Slideshow Do an tot nghiep-Tk robot lau nha pptx

Khái niệm về robot :  Robot là những máy móc có khả năng thay thế sức lao động của con người Soka-1985 Robot là một cơ cấu chấp hành đa chức năng dùng để vận chuyển vật liệu, các chi

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO ROBOT DỌN VỆ

SINH TRONG NHÀ GVHD: ThS BÙI TRƯƠNG VỸ GVD : ThS LƯU ĐỨC BÌNH

SVTH: - HỒ VĂN DŨNG

- NGUYỄN XUÂN NHI

LỚP: 05CDT1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN:

Xin gửi lời cảm ơn các thầy cô trong khoa cơ khí, các thầy xưởng cơ khí Trường ĐHBK Đà Nẵng đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành tốt đồ án.

Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy Bùi Trương Vỹ đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt

đồ án này.

Do thời gian và vốn kiến thức còn hạn chế nên chúng em không tránh khỏi những sai sót, mong quý thầy cô chỉ bảo thêm để chúng em hoàn thiện đồ án tốt hơn.

Kính chúc quí thầy sức khỏe, thành đạt

Chúc buổi bảo vệ đồ án tốt nghiệp thành công rực rỡ.

CHƯƠNG 1 :

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Khái niệm về robot :

 Robot là những máy móc có khả năng thay thế sức lao

động của con người (Soka-1985)

Robot là một cơ cấu chấp hành đa chức năng dùng để vận chuyển vật liệu, các chi tiết hay các máy móc thiết bị Các

cơ cấu này được lập trình thay đổi chuyển động cho phù hợp với công việc(Schulusel-1985).

Robot là những thiết bị được lập trình một số công việc nào đó Theo hướng này máy tính là một mạch điện có thể lập trình để làm một số công việc, như vậy máy tính được xem như là một robot (Mckerrow-1986).

Một số hình ảnh về các loại robot

Hình 1.1 Robot thổi sáo Hình 1.2 Robot Ansendro

Hình 1.3 Robot Nanofly Hình 1.4 Robot Asimo

Hình 1.5 Mô hình robot TOPIO

Một số mô hình robot lau nhà

Hình 1.6 Mô hình robot Mop’n Bot Hình 1.7 Robot Roomba

Hình 1.8.Robot CleanMate 365 Hình 1.9 Robot IVO

Hình 1.10 Robot Scooba Hình 1.11 Máy lau nhà bằng hơi nước

2.1.2 Yêu cầu robot lau nhà phải thực hiện:

vật cản và điều khiển từ xa.

trong phòng

trong nhà

2.1.3 Yêu cầu lập trình cho robot lau nhà

 Hạn chế gặp vật cản trong quá trình di

chuyển

 Tránh được các vật cản trong khi di chuyển

 Hạn chế bỏ sót các khoảng trống trong nhà

2.1.4 Các hình chiếu của robot:

Hình 2.1 Hình chiếu bằng mô hình robot lau nhà

Hình 2.2 Hình chiếu đứng mô hình robot lau nhà

Hình 2.3 Hình chiếu cạnh mô hình robot lau nhà

2.2 CÁC PHƯƠNG ÁN DI CHUYỂN CỦA

ROBOT:

Đặt robot ở góc phải phòng khi phòng không có

vạch cản và có vạch cản

Đặt robot ở góc trái phòng khi phòng không có vạch cản và có vạch cản

2.2.2 Di chuyển theo đường thẳng:

Đặt robot ở góc phải phòng khi có và không có vật cản

Đặt robot ở góc trái phòng khi có và không có vật cản

2.3 SƠ LƯỢC HOẠT ĐỘNG CỦA ROBOT:

 Bộ phận hút bụi hoạt động, hút bụi vào thùng rác.

 Bơm nước hoạt động bơm nước xà phòng ra vị trí

đã hút bụi.

 Chổi quét quay tròn lau nhà.

 Chổi hút lau lại nhà một lần nữa và hút nước dơ.

