̣p của th m c . C b d p nát,ăt aăs i là do nhăh ng b i nhi u y u t ,ătrongăđóăcóăcác yêu t doăđ s c bén của dao, do vi c thu gom c . Khi dao không s c bén s d d n t i c b d pănát,ăt aă s i và tróc g c. Vi căt aăs i d b tĕngălênăb iăng iălaoăđ ng dùng các d ng c đ c làm t các v t li u là que cứngăđ thu gom c làm cho lá c b t aăs i nhi u h n.ăV i RBCC do công vi căthuăgomăđƣăđ c thực hi n trong quá trình c t nên t l v c b t aăs i 10%.
5.4.5 Th i gian c t và nhân công
Th i gian c t ch u nhăh ng l n b i t căđ di chuy n và t c đ của dao c t. RBCCăđ c thi t k v i t căđ t iăđaă30 m/phút. T căđ di chuy n này so v i t c đ di chuy n củaăng iălaoăđ ng khi c t c b ng máy c t cầm tay (20 - 25 m/phút) thìăcaoăh n, so v i t căđ di chuy n củaăng iăng iălaoăđ ng khi c t c b ng máy c tăđẩy tay (20 ậ 40 m/phút) thì thu c mức trung bình. Tuy nhiên, xét v mặt nhân công, trên cùng m t di n tích c t, RBCC ch s d ng 1 nhân công cho quá trình c t và thu gom c điăx lý, so v i c t c theoăph ngăphápătruy n th ng thì công vi c c t và thu gom ph i m t 3 nhân công.
5.4.6 Th c nghi m hi u suất c t
Hình 5.8:Đ th hi u su t c t theo s lần thực nghi m
Hi u su t c tăđ căđánhăgiáătheoăt l phầnătrĕmădi n tích c đƣăc t trên t ng di n tích th m c c t.ăTaăcóăđ th v hi u su t c t theo s lần thực nghi măđ c trình bày trên Hình 5.8. T đ th cho ta th y hi u su t c t c trung bình của Robot 72%.
Ch ngă6
K T LU N
Sau quá trình nghiên cứu, thi t k , ch t oăvƠăđi u khi n RBCC,ăđ tài thực hi năđƣăhoƠnăthƠnhăđ c các nhi m v đ ra.
- Đƣăhoàn thành vi c thi t k , ch t oăvƠăđi u khi n RBCC - RBCC có kh nĕngăc t và thu gom c thay th conăng i - Phát hi năđ c gi i h n biên
- Tự đi u khi n ho tăđ ng di chuy n thực hi n quá trình c t h t di n tích th m c
- Đ tài góp phần t o thêm n n t ngăbanăđầuăchoăn c nhà v cácăđ tài nghiên cứu RBCC
Trongăđ tƠiăđƣăcóăcácăthayăđ i m i v phầnăc ăcũngănh ăphầnăđ nhăh ng cho Robot trong quá trình ho tăđ ng c t c so v iăcácăđ tài trên th gi iăđƣănghiên cứu đóălƠ:
- Robotă đ c thi t k v i ki u dáng công nghi p nh m ph c v cho vi c tự đ ng hóa trong quá trình c t c v i quy mô công nghi p. Trong khi các nghiên cứuătr căđóăphần l n là nghiên cứu thi t k ph c v cho nhu cầu h giaăđình.
- H th ng c m bi năđ nhăh ngăchoăRobotăđ c t h t di n tích th m c đ c áp d ng b ngăph ngăphápădùngăc m bi n la bàn đ xácăđ nhăph ngăvƠă
năđ nhăh ngăđiăchoăRobot.
Tuyănhiên,ăđ tài v n còn m t s h n ch ch aăđ tăđ căvƠăch aăthực hi n đ c trong quá trình thực hi năđ tài cầnăđ c ki n ngh đ cácăđ tài nghiên cứu ti p theo hoàn thi năh n:
- Ch aăc tăđ c các th m c cóăđ ng biên phức t p.
- RBCC cần kh c ph c hi năt ng t tr ng b nhi uălƠmăph ngădiă chuy n của RBCC năđ nhăh n.
- RBCC cầnăđ c thi t k thêm h th ngăđi u khi n Robot tự di chuy n v tr măđ tránhăm aăvƠăs c pin.
