Mobile platform to track a reference line

Sử dụng mobile robot để vận chuyển hàng hóa trong nhà máy, xí nghiệp là một trong những phương án hiệu quả và đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng vào sản xuất... Một số mobile robot

Đề tài: Mobile Platform To Track A Reference Line

Cùng với sự phát triển của sản xuất, nhu cầu vận chuyển nguyên liệu,

hàng hóa trong xí nghiệp, nhà máy ngày càng gia tăng

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, quá trình vận chuyển này có thể

dễ dàng tự động hóa nhằm tăng năng suất, tiết kiệm chi phí, giảm giá thành

sảm phẩm

Sử dụng mobile robot để vận chuyển hàng hóa trong nhà máy, xí nghiệp

là một trong những phương án hiệu quả và đã được nhiều nước trên thế giới

áp dụng vào sản xuất

Ngày nay, AGV đã trở nên phổ biến và có nhiều ứng dụng hiệu quả, thay

thế được sức lao động của con người, đặc biệt là ở các nước tiên tiến

4

Ở nước ta, công nghệ chế tạo AGV mobile robot và việc ứng dụng chúng vào sản

xuất mới chỉ ở giai đoạn đầu và đây cũng là một lĩnh vực hứa hẹn nhiều tiềm năng trong

tương lai Muốn phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì việc ứng dụng robot vào

sản xuất và đời sống là yếu tố cần thiết

AGV chia thành 2 nhóm chính :

Theo chức năng: có 4 kiểu AGV:

-Xe kéo (Towing machine): xe kéo xuất hiện đầu tiên và bay giờ vẫn còn thịnh hành

-Xe chở (Unit Load Machine): xe chở được trang bị các tầng khay chứa để chuyên chở

-Xe đẩy (Cart Vehicle): xe đẩy có tính linh hoạt cao và rẻ tiền Chúng được sử dụng để chuyên chở vật liệu và các hệ thống lắp ráp

-Xe nâng (Fork Vehicle): có khả năng nâng các tải trọng đặt trên sàn hoặc trên các bục cao hay các khối hàng đặt trên giá

Theo dạng đường đi : theo dạng đường đi thì AGV chia làm các loại như sau:

• Loại không chạy theo đường dẫn (Free path navigation): có thể di chuyển đến các vị

trí bất kỳ trong không gian hoạt động

• Loại chạy theo đường dẫn (Fixed path navigation): Xe AGV thuộc loại này được thiết

kế chạy theo các đường dẫn định sẵn gồm:

+ Đường dẫn từ

+Đường ray dẫn

+Đường băng kẻ trên sàn

Một số mobile robot vận chuyển hàng hóa trên thế giới:

-Môi trường hoạt động và làm việc:trong nhà

-Nguồn hoạt động: Pin 24VDC

-Đường kính bánh lái: 20 cm (7.9 in)

-Chiều rộng bánh lái: 5 cm (2 in)

-Góc quay của bánh lái: 0o

-Vị trí lắp cảm biến: + 2 cảm biến phía trước

+ 2 cảm biến phía sau

+ Tầm vực cảm biến ngắn

Một số mobile robot vận chuyển hàng hóa trên thế giới:

Một số mobile robot vận chuyển hàng hóa trên thế giới:

Aim iBot

- Hoạt động được 6 – 8 giờ

- Có thể cắm thêm thiết bị cầm tay

- Hệ thống điều khiển tốc độ vòng kín

- Dung sai khi dừng : ±0.5 inch = ±12.7 mm

- Dung sai khi dò lai: ±0.5 inch = ±12.7 mm

Một số mobile robot vận chuyển hàng hóa trên thế giới:

Với những thông tin và số liệu thu thập được sau khi tham khảo những mobile

robot vận chuyển hàng hóa trên thế giới, trong phạm vi của project môn học,

nhóm đã quyết định thiết kế một mobile flatform vận chuyển hàng hóa hoạt

động trong một mô hình nhà máy bia có thật ngoài thực tế

Nhiệm vụ cụ thể của robot là nâng chuyển những thùng bia từ khu vực hoàn

thiện sản phẩm đến kho lưu trữ của nhà máy trước khi xuất ra ngoài

Với những thông tin và số liệu thu thập được sau khi tham khảo những mobile

robot vận chuyển hàng hóa trên thế giới, trong phạm vi của project môn học,

nhóm đã quyết định thiết kế một mobile flatform vận chuyển hàng hóa hoạt

động trong một mô hình nhà máy bia có thật ngoài thực tế

Nhiệm vụ cụ thể của robot là nâng chuyển những thùng bia từ khu vực hoàn

thiện sản phẩm đến kho lưu trữ của nhà máy trước khi xuất ra ngoài

Mô hình nhà xưởng của nhà máy bia :

Đường đi cụ thể của robot:

Đặc điểm của sản phẩm:

Hình dạng: hình hộp chữ nhậtKích thước: 26x39 cm

Khối lượng: ≈ 10Kg/thùng

- Tải trọng tối đa của robot là 20 thùng/lần tương đương với khối lượng khoảng 200Kg.