 Bộ phận vắt hoạt động, vắt nước dơ.

Qui trình hoạt động của robot:

trình bằng điều khiển từ xa

buồng hút nên bui bị hút vào buồng chứa rác ( Thùng rác có cửa trong suốt nên có thể xem được mức rác trong thùng)

chu kỳ 5 giây

Bước 5: Chổi lau quay tròn liên tục lau sạch vết bẩn trên sàn

nhà

Bước 6: Chổi hút hút nước dơ Sau một quá trình thì chổi

hút được vắt khô nước bằng cơ cấu vắt tự động

khác nhau, tự động hoặc điều khiển từ xa Robot sẽ tự động dừng khi hoàn thành công việc

Bước 9: Nếu tiếp tục lau thì ta tiến hành thay chổi , thêm

nước, chọn lại chế độ

Tùy theo yêu cầu mà ta có thể lập trình cho robot hút bụi trước rồi lau nhà sau hoặc đồng thời thực hiện hút bụi và lau nhà

2.4 TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH:

Suy ra: Công suất động cơ xới là:

N hút bụi = Uhút bụi I hút bụi = 24.1,5 = 36 (W)Mômen xoắn trên trục động cơ:

9,55.10 9,55.10 36

171900( )2

hutbui x

N

n

NDCxoi = UDCxoi IDCxoi = 24.0,75=18 (W)Mômen xoắn trên trục động cơ :

9,55.10 9,55.10 18

687600( )0.25

DCxoi x

N

n

+ Càng chổi hút là loại sơn tường được thiết kế lại phù hợp với robot

+ Bộ phận hút bụi là hai quạt gió được thiết kế lại cho phù hợp với robot

2 Động cơ gạt nước ô tô

- Trục truyền động chổi lau, càng vắt:

Vật liệu chế tạo: thép nhiệt luyện 45 tôi thể tích bề mặt

Số lượng: 1 trục

Chức năng : Truyền chuyển động từ động cơ chổi lau (động

cơ gạt nước)

Đường kính trục: 6mm

CHƯƠNG 3:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHO ROBOT

Mạch điều khiển Robot tự động gồm các khối như sau:

Module điều khiển trung tâm, sử dụng vi điều khiển

P89V51RD2

Module cảm biến.

Module công suất, là mạch công suất dùng để điều

khiển các động cơ

Khối nguồn: Sử dụng nguồn cách ly giữa module

công suất và module điều khiển trung tâm để đảm bảo ổn định cho module điều khiển

3.1 Module vi điều khiển:

P89V51RD2 rất thích hợp cho điều khiển động cơ DC:

Tập lệnh của họ 8051.

Hoạt động ở điện thế 5V với tốc độ xử lý 0MHz - 40 MHz.

 64kB Flash program memory trong chip - cho phép lựa

chọn xung clock bên trong chip là 12 hay 6 bởi phần mềm hoặc ISP mặc định là 12

Giao tiếp nối tiếp.

Có 5 kênh điều xung ứng với các chân P1.3→P1.7.

4 port I/O mỗi port 8 bit với 3 bit đầu cho phép điện thế cao

-Module công suất được thiết kế cho 8 động cơ

Mạch công suất sử dụng transistor hiệu ứng trường MOSFET

IRF540 có khả năng cung cấp dòng lớn Mạch kích được lựa chọn là đẩy kéo (PUSH PULL) cho đáp ứng

5

6 8

3.3 Mạch nạp cho vi điều khiển:

1 4 7

 Chương trình nạp Flash Magic 3.15.188

3.4 Mạch nguồn vi điều khiển:

1 2

Sử dụng IC ổn áp LM7805 có thể cung cấp dòng tải đến 1A, nhưng

để IC ổn áp hoạt động ổn định, không bị hư hỏng do quá nhiệt, ta

Như vậy dòng qua BJT công suất là 1,4A, B633 sẽ được thiết kế để hoạt động ở chế độ khuyếch đại.

