Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot mang camera ứng dụng xây dựng hình ảnh 3d

Hình 1.5 Hình ảnh sản phẩm được chụp ở các góc độ khác nhau [11] Ngày này cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ ngày càng cao, các Robot ngày càng được ứng dụng vào thực tiễn nhằ

MỤCă ỤC

Trang t a

TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học i

Lời cam đoan ii

Cảm tạ iii

Tóm tắt iv

Abstract v

Mục lục vi

Danh sách các hình vẽ ix

Danh sách các bảng xi

Ch ngă1:ăTỔNG QUAN Error! Bookmark not defined 1.1 Đặt vấn đề Error! Bookmark not defined.

1.2 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và

ngoài nước đư công bố Error! Bookmark not defined.

1.2.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined.

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước Error! Bookmark not defined 1.2.3 Tình hình nghiên cứu trong nước Error! Bookmark not defined 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Error! Bookmark not defined.

1.4 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài Error! Bookmark not defined 1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.6 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined.

Ch ng 2: THI T K K T C UăC ăKHệăROBOT Error! Bookmark not defined.

2.1 Phân tích và lựa chọn kết cấu robot Error! Bookmark not defined.

2.1.1 Yêu cầu kỹ thuật của robot Error! Bookmark not defined.

2.1.2 Nguyên lý hoạt động của robot Error! Bookmark not defined 2.1.3 Phương án đề xuất thiết kế cơ cấu tay máy Error! Bookmark not defined 2.1.3.1 Phương án 1 Error! Bookmark not defined

2.1.3.2 Phương án 2 Error! Bookmark not defined

2.1.4 Chỉ tiêu đánh giá và chọn lựa cơ cấu: Error! Bookmark not defined.

2.1.5 Tính toán chiều dài từng khâu: Error! Bookmark not defined.

2.2 Bài toán động học tay máy Error! Bookmark not defined.

2.2.1 Bài toán động học thuận Error! Bookmark not defined.

2.2.2 Bài toán động học ngược Error! Bookmark not defined.

2.3 Bài toán động lực học Error! Bookmark not defined.

2.4 Tính toán chọn công suất động cơ điện Error! Bookmark not defined.

2.5 Tính toán chọn cơ cấu truyền động robot Error! Bookmark not defined.

2.6 Thiết kế các bộ phận của robot Error! Bookmark not defined.

Ch ngă3: THI T K QUỸ Đ O CHUY NăĐ NG ROBOTError! Bookmark not defined.

Ch ngă4: THI T K H THỐNGăĐI U KHI N ROBOTError! Bookmark not defined.

4.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển Error! Bookmark not defined.

4.2 Thiết kế phần điện tử Error! Bookmark not defined.

4.2.1 Bộ nguồn Error! Bookmark not defined.

4.2.2 Mạch cầu H Error! Bookmark not defined.

4.2.3 Mạch vi điều khiển trung tâm Error! Bookmark not defined.

4.3 Giải thuật và giao diện điều khiển Error! Bookmark not defined

4.3.1 Điêu khiển vi ̣ tri va vâ ̣n tôc cho đô ̣ng cơ DC Error! Bookmark not defined.

4.3.2 Giao diện điều khiển Error! Bookmark not defined.

Ch ngă5: K T QU VÀ TH C NGHI M Error! Bookmark not defined.

5.1 Phần cơ khí Error! Bookmark not defined.

5.2 Phần điện tử Error! Bookmark not defined.

5.2.1 Bộ nguồn Error! Bookmark not defined

5.2.2 Mạch cầu H Error! Bookmark not defined.

5.2.3 Mạch vi điều khiển trung tâm Error! Bookmark not defined.

5.2.4 Tủ điều khiển Error! Bookmark not defined.

5.3 Hệ thống điều khiển Error! Bookmark not defined.

5.4 Giao diện điều khiển Error! Bookmark not defined.

5.5 Thực nghiệm Error! Bookmark not defined.

Ch ngă6: K T LU NăVÀăH NG PHÁT TRI N Error! Bookmark not defined.

6.1 Kết luận Error! Bookmark not defined 6.2 Hướng phát triển Error! Bookmark not defined TÀI LI U THAM KH O Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 1: Tính toán b truy n xích Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 2: Tính toán b truy năbánhărăng Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 3: T p b n v chi ti t 70

DANH SÁCH CÁC HÌNH

TRANG

Hình 1.1 Bán hàng trực tuyến với hình ảnh 2D từ InternetError! Bookmark not defined.

Hình 1.2 Mô phỏng sự chập hình của hai mắt Error! Bookmark not defined.

Hình 1.3 Hình ảnh phim 3D AVATAR Error! Bookmark not defined

Hình 1.4 Hình ảnh 3D của sản phẩm Error! Bookmark not defined.

Hình 1.5 Hình ảnh sản phẩm được chụp ở các góc độ khác nhauError! Bookmark not defined Hình 1.8 Robotic Arm Error! Bookmark not defined.

Hình 1.6 Robot Vario Error! Bookmark not defined.

Hình 1.7 Robot Vario XL Error! Bookmark not defined.

Hình 2.1 Phương pháp tạo ảnh 3D mang tính thủ công Error! Bookmark not defined.

Hình 2.2 Robot kiểu tọa độ cầu Error! Bookmark not defined.

Hình 2.3 Cơ cấu dạng một Error! Bookmark not defined.

Hình 2.4 Cơ cấu dạng hai Error! Bookmark not defined.

Hình 2.5 Vùng không gian hoạt động (V) của camera Error! Bookmark not defined.

Hình 2.6 Vùng không gian hoạt động (K) của robot cameraError! Bookmark not defined

Hình 2.7 Không gian hoạt động của camera và robot Error! Bookmark not defined.

Hình 2.8 Hệ tọa độ của Robot Error! Bookmark not defined.

Hình 2.9 Phân tích động lực học kết cấu Error! Bookmark not defined.

Hình 2.10 Sơ đồ động của robot camera Error! Bookmark not defined.

Hình 2.11 Mô hình Robot mang Camera Error! Bookmark not defined.

Hình 2.12 Cánh tay Robot Error! Bookmark not defined.

Hình 2.13 Khung đỡ Robot Error! Bookmark not defined.

Hình 2.14 Bàn xoay Error! Bookmark not defined.

Hình 3.1 Các đường dịch chuyển có thể xảy ra của một khâu robotError! Bookmark not defined.

