Robot Rhex (mobile robot) là một hướng phát triển của robotic mà trọng tâm là nghiên cứu chuyển động của robot trong một không gian phức tạp, địa hình gồ ghề.
Năm 2012, Robot tên X-RHex Lite có thể leo cầu thang và vượt các chướng ngại vật bằng cách thực hiện động tác nhảy. Được chế tạo bởi giáo sư Daniel Koditschek và tiến sĩ Aaron Johnson tại Đại học Pennsylvania, robot này còn có thể nhảy cao qua những khoảng trống và khắc phục nhiều nhược điểm của robot di chuyển trước đó.
Ngày nay với sự phát triển của máy tính và vi xử lý cũng như các loại cảm biến đã giúp cho robot vượt địa hình phát triển không ngừng. Robot có thể được điều khiển
bằng vi xử lý hoặc máy tính nhúng; một hệ thống robot có thể được kiểm soát bởi một máy tính trung tâm qua mạng không dây. Việc tương tác với môi trường bên ngoài có thể thực hiện được nhờ các cảm biến siêu âm, hồng ngoại hoặc camera. Việc định hướng robot trong không gian được thực hiện bằng GPS hoặc la bàn số. Các tính năng và ứng dụng của robot vượt địa hình rất đa dạng: robot có thể phục vụ trong lĩnh vực y tế; robot có thể di chuyển trong môi trường độc hại, địa hình phức tạp như dò bom mìn, ghép nối cáp biển hay thăm dò các hành tinh khác…
2.1.2.Tình hình nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam, ngành công nghiệp robot cũng đang từng bước phát triển. Tuy nhiên các robot này chỉ sản xuất nhiều dưới dạng người máy, tay máy công nghiệp hoặc các loại máy phục vụ cho nhu cầu giải trí. Trong khi đó, loại robot vượt địa hình vẫn chưa được chú ý nhiều mặc dù đây là loại robot có tiềm năng rất lớn về khả năng ứng dụng thực tế.
Nắm bắt được ý nghĩa quan trọng của việc nghiên cứu chế tạo robot vượt lưỡng cư địa hình, rất nhiều sinh viên ngành kỹ thuật trên cả nước đã bắt tay vào nghiên cứu. Tuy nhiên, những sản phẩm của họ mới chỉ dừng ở việc chế tạo robot vượt địa hình và chưa có nhiều ứng dụng thực tiễn vào thực tế.
Tháng 1/2013, Trường ĐH Công Nghiệp đã nghiên cứu, chế tạo thành công Rhex Robot – một loại robot vượt địa hình có khả năng tự định hướng và vượt được vật cản. Rhex Robot có khả năng di chuyển linh hoạt được dung để phục vụ trong thám hiểm, tham dò địa hình.
2.2.Mục tiêu đề tài :
Robot lưỡng cư vượt địa hình (Mobile Robot) là một thành phần có vai trò quan trọng trong ngành Robot học. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các hệ thống tự động hóa, robot từng ngày được hoàn thiện và cho thấy lợi ích của nó trong công nghiệp và sinh hoạt. Một vấn đề rất được quan tâm khi nghiên cứu về robot lưỡng cư vượt địa hình là làm thế nào để biết được vị trí nó đang đứng và có thể di chuyển tới vị
ngày.
-Nội dung nghiên cứu :
Hướng nghiên cứu về Robot lưỡng cư vượt địa hình là robot có khả năng điều hướng ở tốc độ cao nhờ thông tin thu được từ cảm biến, đây là loại robot có khả năng hoạt động ở môi trường khắc nghiệt. Loại robot này yêu cầu khả năng tính toán đồ sộ và được trang bị cảm biến với độ nhạy cực cao, dải đo lớn để có thể điều khiển robot ở tốc độ cao, trong những môi trường có địa hình phức tạp.
-Mục tiêu kinh tế xã hội :
Tiềm năng ứng dụng của robot lưỡng cư vượt địa hình là vô cùng lớn. Có thể kể đến robot kiểm tra môi trường nguy hiểm; robot do thám, robot khám phá không gian, di chuyển trên các hành tinh v.v… Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của robot lưỡng cư là giá thành cao đặc biệt trong khi ta phải mua từ nước ngoài. Chính vì vậy việc nghiên cứu chế tạo robot lưỡng cư vượt địa hình để làm chủ công nghệ là hết sức cần thiết. Trước tiên là giảm giá thành sản phẩm và robot tự hành sau khi ứng dụng thực tiễn sẽ giúp nâng cao đời sống cộng đồng.
-Mục tiêu khoa học công nghệ :
Nghiên cứu và tìm ra các phương án thiết kế và thi công robot có khả năng hoạt động tự hành hoặc điều khiển từ xa thông qua mạng không dây, wifi, bluetooth, sóng RF v.v. Tối ưu hóa phần thiết kế cơ khí cũng như lập trình sao cho robot đảm bảo được các yêu cầu như: nhỏ gọn, hoạt động linh hoạt, chính xác, ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài môi trường.
Robot có khả năng hoạt động tốt trong môi trường làm việc của nó, xa hơn nữa robot có thể thay thế con người di chuyển vào những khu vực nguy hiểm, độc hại, những nơi mà con người không thể tới.
Robot được trang bị các cảm biến như hồng ngoại, siêu âm, thiết bị ngoại vi như camera, thiết bị định vị GPS để xác định vị trí của robot, giúp robot tránh các chướng ngại vật, ghi lại được những dữ liệu mà robot thu thập trên đường di chuyển của mình để gửi về trung tâm điều khiển.
-Tóm tắt nội dung đề tài :
Nghiên cứu thiết kế robot lưỡng cư vượt địa hình có ứng dụng vào thực tế, có khả năng tự hoạt động, thực thi nhiệm vụ mà không cần có sự can thiệp của con người, có thể hoạt động trong môi trường nguy hiểm, độc hại... Có khả năng phản xạ, phát hiện và tránh chướng ngại vật thông qua hệ thống cảm biến hoặc camera được trang bị trên robot.
2.3.Quá trình gia công
2.3.1.Gia công cụm thân Robot
Hình 2.2 Cụm thân Robot STT Tên chi tiết Hình ảnh Vật liệu phôi Phương pháp gia công Thiết bị gia công 1 Thân bên Nhôm hợp kim -Phay -Khoan -Máy phay CNC -Máy khoan
2 Thân giữa Nhôm hợp kim -_Phay -Khoan phay CNC -Máy khoan
Bảng 1 :Chi tiết cơ bản và phương pháp gia công cụm thân Robot
Hình 2.4 Sau khi gia công xong
*)Yêu cầu kĩ thuật :
- Thiết kế có kích thước đủ lớn để có thể chứa được mạch, ác quy, động cơ…
- Thiết kế phải đảm bảo gọn nhẹ,có tính thẩm mỹ.
- Thiết kế đảm bảo tính bền vững chắc chắn,linh hoạt,dễ gia công ,khả năng chịu va đập mạnh.