Chú ý: Các tụ mắc với IC ổn áp phải thoả mãn điều kiện: điện dung đầu

ra phải nhỏ hơn điện dung đầu vào để tránh IC ổn áp có thể bị hư

hỏng.

35mA

0,035A 40

1,4 β

35

0,9 I

I

V R

OA B

I

PCS  2   2 

3.5 Mạch bàn phím và công tắc hành trình:

Để có nhiều tín hiệu đầu vào, tiết kiệm được các cổng vào ra của vi điều khiển ta sẽ lựa chọn mạch chọn kênh dùng chíp đơn 74LS151 Trong mạch sử dụng chíp đơn loại này cho phép 24 tín hiệu vào trong khi sử dụng 6

chân vi điều khiển.

3.6 Mạch điều khiển từ xa dùng sóng RF:

 Kết luận về việc thiết kế mạch

Ưu điểm:

Bộ vi điều khiển mạnh và ổn định P89V51RB2,

P89V51RD2

Cách ly công suất tốt MCU→OPTO→ULN2803→FET.

Mạch kích FET cho đáp ứng xung tốt (Mạch Push Pull khử

được trễ gây ra do tụ kí sinh CGS)

Ngõ vào 24 nút nhấn + công tác hành trình, encoder.

Ngõ ra 8 động cơ có đảo chiều

CHƯƠNG 4:

THIẾT KẾ PHẦN MỀM

4.1.Lưu đồ thuật toán chương trình chính

Lưu đồ thuật toán chương trình tự động:

CHƯƠNG 5:

VẬN HÀNH VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1 VẬN HÀNH:

Một số điều cần lưu ý khi vận hành robot:

Bật công tắc nguồn, lựa chọn chế độ làm việc cho robot, sau đó nhấn nút đồng ý Riêng đối với chế độ điều khiển từ xa thì không cần phải lựa chọn chế độ làm việc cho robot.

Trong quá trình hoạt động, robot sẽ tự động giải thuật toán di

chuyển như đã lập trình và sẽ tự động dừng lại.

Chú ý tránh để phần đầu của robot chạm phải vật cứng khi di

chuyển vì sẽ gây ảnh hưởng đến các cảm biến, quá trình thay đổi,

có thể dẫn tới trượt bánh và robot hoạt động không đúng như lập trình.

Khi tháo lắp cơ cấu vắt nước cần tránh để nước chạm vào các

cảm biến, mạch và phần động cơ.

Tùy theo các loại sàn nhà mà lựa chọn cho các chổi cho phù hợp

5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN:

năng quét dọn theo yêu cầu

thời.

tuyến.

thông dụng, có sẵn trên thị trường nên giá thành chế tạo thấp

 Hướng phát triển của đề tài:

Trong tương lai, với sự giúp đỡ của các thầy cô trong Bộ môn

cơ điện tử, bạn bè, cùng với sự tìm tòi của bản thân, chúng

em hy vọng sẽ phát triển thêm một số hướng sau:

Tìm và xác định vị trí bằng công nghệ xử lý ảnh.

Dùng cảm biến siêu âm, cảm biến hồng ngoại để xác định

khoảng cách, tránh rớt cầu thang…

Dùng cảm biến la bàn để di chuyển chính xác.

Tự động tìm và nạp pin khi hết, tự động đổ nước dơ đúng

chỗ khi đầy, hạn chế lặp lại những nơi đã lau xong

Dùng vật liệu composit và các động cơ nhỏ để giảm trọng

lượng và kích thước của robot

Kết hợp thêm các cơ cấu chấp hành để robot đa dạng hơn

trong vai trò là một công cụ dọn dẹp nhà cửa

Giao tiếp máy tính.

Giảm nhiễu, giảm các cơ cấu chưa phù hợp…

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Giáo dục 1998

bách khoa Đà Nẵng

[4] Website: http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Robot-lau-nha/40080873/188/ [5] Website: http://www.pte.com.vn/product.php?cid=53&id=337

EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN SỰ QUAN TÂM THEO DÕI CỦA QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN!

Đà Nẵng, tháng 06 năm 2010