Hình 3.2 Đồ thị góc quay của các khớp theo t Error! Bookmark not defined.

Hình 3.3 Quỹ đạo mong muốn của robot khi di chuyểnError! Bookmark not defined.

Hình 4.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển Robot Error! Bookmark not defined.

Hình 4.3 Sơ đồ khối hoạt động vi điều khiển Slave trong RobotError! Bookmark not defined.

Hình 4.4 Sơ đồ khối tổng quát bộ nguồn Error! Bookmark not defined.

Hình 4.5 Mạch cầu H điều khiển chiều động cơ Error! Bookmark not defined.

Hình 4.6 Các modun của mạch điện điều khiển trung tâmError! Bookmark not defined.

Hình 4.7 Lưu đô hoa ̣t đô ̣ng của vong điêu khiển vi ̣ tri Error! Bookmark not defined.

Hình 4.8 Sơ đồ xây dựng chương trình mô phỏng hoạt động của RobotError! Bookmark not defined.

Hình 5.1 Thiết kế khâu 1 của robot Error! Bookmark not defined.

Hình 5.2 Thiết kế khâu 2 của robot Error! Bookmark not defined.

Hình 5.3 Khớp nối khâu 1 và khâu 2 Error! Bookmark not defined.

Hình 5.4 Thiết kế khâu 3 Error! Bookmark not defined.

Hình 5.5 Khớp nối khâu hai và ba Error! Bookmark not defined.

Hình 5.6 Mô hình thực tế của robot camera Error! Bookmark not defined.

Hình 5.7 Không gian làm việc của robot Error! Bookmark not defined.

Hình 5.8 Bộ nguồn 24V – 10A Error! Bookmark not defined.

Hình 5.9 Hình chụp mạch cầu H Error! Bookmark not defined.

Hình 5.10 Hình chụp mạch vi điều khiển trung tâm Error! Bookmark not defined.

Hình 5.11 Tủ điều khiển và Panel điều khiển Error! Bookmark not defined

Hình 5.13 Giao diện chính của Robot Error! Bookmark not defined.

Hình 5.14 Quỹ đạo di chuyển robot bán kính 1,2 m Error! Bookmark not defined.

Hình 5.15 Quỹ đạo di chuyển robot bán kính 0,7 m Error! Bookmark not defined

Hình 5.16 Độ ổn định robot khi di chuyển bán kính 1,2 mError! Bookmark not defined.

Hình 5.17 Quá trình robot chụp sản phẩm máy tính Error! Bookmark not defined.

Hình 5.18 Kết quả mẫu chụp ở các góc độ khác nhau Error! Bookmark not defined

DANH SÁCH CÁC B NG

TRANG

Bảng 2.2: Thông số khối lượng các bộ phận của robot 27

Bảng 5.1: Đặc trưng của robot mang camera Error! Bookmark not defined.

Bảng 5.2: Bảng thông số kết quả thực nghiệm độ lệch tâm 58

Ch ngă1

Chương này sẽ trình bày về nhu cầu cấp thiết hiện nay của đề tài, mang lại

những lợi ích gì cho xã hội, ý nghĩa khoa học và thực tiễn, tổng quan chung về lĩnh

vực nghiên cứu: về ảnh 3D, nguyên lý và các phương pháp tạo ảnh 3D Nêu tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước từ đó đề xuất hướng nghiên cứu của đề tài, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu để giải quyết được nhiệm vụ đặt ra của đề tài

1.1 Đặt v năđ

Vài năm gần đây, do sự phổ biến của Internet và các dịch vụ dựa trên nền tảng Internet có những bước phát triển mạnh mẽ, trong đó lĩnh vực kinh doanh online hay là thương mại điện tử là một trong những lĩnh vực mới mẻ và được rất nhiều doanh nghiệp quan tâm và đầu tư phát triển

Tới thời điểm hiện nay, hàng ngày có hàng chục thậm chí hàng trăm website thương mại điện tử mới ra đời càng làm cho thị trường nguồn cung trực tuyến ngày càng phát triển nóng và song song với nó, nhu cầu mua sắm trên mạng cũng tăng

mạnh và trở thành thói quen phổ biến của người tiêu dùng và các tổ chức cơ quan, doanh nghiệp

Hình 1.1 Bán hàng trực tuyến với hình ảnh 2D từ Internet

Một trong những vấn đề tồn tại khi tham gia giao dịch mua sắm trên mạng là vấn đề cung cấp thông tin về sản phẩm lên website, đặc biệt là hình ảnh sản phẩm trưng bày trên trang web bán hàng Hiện nay đa số các website bán hàng thường chỉ cung cấp hình ảnh hai chiều như hình 1.1 với các chi tiết không được rõ nét, chụp ở

một vài góc độ, do vậy người mua hàng rất khó có thể chọn được sản phẩm phù hợp

nếu chỉ nhìn qua một số hình ảnh cung cấp trên website bán hàng

Ngoài ra, nhược điểm lớn của môi trường trực tuyến là mọi người không thể

chạm vào và cảm thấy sản phẩm của bạn Tuy nhiên, xem cận cảnh với những hình ảnh chất lượng tốt ở nhiều góc độ vẫn có thể cung cấp cho người mua hàng những

cảm nhận gần giống như họ đang được sờ nắn một sản phẩm thực tế, và điều đó là

rất cần thiết cho những người mua hàng trực tuyến

Một trong những giải pháp tốt nhất là cung cấp giao diện ảnh ba chiều xoay

3600 của sản phẩm, cho phép người dùng có thể xem từng chi tiết của sản phẩm ở

bất kể góc độ nào Với giao diện ba chiều xoay 3600

cho phép hiển thị các hình ảnh tương tác với khách hàng, họ chỉ cần sử dụng con chuột của mình để xoay tròn 3600

,

dừng hình, phóng to, thu nhỏ, xoay chậm, xoay nhanh, chọn xem xét từng chi tiết quan trọng, mọi góc cạnh của sản phẩm Điều này giúp khách hàng có thông tin tốt

hơn để đưa ra quyết định mua sắm đúng đắn Vì vậy, việc tạo ảnh ba chiều đối với

sản phẩm là nhu cầu cấp thiết đối với các cơ quan doanh nghiệp nhằm tiết kiệm thời gian công sức và tạo lợi thế cạnh tranh, tăng doanh thu bán hàng

