Nghiên cứu chế tạo phần cơ khí và phần điện cho mô hình xe robot ứng dụng công nghệ xử lí ảnh cho xe hoạt động trong văn phòng

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHCÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO PHẦN CƠ KHÍ VÀ PHẦN ÐIỆN CHO MÔ HÌNH XE ROBOT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH CHO XE HOẠT ÐỘNG TRONG VAN

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO PHẦN CƠ KHÍ VÀ

PHẦN ÐIỆN CHO MÔ HÌNH XE ROBOT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH CHO XE HOẠT ÐỘNG

TRONG VAN PHÒNG.

MÃ SỐ: SV2012-23

S 0 9

S KC 0 0 3 8 5 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

………… o0o…………

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO PHẦN CƠ KHÍ VÀ PHẦN ĐIỆN CHO MÔ HÌNH XE ROBOT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH CHO XE HOẠT ĐỘNG

TRONG VĂN PHÒNG.

Mã số: SV2012-23

GVHD: TS.NGUYỄN BÁ HẢI SVTH: TRẦN ĐỊNH MSSV: 09105031 TP.Hồ Chí Minh, Ngày 28 tháng 11 năm 2012

MỤC LỤC

Mục lục……… Trang 1 Lời nhận xét của giáo viên……… Trang 2 Lời cảm ơn ……….Trang 3 Lời mở đầu……… Trang 4 Phần I- Phần đầu… ……… Trang 5 Phần II- Nội dung thực hiện đề tài……… Trang 6 II.1 Thiết kế phần cơ khí xe……… Trang 6 II.2 Board mạch điện tử……….Trang 11 Phần III- Kết luận và đề nghị ……….Trang 17 Tài liệu tham khảo……… Trang 17

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TP.HCM, Ngày 28 Tháng 12 Năm

2012

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TS NGUYỄN BÁ HẢI

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, em đã gặp rất nhiều khó khăn, nhưng được sự giúp đỡ động viên rất tận tình của quí thầy cô và bạn bè, nhất là các thầy trong khoa Cơ Khí Động Lực nên đề tài của em đã được hoàn thành tốt đẹp theo đúng kế hoạch

Em xin chân thành cảm ơn :

Toàn thể quí thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quí báu cho chúng em trong suốt thời gian học tại trường

Quí thầy cô khoa cơ khí động lực đã quan tâm, dạy dỗ và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt quá trình học tập và đặc biệt là trong thời gian thực hiện đề tài này

Đặc biệt em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến TS.Nguyễn Bá Hải, thầy

đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, hướng dẫn và giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài để chúng em có thể hoàn thành đề tài và đúng thời gian qui định

Mặc dù đã rất cố gắng và nổ lực hết mình khi thực hiện đề tài, nhưng do kiến thức và thời gian có hạn nên chắc chắn sẻ không tránh khỏi những sai sót Vậy nên chúng em mong muốn có được ý kiến đóng góp và cộng tác của quí thầy cô và các bạn

Cuối cùng chúng em xin kính chúc quí thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm

Kỹ Thuật TP.HCM, đặc biệt là quí thầy cô khoa Cơ Khí Động Lực lời chúc sức khỏe, thành công và hạnh phúc.

LỜI MỞ ĐẦU

-0 -

Thế kỷ XX đã để lại cho loài người nhiều dấu ấn, nhưng sâu đậm nhất chính

là sự tiến bộ vược bậc của khoa học và công nghệ Do đó, muốn không tránh khỏi bị tụt hậu so với các nước trong khu vực và thới giới, hội nhập toàn cầu , Việt Nam phải tập trung phát triển mạnh khoa học và công nghệ Đảng ta đã xác định cùng với phát triển giáo dục và đào tạo,khoa học và công nghệ phải là quốc sách hàng đầu, là nền tảng và động lực cho công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước

Ở nước ta hiện nay, nguyên cứu khoa học đang trở thành phong trào sâu rộng, nhất là trong các trường đại học Đặc biệt là trường ĐH SPKT TPHCM có những đề tài nguyên cứu đoạt giải cao chẳng hạn như: Robot cá, robocon, robot chim, ứng dụng LabVIEW trong điều khiển động cơ GDI…

PHẦN I- PHẦN ĐẦU

I.1 Lý do chọn đề tài:

Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học và kỹ thuật , đã tạo ra những thiết bị máy móc, robot… phục vụ cho đời sống và công việc của con người Sức người là có hạn nên cần tới máy móc để gánh vác những công việc , lặp đi lặp lại Với những công việc văn phòng , nhiều khi nhân viên văn phòng rất vất vả, bận bịu với việc luân chuyển hồ sơ Từ những thực tiển đó, em chọn

đề tài này nhằm đem lại một công cụ vận chuyển hồ sơ, văn bản nhỏ gọn, linh hoạt mà vẫn đáp ứng được những yêu cầu đề ra

I.2 Mục tiêu và giới hạn của đề tài:

a Mục tiêu:

- Robot tự di chuyển được trong phòng thí nghiệm

- Có thể di chuyển được khi gặp địa hình gồ ghề

b Giới hạn đề tài:

- Kinh phí phục vụ cho nguyên cứu eo hẹp

- không đủ kinh phí để hoàn thiện các kết cấu như mong muốn

PHẦN II- NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

II.1 Thiết kế phần cơ khí xe:

II.1.1 Chuẩn bị vật liệu:

- Sắt ống chữ nhật ( 2 x 3m)

- Sắt chữ V (1 x 3m)

II.1.2 Giải pháp cho phần đế robot:

Mặt đế Robot đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc làm tăng khả năng hoạt động ổn định của Robot, đặc biệt là đối với các loại Robot điều khiển từ xa (các cuộc thi Robocon ) hoặc các loại Robot tự hành nói chung Yêu cầu cơ bản nhất cho phần đế Robot là độ cứng vững và độ đồng phẳng tương đối trên địa hình di chuyển tất nhiên không phải địa hình di chuyển nào cũng giống nhau về nhiều yếu tố như độ phẳng,độ ma sát trên bánh xe

- Độ cứng vững: Phần này liên quan tới khả năng thiết kế khung cho đẹp

Hình 1: Ví dụ một khung đế đơn giản

nhiều hơn 3 bánh ( cơ bản là 4 bánh ) thì vấn đề đặt ra là làm sao cho 4 bánh phải nằm trên 1 mặt phẳng Đó không chỉ đơn giản là việc canh đều trên 1 tấm phằng cho đều mà cái chính là làm sao “giữ” được cho

nó luôn phẳng ,vì như ta biết địa hình khi di chuyển trong văn phòng đôi khi cũng gặp phải nhiều chướng ngại, mặt khác không phải khi chế tạo cơ khí lúc nào cũng phẳng tuyệt đối Đó là một vấn đề rất khó

nhưng không phải là không có cách giải quyết,giải pháp ở đây dùng là

“cầu cân bằng” , dưới đây tôi giới thiệu vài dạng cơ bản để bạn tham khảo

Hình 2 : Cầu cân bằng 4 bánh nằm ở giữa

Hình 3: Cầu cân bằng nằm trên 2 trục nối bánh chủ động

Hình 4: 6 bánh với 2 cầu cân bằng ở giữa

- Khi thực hiện cần chú ý đến vài vấn đề nhỏ sau :

1 – Cầu cân bằng là một khớp xoay nên phải cố định trục xoay đảm bảo

ít độ rơ lắc và không bị tuột ra khi di chuyển ( vít cho chặc)

2 – Thường thì cầu cân bằng chỉ xoay 1 góc rất nhỏ chịu tải lớn nên tốt nhất sử dụng loại ty thép D = 8mm nhẵn để giảm ma sát và đảm bảo độ cứng , không cần phải dùng ổ bi để làm giảm ma sát vì khó chế tạo và nặng về khối lượng

3 – Cuối cùng chỉ cần tìm vị trí đặt cầu cân bằng sao cho hợp lý , em

đặt ở trục nối 2 bánh chủ động và khung trước như vùng khoanh tròn

Hình 2: Khớp lắc phát huy tác dụng khi mặt sân không phẳng

Hình 6: Khớp lắc phát huy tác dụng khi mặt sân không phẳng

Hình 7: Xe sau khi hoàn thiện có kích thước như hình

35 cm

5

2 c

Khớp lắc

Hình 8: Xe đang thử vận hành ngoài trờit

II.2 Phần board mạch điện tử:

a Chuẩn bị các board mạch sau:

- Card Hocdelam USB 9090

- Board công suất 12v (2)

- Nguồn accu 12v (2)

- Motor nâng hạ kính (2)

- Dây điện chịu đuợc dòng 10 (A)

b Sơ đồ đấu chân và nguyên lý hoạt động:

Hình 10: Sơ đồ chân kết nối các board

C sơ đồ mạch diện tổng

Hình 11 sơ đồ tổng thể

D sơ đồ khối xe robot:

- Card hocdelam USB 9090 dùng để giao tiếp với máy tính, và phần mềm LabVIEW tính toán, gửi tín hiệu PWM điều khiển 2 Motor thông qua card USB 9090 Khi 2 Motor nhận tín hiệu PWM điều khiển

và sẻ hoạt động theo tin hiệu điều khiển

- Board công suất 12V dùng để điều khiển Motor có công suất lớn và thay đổi được chiều quay của động cơ

- Nguồn accu 12V , 8A đảm bảo nguồn ổn định cung cấp cho động cơ hoạt động

Hình 11: Ảnh thật của các board sau khi kết nối

Hình 12 mô hình hoàn chỉnh

PHẦN III- KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

- Kiến thức về thiết kế cơ khí còn hạn hẹp

- Cần chi thêm kinh phí để phat triển sản phẩm tốt hơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TS.NGUYỄN BÁ HẢI- Giáo trình lập trình LabVIEW [2] TS.PHƯƠNG KỲ SƠN- Phương pháp nguyên cứu khoa học

The end