- RBCC cầnă đ c thi t k thêm h th ngă đi u khi n t xaă đ có th thực hi năđi u khi n hai ch đ tựđ ng và tay.
TÀI LI U THAM KH O
TI NG VI T
[1] Nguy n Hữu Cẩn,ăD ăQu c Th nh, Ph m Minh Thái, Nguy năVĕnăTƠi,ă Lê Th Vàng, Lý thuyết ô tô máy kéo, Nhà xu t b n Khoa h c và Kỹ thu t, 2005.
[2] TS. Nguy n Ng c C nh, KS. Tr nhăVĕnăTr i, Nghiên cứu công nghệ và thiết kế chế tạo thiết bị thu hoạch chế biến cỏ làm thức ăn gia súc, Báoăcáoăđ tài c p thành ph , Vi năc ăh c ứng d ng, Vi n khoa h c và công ngh Vi t Nam, 2003.
[3] PGS.TS.Tr nh Ch t,ăTS.ăLêăVĕnăUy n, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1, 2, Nhà xu t b n Giáo d c, 2001.
[4] PGS.TS.An Hi p, PGS.TS. TrầnăVĩnhăH ng,ăKS.ăNguy năVĕnăThi p,
Thiết kế chi tiết máy, Nhà xu t b n Giao thông v n t i, 2006.
[5] Nguy năVĕnăHòa,ăBùiăĐĕngăTh nh, Hoàng Sỹ H ng, Giáo trình đo lường điện và cảm biến đo lường, Nhà xu t b n Giáo d c, 2005.
[6] Nguy n Hữu Hu , Vẽ kỹ thuật cơ khí, Nhà xu t b n Giáo d c, 2000. [7] Nguy nă Đ c L c, Lêă Vĕnă Ti n, Ninhă Đức T n, Trần Xuân Vi t, Sổ tay công nghệ chế tạo máy, Tập 1, 2, 3, Nhà xu t b n Khoa h c và Kỹ thu t, 2006.
[8] Nguy n Quang L c, Hệ thống máy công nghiệp phục vụ sản xuất cây trồng, Nhà xu t b n Giáo d c, 2000.
[9] Phan Qu c Phô, Giáo Trình Cảm Biến, Nhà xu t b n Khoa h c và Kỹ thu t, 2006.
[10] Nguy n Thi n Phúc, Robot Công Nghiệp,Nhà xu t b n Khoa h c và Kỹ thu t, 2006.
[11] TS. Ph măĐĕngăPh c, Robot công nghiệp, Nhà xu t b n Xây dựng, 2008. [12] NgôăVĕnăQuy t, Tựđộng hóa thiết kế tính toán chi tiết máy,Nhà xu t b n Khoa h c và Kỹ thu t, 2005.
TI NGăN C NGOÀI
[14] Fabrizio Bernini, Lawn-mower, European patent application, Lanzoni, Luciano et al, EP 2 082 638 A1, 29.07.2009
[15] JanuszăBędkowski,ămobile robot, control architectures, biointerfacing, navigation, multi, robot motion planning and operator training, InTech, 2011.
[16] J. Borenstein , H. R. Everett , and L. Feng, Sensors and Methods forMobile Robot Positioning, Prepared by the University of Michigan, For the Oak Ridge National Lab (ORNL) D&D Program and the United States Department of Energy's Robotics Technology Development Program, 1996.
[17] Raymond J. Rafaels, Method of guiding a robotic Lawnmower, United States patent,Relate U.S Data, 4 777 785, 18.10.1988
[18] Roland Siegwart, Illah R. Nourbakhsh, Introduction to Autonomous Mobile Robots, A Bradford Book, Cambridge MIT Press, Massachusetts, London, England, 2004.
[19] Thomas M, Robotic mower housing and robotic mower, DEERE & COMPANY, Moline, Illinois 61265-8098 (US)1.1, EP 2 412 219 B1,01.02.2012.
[20] XiaoQi Chen, Y.Q. Chen, J.G. Chase, Mobile Robots - State of the Art in Land, Sea, Air and Collaborative Missions, In-Tech, 2009.
[21] Zoran Gacovski, mobile robots – Current trends, InTech, 2011.
WEBSITE [22] http://www.autodesk.com/products/autodesk-inventor family/overview [23] http://www.briggsandstratton.com/