Tuy nhiên, các phương pháp tạo ảnh ba chiều hiện nay còn thủ công tốn rất nhiều thời gian công sức và tiền bạc nếu chụp với số lượng lớn mà độ chính xác lại không cao Vì vậy, với đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot mang camera

một cách hoàn toàn tự động nhằm tiết kiệm thời gian công sức tiền bạc, tăng độ chính xác sẽ mang lại lợi ích to lớn cho con người

1.2 T ng quan chung v lĩnhăv c nghiên cứu, các k t qu nghiên cứu trongăvƠăngoƠiăn căđƣăcôngăb

1.2.1 T ng quan chung v lĩnhăv c nghiên cứu

Nếu coi nhiếp ảnh là công cụ để tái hiện lại hiện thực thì ảnh 3D có thể coi là

một bước tiến so với ảnh 2D cũng như ảnh màu so với ảnh đen trắng nh màu mô

tả thế giới chân thực hơn, đem lại nhiều thông tin hơn so với ảnh đen trắng nhờ màu

sắc Tương tự, ảnh 3D tái hiện lại hiện thực tốt hơn ảnh 2D truyền thống do hiển thị được đầy đủ ba chiều không gian của sự vật, giúp chúng ta định rõ được khoảng cách về chiều sâu giữa các đối tượng Hơn thế nữa, khi quay tấm ảnh 3D ở các góc quan sát hơi khác nhau, ta còn cảm thấy vị trí tương đối giữa các đối tượng trong ảnh thay đổi, hệt như khi người quan sát đi vòng quanh sự vật thật Vì vậy, có thể nói ảnh 3D là một công cụ xứng đáng hơn để các nhà nghệ thuật tái hiện lại thế giới 3D (3-dimensional) ở đây được hiểu là không gian ba chiều Các vật thể trong không gian ba chiều được đặc trưng bởi ba thông số là chiều rộng, chiều cao và chiều sâu Con người chúng ta sống trong không gian vật chất, bằng thị giác của mình, chúng ta nhận thức được các vật thể xung quanh chúng ta là các hình khối,

tức là hình ảnh ba chiều - 3D

Nguyên tắc để tạo được hình ảnh 3D là phải xây dựng lại được một hệ thống đánh lừa được đôi mắt, làm cho đôi mắt khi nhìn vào hình ảnh cảm nhận được ba chiều như trong không gian 3D thực tế mà ta đang sống Do đó việc tạo hình 3D

bao gồm hai yếu tố quan trọng nhất đó là hệ thống hình ảnh được tái dựng (ảnh, phim) và thị giác hai mắt

Khi quan sát xung quanh bằng mắt, có hai yếu tố làm ta cảm nhận được chiều sâu hay khoảng cách, đó là sự điều tiết của thủy tinh thể và góc chập của hai

mắt n tượng chìm hay nổi của không gian và các đối tượng có được nhờ sự tổng

hợp của não bộ từ các hình ảnh ghi nhận đồng thời từ mắt trái và mắt phải Nhờ

tiếp thu được thông tin từ hai góc nhìn khác nhau, thị giác hai mắt giúp chúng ta định được khoảng cách xa gần và do đó, nhận thức được tính vô tận và liên tục của

ba chiều không gian

Hình 1.2 Mô phỏng sự chập hình của hai mắt

Hình 1.2 cho thấy để nhìn rõ đối tượng thì hai mắt cùng phải hướng về đối tượng, đó là sự hợp thị và ta có điểm hợp thị và góc hợp thị α Mỗi mắt cũng phải điều tiết hay lấy nét vào vật Nhờ nhận thức của não bộ đối với góc chập α, ta có thể ước lượng được khoảng cách h tới đối tượng

Nguyên lý căn bản của hầu hết các thể loại hình ảnh nổi là sự mô phỏng thị giác hai mắt đối với đối tượng sự vật Nói cách khác, hiệu ứng 3D ở các loại ảnh nổi đều giống nhau ở bản chất nhằm gửi đến mắt trái và mắt phải người quan sát một cách tách biệt hai hình ảnh tương ứng với góc lệch bên trái và bên phải của đối tượng Nhờ sự chập ảnh vô thức của não bộ sẽ gây nên ấn tượng chìm hay nổi của đối tượng sự vật Đó là sự khác biệt lớn nhất đối với hình ảnh 2D truyền thống - khi người quan sát dù đứng ở bất kỳ góc nào thì mắt trái và phải cũng chỉ nhìn thấy một khuôn hình giống hệt nhau

Ngoài ra, tùy thuộc vào độ phân giải mà hình ảnh sẽ có độ nét khác nhau Độ phân giải ảnh là số điểm ảnh (pixel) có trên một đơn vị chiều dài của hình ảnh đó Hình ảnh có độ phân giải càng cao thì càng sắc nét và màu sắc càng chính xác Nhưng khi đó, dung lượng file cũng sẽ tăng theo, đòi hỏi nhiều bộ nhớ hơn

Hiện nay trên thị trường có ba phương pháp tạo ảnh 3D như sau:

Thu trực tiếp hình ảnh 3D bằng các máy ảnh 3D hay máy quay 3D chuyên

dụng Các thiết bị này thường gồm hai ống kính để ghi lại hai hình ảnh trái và phải

Kỹ thuật này đem lại hình ảnh với độ chân thực cao Đây chính là phương pháp sử

dụng trong bộ phim 3D kinh điển AVATAR như hình 1.3

Đầu tiên, xây dựng dữ liệu ảnh 2D đầu vào là một chuỗi gồm nhiều ảnh được chụp đồng thời ở các góc chụp liên tiếp nhau theo một quy trình chụp đặc biệt nhằm lấy được đầy đủ ba chiều không gian của sự vật

Sau đó, tạo ảnh 3D bằng các phần mềm máy tính chuyên dụng

Cuối cùng, in ấn hiển thị tranh, ảnh trình diễn tương tác 3D

Vấn đề được đặt ra ở đây đó chính là tài liệu nghiên cứu ở thời điểm hiện tại

chỉ tập trung vào việc xử lý ảnh 2D có sẵn mà chưa có đề tài nào nói về việc tạo ra chuỗi ảnh đó như thế nào.Vì vậy, cần thiết phải có đề tài nghiên cứu và tìm hiểu vấn