- Sau khi so sánh với các robot vận chuyển trên thế giới cùng với điều kiện thực tế nhóm

quyết định các thông số của robot như sau:

- Tải trọng tối đa của robot là 20 thùng/lần tương đương với khối lượng khoảng 200Kg

- Sau khi so sánh với các robot vận chuyển trên thế giới cùng với điều kiện thực tế nhóm

quyết định các thông số của robot như sau:

Vận tốc tối đa Vmax = 0.5 m/s

Bán kính cong nhỏ nhất Rmin = 0 & ∟

Vận tốc tối đa Vmax = 0.5 m/s

Bán kính cong nhỏ nhất Rmin = 0 & ∟

- Khả năng bám địa hình là nổi trội nhất

- Đổi hướng sẽ xảy ra hiện tượng trượt

- di chuyển này rất dễ làm hỏng bề mặt của nền

Chúng ta đang cần một AGV vận chuyển một khối hàng lớn nên di chuyển bằng xích không khả

thi

Chúng ta đang cần một AGV vận chuyển một khối hàng lớn nên di chuyển bằng xích không khả

thi

1 Cách thức chuyển động.

Di chuyển bằng bánh xe

- Dễ điều khiển, ổn định và chuyển động

nhanh hơn so với xích

- Phù hợp với địa hình có bề mặt phẳng và

cứng, với bề mặt mềm AGV rất dễ bị xa lầy

- Tuy nhiên 1 bánh hiếm khi được sử

dụng trong thực tế vì đòi hỏi phải có thêm cơ

cấu tự cân bằng

- Điều khiển khó khăn

Không khả thi

- Cấu tạo đơn giản

- Hai bánh được điều khiển bởi hai động cơ

Tại sao ta không tăng thêm số bánh để xe được cân bằng không phải dùng

cơ cấu tự cân bằng?

2 Số lượng bánh xe

3 bánh

- Xe 3 bánh cân bằng tĩnh học và có cấu trúc đơn giãn

- Có nhiều kiểu cho xe 3 bánh cùng với các loại bánh xe

- Xe 3 bánh cân bằng tĩnh học và có cấu trúc đơn giãn

- Có nhiều kiểu cho xe 3 bánh cùng với các loại bánh xe

2 Số lượng bánh xe

22

2 bánh dẫn cố định được điều khiển bởi 2 động cơ và một bánh tự lựa

•Cấu trúc cơ khí và động lực học đơn giản

•Chi phí chế tạo thấp

•Bán kính quay nhỏ nhất là 0

•Sai số hệ thống dễ calib

•Hạn chế là khó di chuyển trên bề mặt không bằng phẳng

•Một trong những bánh xe dẫn động không tiếp xúc được với đất, hướng chuyển động sẽ bị thay đổi đột ngột

2 Số lượng bánh xe

3 bánh dẫn động đồng bộ

- Bánh lái và bánh dẫn được chuyền động cùng lúc bằng xích hoặc đai

- Bánh lái và bánh dẫn được chuyền động cùng lúc bằng xích hoặc đai

- Lực dẫn động được phân bố đồng đều giữa các bánh xe

- Sử dụng ít nhất 3 bánh xe vô hướng Omni để xe chạy

được mọi hướng

- Tuy nhiên độ bền của lớp tương đối thấp

- Cơ cấu dẫn động đồi hỏi chính xác

2 Số lượng bánh xe

4 bánh

2 bánh dẫn động – 2 bánh xoay tự do

- Ổn định hơn so với các phiên bản 3 bánh

- Không gian hữu ích lớn hơn

Đặc biệt là khi cua gấp hoặc di chuyển trên một bề mặt

không bằng phẳng đều ổn định

- Cấu tạo đơn giản và dễ điều khiển

Nếu các bánh xe trong một cặp không chạy với tốc độ

tương tự, là chậm hơn sẽ trượt (không hiệu quả)

Nếu các cặp không chạy ở cùng tốc độ sẽ không thể lái xe thẳng được

2 Số lượng bánh xe

4 bánh

4 bánh như ô tô

- Hai bánh xe trước lái cùng một lúc để giữ

tâm tức thời cùng quay

- Chạy nhanh và ổn định trong chuyển động

tốc độ cao

- đòi hỏi cơ cấu lái phức tạp hơn

- góc lái của bánh trước không thể vươn tới 90

◦, bán kính quay trở thành khác 0

2 Số lượng bánh xe

28

Qua những phương án được phân tích ở trên so với yêu cầu được đặc ra nhóm quyết định sử

dụng cơ cấu xe 4 bánh, loại 2 bánh dẫn động, đồng thời lái và 2 bánh xoay tự do

Sơ đồ nguyên lý:

3 Cấu trúc điều khiển.

- Sử dụng 1 Vi điều khiển điều khiển tất cả

bao gồm động cơ và cảm biến

- Rất khó chỉnh sửa khi chương trình gặp

sự cố

- Sản phẩm khó nâng cấp và bảo trì

- Khó thay đổi chức năng

- Sử dụng 1 Vi điều khiển trung tâm và nhiều modul nên chi phí tốn kém

- Dễ dàng chỉnh sửa khi chương trình gặp lỗi

- Thuận tiện trong việc nâng cấp và bảo trì

- Có thể thay đổi chức năng

3 Cấu trúc điều khiển.

30

4 Phân công công việc

• Lê Văn Minh thiết kế phần sofware

• Nguyễn Quang Thắng : thiết kế phần điện và lấy tín hiệu cảm biến

• Đặng Quang Tín: thiết kế phần cơ

• Nguyễn Minh Tiến và Nguyễn Hồng Thắng (trưởng nhóm): mô hình hóa ,

mô phỏng và tiến hành thực nghiệm

YOUR LISTENING!!!

32