CHƯƠNG 4 : QUY TRÌNH THIẾT KẾ
4.5 Khối động cơ
4.5.1 Chọn động cơ
Đối với cơ cấu di chuyển của xe, lực cản tĩnh phụ thuộc vào khối lượng chuyên chở và khối lượng của xe, trạng thái đường đi (cong, thẳng, ổ gà, dốc..). Do vậy lực cản được tính theo cơng thức sau:
29 F =(G+Gx)g Rb (β. rct + f). kms =(5+10).9,81 0,065 (0,005x8x10−4+ 5x10−4)x1,3 = 1,48(N) Trong đó:
G : Khối lượng chuyên chở, kg; Gx: Khối lượng của xe, Kg; Rb: Bán kính bánh xe, m;
β : hệ số ma sát trượt,(8.10-4÷15.10-4); rct : Bán kính cổ trục bánh xe, m; f : Hệ số ma sát lăn (5.10-4);
kms : Hệ số có tính ma sát giữa mép bánh xe và đường ray
- Mô men của động cơ sinh ra để thắng lực cản chuyển động đó bằng: M =F. Rb i.𝜂 = 1,48.0,065 18.0,9 = 5,93x10 −3(N. m) Trong đó: F: Lực cản chuyển động, N;
i: Tỉ số truyền từ trục động cơ đến bánh xe; η: Hiệu suất của cơ cấu;
- Cơng suất của động cơ khi di chuyển có tải bằng: P =F.v
𝜂 . 10−3 =1,48x5,4
0,9 . 10−3 = 0,0088 (kW) =8.8 (W)
Chọn động cơ Planet RS775 12V/24V-60W 200RPM (Hình 2.12) là động cơ servo nam châm vĩnh cửu có chổi than. Động cơ được dùng cho các ứng dụng địi hỏi sự chính xác. Động cơ được gắn một encoder kèm theo để phản hồi vị trí cho bộ điều khiển.
30 Các ưu điểm: * Nhiễu tạp nhỏ. * Kèm theo encoder (13ppr). * Một vị trí có thể được giới hạn đến một xung. * Chi phí thấp.
* Tính năng kỹ thuật cao.
Thơng số kỹ thuật: * Hộp giảm tốc Planet 2 cấp bánh răng. * Đầu trục 8mm. * Tốc độ đầu trục: 200RPM tại điện áp 12V (350-400RPM tại điện áp 24V). * Công suất: 60W. * Dịng khơng tải: 0.3A. * Dòng tải nhẹ: 0.8-1A. * Dòng tải nặng: 1.5-3A.
* Dòng tải làm động cơ kẹt trục: 10-15A. * Momen xoắn: 20-25kgfcm.
4.5.2 Khối Driver Điều Khiển Động Cơ
- Diver nhận tín hiệu từ bộ vi xử lý trung tâm, xuất tín hiệu điều khiển tốc độ chạy của động cơ. Diver cho phép hãm dừng động cơ một cách nhanh chóng.
- Qua tìm tìm tịi nghiên cứu tài liệu cẩn thận kĩ lưỡng, nhóm sử bộ driver điều khiển tốc độ động cơ theo phương pháp PID vận tốc.
4.5.3 Phương pháp điều chỉnh:
31
Hệ thống điều chỉnh tốc độ robot AGV (Hình 2.13): Thực hiện điều chỉnh tốc độ
robot thông qua điều chỉnh tốc độ của động cơ truyền động cho hai bánh phía sau. Cấu trúc hệ thống điều chỉnh tốc độ cũng là một hệ kín. Tốc độ của xe AGV được đo nhờ bộ Encoder. Đầu ra của Encoder là lượng xung phát ra tỷ lệ với số vòng quay hay vận tốc đầu vào.
Giá trị tốc độ phản hồi mà encoder đo được đưa tới bộ điều khiển. Bộ điều chỉnh này sẽ tính tốn và cho giá trị đầu ra được gán vào bộ điều xung. Xung từ bộ điều khiển sẽ thực hiện đóng cắt van bán dẫn tạo ra giá trị điện áp đầu ra U thay đổi cấp cho động cơ. Như vậy đối với hệ thống điều chỉnh tốc độ phản hồi mạch kín thì giá trị vận tốc ln ổn định và bám theo giá trị lượng đặt.
Việc nghiên cứu và thiết kế driver điều khiển động cơ là một quá trình quan trọng, ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm việc của xe AGV.
➢ Nhóm em sử dụng vi điều khiển Atmega 328P làm chíp xử lí tín hiệu phản hồi. từ ecoder của động cơ, từ đó truyền dữ liệu làm thay đổi tốc độ động cơ (xem phần đính kèm code driver động cơ).