đề về việc tạo ra dữ liệu ảnh 2D đầu vào cho ảnh 3D

Hình 1.4 Hình ảnh 3D của sản phẩm [11]

Hình ảnh 3D ở hình 1.4 này được xây dựng nhờ vào một loạt các ảnh 2D của

đối tượng được chụp từ những góc độ khác nhau, nhằm lấy được đầy đủ ba chiều không gian của sự vật Sau đó, dùng phần mềm máy tính chuyên dụng để ghép các

tấm hình này lại để tạo ảnh 3D Với những hình ảnh này cho phép người sử dụng có

thể xoay đối tượng đến 3600

, phóng to hay thu nhỏ để xem mọi góc cạnh, chi tiết

của đối tượng một cách rõ ràng Những hình ảnh này được ứng dụng để làm hình ảnh quảng cáo sản phẩm cho Công ty, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí, tạo lợi thế

cạnh tranh và nâng cao kết quả kinh doanh cho Công ty

Thông thường theo tính toán để xoay được sản phẩm và quay tròn được nó thì cần tối thiểu từ 12 đến 72 tấm ảnh như hình 1.5, điều này tùy thuộc vào độ phân

giải ảnh để cho tấm hình độ rõ nét tốt nhất cho người xem, tuy nhiên nếu số lượng ảnh càng nhiều thì dung lượng sẽ càng lớn

Hình 1.5 Hình ảnh sản phẩm được chụp ở các góc độ khác nhau [11]

Ngày này cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ ngày càng cao, các Robot ngày càng được ứng dụng vào thực tiễn nhằm thay thế con người làm những công việc đòi hỏi tính chính xác và ổn định lặp đi lặp lại, giúp nâng cao năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm, nâng cao chất lượng cũng như khả năng cạnh tranh của sản phẩm tạo ra

Vì vậy, đề tài này sẽ tập trung vào việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot mang camera ứng dụng xây dựng dữ liệu đầu vào với hàng loạt các ảnh 2D được

chụp ở các góc độ khác nhau trên cùng một đối tượng, sau đó nhờ vào phần mềm chuyên dụng ghép các tấm ảnh này với nhau để nhằm mục đích tạo ra tấm ảnh tương tác 3D giúp người dùng có thể xoay đối tượng đến 3600

1.2.2 Tình hình nghiên cứuăngoƠiăn c

Theo tham khảo từ Internet thì hiện nay chỉ có một công ty hãng Fotorobot

của Cộng hòa Séc chuyên sản xuất các robot dạng này Tùy theo phạm vi hoạt động

của robot để đáp ứng nhu cầu đối với từng loại sản phẩm khác nhau từ các sản

phẩm nhỏ và bóng loáng (trang sức, ly, đồng hồ, điện thoại di động, chai rượu…), đến các vật thể có kích cỡ trung bình (máy tính, thời trang, hàng hóa tiêu thụ…), cho tới những đối tượng có kích cỡ lớn (xe đạp, xe hơi, tủ lạnh, thiết bị nội thất, các máy công nghiệp…) mà công ty đư cho ra đời ba loại robot để đáp ứng nhu cầu hiện nay bao gồm:

Hình 1.8 Robotic Arm [11]

Hình 1.8 là Robotic Arm bao gồm một trụ đứng lớn, tay cầm giữ camera, các kết nối vững chắc và ống trượt giữ camera được điều khiển bằng thủy lực giúp đảm bảo hoạt động ổn định và tin cậy Thích hợp cho việc mang những camera rất

nặng tới 6 kg Robot này được sử dụng cho các sản phẩm như thiết bị điện tử và điện thoại di động, giày dép và túi xách, đồng hồ, đồ trang sức và nước hoa, thủy tinh, đồ dùng nhà bếp, đồ nội thất, các công cụ và máy xén cỏ, nhạc cụ, xe máy, đồ

thể thao, đồ chơi…

Hình 1.6 Robot Vario [11]

Hình 1.6 là Robot Vario sử dụng ba động cơ bước để di chuyển ba khâu của cánh tay robot Bằng cách này, nó có thể di chuyển một cách linh hoạt và việc tìm

vị trí chính xác của camera được thực hiện một cách dễ dàng và chính xác.Thêm

nữa, nó giúp tiết kiệm tiền trong việc mua thêm các thấu kính (lens) chụp từ xa, khi cho phép lens tiếp cận gần đối sát đối tượng khi cần Robot mang camera nặng khoảng 5 kg Robot này được sử dụng cho các sản phẩm như thiết bị điện tử và điện thoại di động, hàng hóa và đồ chơi thể thao, giày và túi xách, đồng hồ và đồ trang

sức, nước hoa, kính và mỹ phẩm…

Hình 1.7 Robot Vario XL [11]

Hình 1.7 là Robot Vario XL, được xem như là anh hai của Robot Vario với

ba động cơ bước được thiết kế để mang lại những lợi thế tương tự, nhưng nó được thiết kế để chụp cho những đối tượng có kích cỡ lớn hơn, phạm vi hoạt động là 240

cm và có khả năng mang camera nặng 5 kg Nhờ khả năng xoay quanh đế được nên robot này có thể đứng giữa phòng mà được bao quanh tới bốn vùng làm việc Điều này rất thuận lợi khi chụp thời trang trên những mô hình trực tuyến với các hoạt

cảnh khác nhau, giúp tiết kiệm thời gian Hơn nữa robot này cũng có thể được sử

dụng trong các studio ảnh như một cần trục nâng máy ảnh một cách chính xác khi các đối tượng được chụp nằm trên cao, điều này giúp tiết kiệm tiền trong việc mua

các thiết bị này Robot này được sử dụng để chụp các ảnh về thời trang và quay video

Hiện nay, các ứng dụng về robot trong công nghệ tạo ảnh 3D ở nước ta hầu như là không có Nguyên nhân là các thiết bị này đều là ngoại nhập nên khá đắt (Robot Vario XL giá khoảng 12600 euro), trong khi không có đơn vị nào trong nước tổ chức nghiên cứu, thiết kế các thiết bị loại này Do đó, việc thiết kế chế tạo các robot dạng này phục vụ trong công nghệ tạo ảnh 3D trong nước là rất cần thiết

1.2.3 Tình hình nghiên cứuătrongăn c

Nguyên lý về thị giác hai mắt trong việc tái hiện hình ảnh nổi đư được biết đến hàng trăm năm nay Các tấm ảnh lật (flip) và ảnh nổi 3D dùng tấm vi thấu kính

dạng sơ khai nhất đư xuất hiện từ thập kỷ 70, bắt đầu từ Nhật Bản Nhưng chỉ trong

những năm gần đây, khi kỹ thuật in ấn và số hóa phát triển vượt bậc, ảnh nổi 3D

mới đạt được chất lượng cao cũng như giá thành chấp nhận được với đa số người tiêu dùng nh 3D đư có mặt ở khắp nơi trên thế giới, nhưng đặc biệt được ưa chuộng tại châu Á nh 3D kích cỡ lớn hay ảnh 3D dịch vụ theo yêu cầu vẫn còn khá mới mẻ Cho tới hiện nay ở Việt Nam lĩnh vực này vẫn còn chưa phát triển do chưa làm chủ công nghệ

Việt Nam, qua thời gian khảo sát thông tin tại các tạp chí và các hội nghị

quốc tế thì vẫn chưa tìm thấy bất kỳ nhóm, cơ quan nào tập trung đầu tư nghiên cứu

để chế tạo robot dạng này vào quá trình tạo ảnh 3D cho sản phẩm do giá thành cao

từ việc nhập khẩu thiết bị của nước ngoài, mặc dù khả năng ứng dụng của nó vào

thực tiễn để tăng tính cạnh tranh giữa các công ty là rất lớn Ngoài ra, công nghệ tạo hình ảnh 3D hiện nay ở Việt Nam còn mang tính thủ công, tốn rất nhiều thời gian, công sức và tiền bạc mà hiệu quả lại không cao Vấn đề đặt ra là cần có phương pháp ít tốn kém mà mang lại hiệu quả cao hơn trong việc tạo ra hình ảnh 3D

Việc ứng dụng robot vào trong công nghệ tạo ảnh 3D là yếu tố quan trọng cho

sự phát triển thị trường của các doanh nghiệp để đưa sản phẩm của mình đến người tiêu dùng một cách nhanh nhất và hiệu quả nhất Do đó, việc làm chủ công nghệ,

tiếp cận cùng với ứng dụng những công nghệ mới, hiện đại vào việc nghiên cứu

robot là việc làm khá cần thiết hiện nay của các nhà khoa học, làm sao ứng dụng

những công nghệ mới và tiên tiến để giảm giá thành sản phẩm, tăng năng suất, hiệu

quả, chất lượng sản phẩm là việc làm cấp thiết hiện nay

1.3 ụănghĩaăkhoaăhọc và th c ti n

Hiện nay trên thế giới việc ứng dụng Robot trong việc xây dựng hình ảnh sản

phẩm 3D xoay 3600 đư được mở rộng và phát triển rộng rãi tạo lợi thế cạnh tranh, mang lợi ích to lớn cho các doanh nghiệp Tuy nhiên ở Việt Nam thì lĩnh vực này

vẫn còn mới mẽ, do chưa nắm vững được công nghệ, việc tạo ảnh 3D vẫn còn mang tính thủ công tốn rất nhiều thời gian công sức mà hiệu quả lại không cao Vì vậy,

việc đầu tư tập trung vào nghiên cứu, chế tạo và ứng dụng Robot dạng này vào Việt Nam là nhu cầu cấp thiết, mở ra những triển vọng mới để hoàn thiện những sản

phẩm dạng này trong tương lai mang lại lợi ích to lớn cho các doanh nghiệp tạo ra

sự khác biệt đối với các sản phẩm khác

1.4 M c tiêu và nhi m v củaăđ tài

Ngày nay, việc sử dụng hình ảnh 3D xoay 3600

mang lại lợi ích to lớn cho các doanh nghiệp Tuy nhiên, việc tạo các hình ảnh 3D này còn mang tính thủ công tốn nhiều thời gian và công sức mà hiệu quả lại không cao Vì vậy, nhằm giải quyết

hiện trạng trên thì mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot mang camera tự động chụp các sản phẩm ở các góc độ khác nhau nhằm lấy không gian ba chiều của nó để tạo ảnh tương tác 3D để thay thế con người làm những việc có tính

chất lặp đi lặp lại và độ chính xác cao sẽ mang lại lợi ích và hiệu quả kinh tế

Từ vấn đề được nghiên cứu tìm hiểu các phần trên nên người nghiên cứu đư đặt

ra nhiệm vụ cho đề tài là nghiên cứu, thiết kế và chế tạo cánh tay robot mang camera đến những vị trí chính xác để lấy đầy đủ không gian ba chiều của sản phẩm Tính toán và giải các bài toán về động học, động lực học, quỹ đạo chuyển động của

phần công tác để đưa ra các cơ sở lý thuyết điều khiển robot Thiết kế hệ thống điều

khiển, lập trình cho robot và điều khiển robot với độ chính xác ở trong sai số cho phép

1.5 Đ iăt ng và ph m vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu trong đề tài là một hệ thống cánh tay robot mang camera

để chụp sản phẩm ở nhiều góc độ khác nhau nhằm lấy đầy đủ không gian ba chiều

nhất định từ 400 – 1200 mm để đáp ứng trong việc chụp với những sản phẩm có kích cỡ khác nhau Bàn tròn đặt sản phẩm có đường kính 80 cm, chịu được tải là 15

Ch ngă2

Chương trước đư xác định rõ mục tiêu hướng nghiên cứu cụ thể của đề tài

ch ngă2 này sẽ tìm hiểu nguyên lý hoạt động của robot, từ đó đưa ra các phương

án thiết kế kết cấu cơ khí robot Sau đó tính toán bài toán động học để đưa ra mối liên hệ giữa biến khớp với vị trí và hướng của đầu công tác Giải bài toán động lực

học để đưa ra phương trình động lực học xác định mối quan hệ giữa lực, mômen với

vị trí, vận tốc và gia tốc của biến khớp từ đó tính toán công suất động cơ Thiết kế

và tính toán bộ truyền động cho cơ cấu robot Cuối cùng thiết kế và chế tạo các bộ

phận cơ khí của robot

2.1 Phân tích và l a ch ọn k t c u robot

2.1.1 Yêu cầu k thu t của robot

Đầu tiên, robot phải di chuyển camera xung quanh vật để chụp ảnh ở các góc độ khác nhau nhằm lấy không gian ba chiều của sản phẩm nên các khâu của robot phải

kết hợp với nhau tạo được một cung tròn giúp camera luôn hướng vào một điểm trên đối tượng cần chụp để có ảnh chính xác không bị sai lệch Tiếp theo, kích thước của robot phụ thuộc kích cỡ của sản phẩm cần chụp Vì phụ thuộc vào kích

cỡ sản phẩm nên robot cần phải được điều khiển một cách linh hoạt để điều chỉnh được khoảng cách từ camera tới đối tượng tức là điều khiển tiêu cự của nó để có được sản phẩm ảnh rõ nét không bị mờ Ngoài ra, theo nguyên lý để có được ảnh 3D xoay 3600 là phải ghép các ảnh được chụp ở các góc độ khác nhau nên để có

tấm ảnh cuối cùng được rõ nét sẽ phụ thuộc số lượng ảnh cần chụp, do đó robot cần

phải điều khiển được góc chụp để có thể điều chỉnh số lượng ảnh cần chụp Thêm

nữa, robot phải mang camera và di chuyển linh hoạt trong không gian nên cần phải

chọn vật liệu và tính toán trọng lượng của robot sao cho di chuyển an toàn, bền và chính xác

2.1.2 Nguyên lý ho tăđ ng của robot

Theo nguyên lý chụp hình thủ công như hình 2.1 để tạo được ảnh 3D xoay 3600thì người chụp hình phải di chuyển xung quanh đối tượng để chụp lấy đầy đủ không gian ba chiều của sản phẩm ở các góc độ khác nhau

Vì vậy, theo nguyên lý đó thì để tạo ảnh 3D tự động chúng ta cần:

Thứ nhất, một bàn xoay để đối tượng cần chụp Bàn xoay này có nhiệm vụ xoay

vật 3600

Thứ hai, một cánh tay robot mang camera giống như cánh tay con người, các khâu của robot sẽ kết hợp với nhau tạo một cung tròn để camera luôn hướng vào tâm đối tượng cần chụp để lấy đầy đủ không gian ba chiều của vật

Hình 2.1 Phương pháp tạo ảnh 3D mang tính thủ công

2.1.3ăPh ngăánăđ xu t thi t k c ăc u tay máy

Tay máy là một thành phần quan trọng, nó quyết định đến khả năng làm việc

của robot Các kết cấu của nhiều tay máy được mô phỏng theo cấu tạo và chức năng của tay người; tuy nhiên ngày nay, tay máy được thiết kết rất đa dạng, nhiều cánh tay robot có hình dạng rất khác xa cánh tay con người Trong thiết kế và sử dụng tay máy, chúng ta cần quan tâm đến các thông số ảnh hưởng đến khả năng làm việc của

robot như trường công tác, số bậc tự do (thể hiện sự khéo léo và linh hoạt của robot),

độ cứng vững, độ chính xác, tải trọng vật nâng

Ngoài ra, các tay máy có đặc điểm chung về kết cấu là gồm có các khâu, được

nối với nhau bằng các khớp để hình thành một chuỗi động học hở, tính từ thân đến

phần công tác Các khớp được dùng phổ biến là khớp trượt chuyển động tính tiến theo hướng x, y, z trong không gian Đề-các và khớp quay chuyển động quay quanh các trục x, y, z Tùy theo số lượng và cách bố trí các khớp mà có thể tạo ra tay máy

kiểu tọa độ đề các, tọa độ trụ, tọa độ cầu, kiểu SCARA và hệ tọa độ góc Hình 2.2

là minh họa cho cơ cấu robot với sự kết hợp các khâu robot tạo ra không gian làm

việc dạng hình cầu

Hình 2.2 Robot kiểu tọa độ cầu Theo như phân tích thì các khâu của robot mang camera này phải kết hợp với nhau để tạo một cung tròn phẳng giúp camera luôn hướng vào tâm của đối tượng nên cơ cấu tay máy sẽ có thể có các dạng sau:

2.1.3.1 Ph ngăánă1

Hình 2.3: Cơ cấu dạng một

Hình 2.3 là cơ cấu robot được cố định trên nền gồm ba khâu và liên kết với nhau bằng ba khớp xoay và camera được gắn ở khâu cuối cùng của đầu công tác Robot dạng này sẽ có ưu và nhược điểm như sau:

- u điểm:

+ Tầm với xa nên phạm vi hoạt động lớn phù hợp với đối tượng có kích cỡ

lớn như xe hơi, máy công cụ

+ Dễ điều khiển do chỉ có ba bậc tự do

+ Chiếm nhiều diện tích hoạt động do robot phải cố định trên nền và cơ cấu

phải vươn xa khi chụp

2.1.3.2 Ph ngăánă2

Hình 2.4: Cơ cấu dạng hai

Hình 2.4 là cơ cấu robot được treo trên thanh đỡ cũng gồm ba khâu và liên kết với nhau bằng ba khớp xoay, camera được gắn ở đầu công tác Robot dạng này

sẽ có ưu và nhược điểm sau:

- u điểm:

+ Do robot được treo trên không nên kết cấu nhỏ gọn không chiếm diện tích,

ít cản trở hoạt động của các thiết bị khác, phù hợp chụp với có kích thước

vừa phải như giày dép, điện thoại, đồng hồ,

+ Có vùng làm việc rộng, dễ dàng tiếp cận đối tượng với ba khớp xoay nên

rất linh hoạt

+ Dễ điều khiển do chỉ có ba bậc tự do

- Nhược điểm:

+ Do robot treo nên đòi hỏi độ cứng vững của thiết bị đỡ robot phải cao

2.1.4 Ch ỉ tiêuăđánhăgiáăvƠăchọn l aăc ăc u

Để các cơ cấu tay máy hoạt động linh hoạt tức là có thể thực hiện được dễ dàng các chuyển động cần thiết Như đư biết với các cơ cấu tay máy dùng các cơ

cấu hở không gian có các khớp động loại 5 thì số bậc tự do bằng số khâu động Khi tăng số bậc tự do tức là tăng số khâu động và tăng số thiết bị động lực cho các khâu động nên sẽ tăng độ phức tạp về kết cấu và chế tạo cũng như tăng giá thành và giảm

độ chính xác chuyển động Vấn đề đặt ra là khi cùng số bậc tự do có thể chọn lựa cơ

cấu tay máy nào đảm bảo tính linh hoạt cao hơn Tính linh hoạt của robot dựa vào các chỉ tiêu: độ cơ động, khả năng đáp ứng và tính năng điều khiển của nó

Cơ cấu thứ hai giống như cánh tay con người nên rất linh hoạt, độ cơ động cao, có thể di chuyển tới bất kì vị trí nào trên cung tròn và việc tìm vị trí chính xác

của camera được thực hiện một cách dễ dàng và chính xác Thêm nữa, robot có thể

tiếp cận gần đối sát đối tượng khi cần, đáp ứng được yêu cầu của bài toán đặt ra Ngoài ra, robot chỉ có ba bậc tự do nên việc điều khiển dễ dàng Dựa vào mục đích

sử dụng và yêu cầu về không gian hoạt động, người nghiên cứu quyết định sử dụng

cơ cấu thứ hai này để làm cơ sở cho việc thiết kế và gia công robot

2.1.5 Tính toán chi u dài t ừng khâu

Theo yêu cầu của bài toán thì các khâu của robot phải kết hợp với nhau để khâu

cuối mang camera tạo được cung tròn có bán kính từ 400 mm đến 1200 mm như

hình 2.5

Hình 2.5 Vùng không gian hoạt động (V) của camera Theo định nghĩa vùng làm việc của robot là toàn bộ thể tích được quét bởi khâu chấp hành cuối khi robot thực hiện tất cả các chuyển động có thể Vùng làm

việc bị ràng buộc bởi các thông số hình học của robot cũng như các ràng buộc cơ

học của các khớp [3] Ta có không gian hoạt động của robot mang camera như hình 2.6 sau:

`

Hình 2.6 Vùng không gian hoạt động (K) của robot mang camera

Để các khâu của robot kết hợp với nhau tạo cung tròn theo yêu cầu của bài toán thì vùng không gian hoạt động (V) của robot mang camera (hình 2.7) phải nằm

trong vùng không gian hoạt động (K) của robot

Hình 2.7 Không gian hoạt động của camera và robot

Vậy ta có thể chọn sơ bộ kích thước khâu 1 là l1 = 1000 mm, khâu 2 là l2=

1000 mm và khâu 3 mang camera có thể chọn l3 = 150 mm cho thiết kế và gia công robot

2.2ăăBƠiătoánăđ ng học tay máy

Mỗi robot có thể được coi là một xích động học gồm các khâu gắn liền với nhau bằng các khớp Để robot có thể thao tác linh hoạt, cơ cấu chấp hành của nó

phải cấu tạo sao cho điểm mút của khâu cuối cùng đảm bảo dễ dàng di chuyển theo

một quĩ đạo nào đó, đồng thời khâu này có một định hướng nhất định theo yêu cầu Điểm mút của khâu cuối cùng là điểm đáng quan tâm nhất vì nó là điểm tác động

của robot lên đối tượng Nội dung của động học robot nhằm nghiên cứu giải tích về chuyển động của nó với một hệ tọa độ tham chiếu cố định như là một hàm theo thời gian mà không quan tâm đến các lực hoặc mômen gây ra các chuyển động đó Nó xác định mối quan hệ giữa không gian biến trục với vị trí và hướng của khâu chấp hành cuối của robot Động học robot bao gồm hai nội dung chính cần giải quyết như sau:

học thuận là dùng quy tắc Denavit-Hartenberg (DH)

Để thiết lập phương trình động học robot, ta tiến hành theo các bước sau:

- Xác định các hệ tọa độ như trên hình 2.8:

Hình 2.8 Hệ tọa độ của Robot

0100

0

0

1 1 1

1

1 1 1

1

s l c

s

c l s

0100

0

0

2 2 2

2

2 2 2

2

s l c

s

c l s

c

(2.2)

(2.3)

0

0

3 3 3

3

3 3 3

3

s l c

s

c l s

00

01

00

0

0

123 3 12 2 1 1 123

123

123 3 12 2 1 1 123

123

s l s l s l c

s

c l c l c l s

c

Trong đó : q = [1, 2,3]

Phương trình (2.5) biểu diễn vị trí và hướng của khâu 3 so với khâu cơ sở

Dạng tổng quát của ma trận vectơ cuối:

Nội dung của bài toán động học ngược là xác định giá trị của các biến khớp

để robot đạt được hướng và vị trí cho trước khi cho trước các thông số hình học và các thông số liên kết của các khâu, vị trí và hướng của khâu chấp hành cuối với hệ

tọa độ gốc của robot Một trong những phương pháp để giải bài toán động học ngược là dùng phương pháp giải tích tìm ra các công thức hay các phương trình toán giải tích biểu thị mối quan hệ giữa các biến khớp với các thông số khác của bộ thông số DH và các giá trị cho trước của hướng và vị trí

Tọa độ điểm W (hình 2.8):

(2.4)

(2.5)

Để làm khớp robot di chuyển được thì cơ cấu chấp hành cần sinh ra một lực

và mômen đủ lớn Mối quan hệ giữa lực, mômen của các khớp với vị trí, tốc độ và gia tốc được biểu diễn trong phương trình chuyển động, còn gọi là phương trình động lực học Dựa vào phương trình động lực học sẽ tính được lực và mômen cần

(2.6)

thiết để khớp robot có thể chuyển động được với tốc độ và gia tốc mong muốn Ngoài ra, dựa vào phương trình này và tải trọng đặt lên trên robot, người thiết kế tính toán được tải trọng lớn nhất mà cơ cấu chấp hành có thể thực hiện được yêu

cầu để có thể phân phối được lực và mômen cần thiết

Một trong những phương pháp để giải bài toán động lực học là dùng phương pháp cơ học Lagrange Hàm Lagrange của một hệ thống được định nghĩa như là

hiệu của tổng động năng và tổng thế năng của hệ:

trong đó:

K – tổng động năng của hệ thống

T – tổng thế năng của hệ thống

Ta định nghĩa: Lực tác dụng lên khâu thứ i với quan niệm là lực tổng quát,

nó có thể là một lực hoặc mômen (tùy thuộc vào biến khớp qi là tịnh tiến hoặc quay), được xác định bởi phương trình sau:

Giả sử khối lượng được phân bố đều trên ba khâu và khối lượng được đặt ở

trọng tâm của mỗi khâu như hình 2.9

 Đ ngănăngăcủa tay máy:

c

y  l s  l s => 2 1 1 1 2  1 2 12

12

2 3

12

c

x l c l c  l c => 3 1 1 1 2  1 2 12 3  1 2 3 123

12

c

y  l s l s  l s => 3 1 1 1 2  1 2 12 3  1 2 3 123

12

 Đối với khâu 1:

2.4 Tính toán ch ọn công su tăđ ngăc ăđi n

Với phương án đư được phân tích và lựa chọn thì chỉ cần ba động cơ để tạo chuyển động quay bằng các khớp quay cho cánh tay robot và một động cơ để tạo chuyển động quay cho bàn xoay Tính toán chọn động cơ được tiến hành theo các bước sau:

- Lựa chọn loại động cơ:

Truyền động điện được sử dụng khá phổ biến trong kỹ thuật robot, vì có nhiều

ưu điểm như hệ điều khiển đơn giản không phải dùng các bộ biến đổi phụ, kết cấu

gọn, hiệu suất biến đối năng lượng cao, giá rẻ, chủng loại phong phú và dải công

(2.34)

(2.35)

suất rộng, dễ bảo trì sửa chữa và thay thế Tuy nhiên công suất thấp và thường phải

cần thêm hộp giảm tốc vì thường các khâu của robot chuyển động với tốc độ thấp

Do yêu cầu hoạt động của cánh tay robot cần phải hoạt động êm, đổi chiều dễ dàng

và điều khiển đơn giản nên người nghiên cứu đư chọn sử dụng động cơ điện một chiều để truyền động cho robot

- Tính công suất cần thiết của động cơ

Dựa vào lý thuyết và yêu cầu về hình dáng vật liệu chế tạo cụ thể của robot và

nhờ vào phần mềm mô phỏng mà mà ta có thể biết trước được khối lượng dự kiến

của các chi tiết, bộ phận của robot như b ng 2.2

B ng 2.2: Thông số khối lượng các bộ phận của robot

STT Tên chi tiết/ bộ phận của robot Khối lượng

+ Động cơ điều khiển khớp 3:

Do khâu ba chỉ mang camera nên động cơ điều khiển khớp 3 được gắn trực tiếp vào khâu 3 với tốc độ góc lớn nhất là 1rad/s Từ phương trình động lực học (2.36)

của khâu 3, thay các thông số về khối lượng, vận tốc và gia tốc từng khâu, có thể tính được momen lực tổng quát tức thời tác động lên khâu 3: F3 = 13 Nm

Công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác:

Với thông số tính toán được thì ta có thể chọn động cơ DC M3 công suất 50W

với số vòng quay 15vòng/phút được gắn trực tiếp vào khâu 3

+ Động cơ điều khiển khớp 2:

Từ phương trình động lực học của khâu 2, thay các thông số có thể tính được momen lực tổng quát tức thời tác động lên khâu 2: F2 = 205Nm

Công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác:

Pt = F2 ω2 = 205.0,5 = 103 W (2.39) Công suất trên trục động cơ:

Với ŋ hiệu suất của bộ truyền ŋ = 0,92

Với thông số tính toán được thì ta có thể chọn động cơ DC M2 công suất 150W với số vòng quay 250 vòng/phút cho điều khiển trục, kèm theo hộp bộ giảm

tốc (hộp số) 1:50

+ Động cơ điều khiển khớp 1:

Từ phương trình động lực học của khâu 1, thay các thông số có thể tính được momen lực tổng quát tức thời tác động lên khâu 1: F1 = 350 Nm

Công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác:

+ Động cơ điều khiển bàn xoay

Bàn tròn có đường kính 80 cm, chịu được tải là 15 kg

Công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác:

Với thông số tính toán được thì ta có thể chọn động cơ DC công suất 100 W

với số vòng quay 580 vòng/phút cho điều khiển trục bàn xoay

2.5 Tính toán chọnăc ăc u truy năđ ng robot [1]

Cơ cấu của robot gồm ba khâu, ba khớp, mỗi khớp hoạt động độc lập với các

khớp khác về mặt cơ khí nhưng kết hợp với nhau để tạo cung tròn Như vậy, về cơ

bản cần phải có ba động cơ để điều khiển ba khớp của cánh tay robot và một động

cơ để điều khiển bàn xoay vật Chuyển động tại các khớp của tay máy thường có

vận tốc thấp và momen lớn, trong khi các động cơ thường làm việc với vận tốc lớn

và momen nhỏ Vì vậy, giữa động cơ và khớp thường có bộ giảm tốc có tỷ số truyền cao để giảm tốc độ từ trục động cơ tới các khâu của cánh tay robot Riêng khâu thứ

ba thì chịu tải trọng thấp chỉ có chức năng điều chỉnh hướng máy ảnh nên có thể

gắn trực tiếp vào trục động cơ mà không cần thông qua hộp giảm tốc

- Lựa chọn cơ cấu truyền động:

Do khớp một và khớp hai chịu tải trọng nặng nên không thể gắn trực tiếp

trục của hộp giảm tốc để điều khiển khớp quay mà cần phải qua một cơ cấu truyền động Do yêu cầu khoảng cách trục truyền động xa, không gian hẹp cần cơ cấu truyền động có kích thước nhỏ gọn, không được phép trượt và tải trọng khá lớn Ngoài ra, với tiêu chí dễ dàng trong chế tạo, đơn giản trong lắp ráp, sửa chữa và

hiệu suất cao nên người nghiên cứu đư chọn bộ truyền xích để truyền động từ hộp

giảm tốc đến khâu thứ nhất và thứ hai của cánh tay robot Để truyền động bàn xoay,

sử dụng bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng để truyền chuyển động và mômen xoắn

giữa hai trục gần nhau vì kích thước nhỏ mà khả năng tải lớn, hiệu suất, tuổi thọ và

độ tin cậy cao

+ Số mắc xích: x = 104

Bộ truyền xích từ hộp số tới khâu thứ hai

Tương tự ta tính được bộ truyền xích của khớp thứ hai :

z1 = 21, z2 = 84, a = 1000 mm, x = 350

Chi tiết tính toán xem Ph l c 1

- Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng [3]

Chi tiết tính toán xem Ph l c 2

Từ những phân tích về chọn động cơ và cơ cấu truyền động ở trên người nghiên cứu đưa ra sơ đồ truyền động của cánh tay robot mang camera như sau:

Hình 2.10 Sơ đồ động của robot camera