Thiết kế và chế tạo robot tham dự cuộc thi robocon toàn quốc 2005 » với chủ đề « lửa thiêng rực sáng trường thành »

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
LỜI NÓI ĐẦU

Trong các hệ thống sản xuất tự động, Robot là một thiết bị không thể thiếu được,
nó cho phép ta nâng cao khả năng kinh tế và hiệu quả sử dụng của hệ thống. Nghiên
cứu, phát triển và ứng dụng các hệ thống trí tuệ nhân tạo trong thiết kế chế tạo các
Robot thông minh là một xu hướng phát triển rất triển vọng của công nghệ Robot
trong tương lai. Ở nước ta, lĩnh vực này còn rất mới mẻ, tuy nhiên nó là xu hướng phát
triển tất yếu khi chúng ta giải phóng con người ra khỏi những công việc nặng nhọc,
những công việc nhàm chán, có tính lặp đi lặp lại và những công việc làm trong môi
trường độc hại…
Robot là một lĩnh vực khoa học có liên quan đến nhiều phạm trù kiến thức của
nhiều ngành khoa học khác nhau, trong số đó dễ nhận thấy nhất là các ngành cơ học,
cơ khí chế tạo chính xác, kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin và điều khiển học.
Thực hiện đề tài « Thiết kế và chế tạo Robot tham dự cuộc thi Robocon toàn quốc
2005 » với chủ đề « Lửa thiêng rực sáng trường thành » là một điều kiện tốt để em có
thể học hỏi kinh nghiệm và kiểm nghiệm những kiến thức mà em đã được học ở nhà
trường. Sự mới mẽ, độc đáo của cuộc thi đã tạo nên những thử thách thật sự cho em.
Đứng trước những thử thách đó chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót,
khuyết điểm chưa thể vận dụng các kiến thức đã học một cách hợp lý nhất. Vì vậy em
luôn mong nhận được những chỉ bảo tận tình của quý thầy cô giúp em hoàn thiện hơn.
Trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều ý kiến đóng
góp từ các thầy cô và bạn bè. Trong đó có thầy Lê Cung, thầy Lê Xứng đã giúp đỡ và
tạo điều kiện thuận lợi cho em nghiên cứu, tìm hiểu và hoàn thành đề tài theo đúng
thời gian quy định.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô đã giảng dạy em trong những năm
học vừa qua. Cảm ơn thầy Lê Cung, thầy Lê Xứng, các cán bộ ở phòng thí nghiệm tự
động hoá khoa PFIEV cùng bạn bè đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt
đề tài thực tế này.
 & 
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
MỤC LỤC
CHƯƠNG I 2
GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ LUẬT CHƠI 2
1.1 Chủ đề cuộc thi 2
1.2 Sân thi đấu 2
1.3 Các Robot 7
1.4 Các bộ phận khác (Quả bóng nhiên liệu) 8
1.5 Các trận đấu 8
1.6 Phạm lỗi và trừ điểm 9
1.7 Truất quyền thi đấu 9
1.8 An toàn trong trận đấu 9
PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN CHIẾN THUẬT VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
ROBOT 10
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ROBOT VÒNG NGOÀI. TÍNH
TOÁN SỨC BỀN MỘT SỐ CỤM CHI TIẾT CHỦ YẾU 25
GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51 37
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ROBOT VÒNG NGOÀI 56
LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT VÒNG NGOÀI 72
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ LUẬT CHƠI
1.1 Chủ đề cuộc thi
Mục đích của cuộc thi Robot này là chế tạo Robot bằng tay, các Robot tự động, từ
thiết kế đến cấu trúc các Robot sao cho thích hợp nhất để tham gia thi đấu theo chủ đề
và qui tắc dưới đây :
“ Lửa thiêng rực sáng Trường Thành ”
(“ Climb on the Great Wall Light the holy fire ”)
Trường thành là một trong những kiến trúc xây dựng hoành tráng nhất trên thế
giới. Di tích cổ xưa này đã không chỉ là một di sản văn hoá nổi bật của Trung Quốc mà
còn là nơi du lịch hấp dẫn nổi tiếng thế giới. Du khách nước ngoài tới Trung Quốc

thường cho rằng chuyến du lịch sẽ chưa hoàn hảo nếu chưa tới trường thành, nơi đó
chính là một biểu tượng của nền văn minh Trung Hoa cổ xưa và là một minh chứng
cho sức mạnh của con người có thể tạo nên diện mạo của thế giới. Có một câu ngạn
ngữ của Trung Quốc rằng: "Bất đáo trường thành phi hảo hán", vậy thì chúng ta hãy
cùng vượt lên tháp của trường thành và thắp sáng ngọn lửa thiêng.
Robot tham dự cuộc thi phải lên trường thành và bỏ những quả bóng nhiên liệu
vào năm ngọn đuốc và bốn đài lửa. Thời gian cho mỗi trận đấu là 3 phút.
1.2 Sân thi đấu
(1) Sân thi đấu là một khu vực hình vuông có kích thước là 14000mm x 14000mm.
(2) Mặt sàn sân thi đấu được làm bằng các tấm nhựa Vinyl có độ dày 2mm. Những
phần tiếp nối trên bề mặt các tấm nhựa có thể được dán bằng băng dính không bóng
(non-shiny vinyl tape).
(3) Sân thi đấu được bao quanh bằng một rào cản gỗ cao 100mm và dày 30mm.
(4) Sân thi đấu bao gồm “Vùng Robot bằng tay”, “Đài lửa” và “Vùng Robot tự động”
và gồm cả “Vùng tháp báo hiệu”.
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
(5) Vùng tự động:
a. Vùng tự động là một hình vuông có kích thước 9000mm x 9000mm.
b. Vùng tự động được bao quanh bằng rào cản gỗ cao 100mm và dày 30mm.
c. “Khu xuất phát cho máy tự động” có kích cỡ 1000mm x 1000mm được đặt ở
vùng tự động và hai khu xuất phát này của hai đội đối diện với nhau.
d. Chỉ có Robot tự động được hoạt động trong vùng tự động. Đường chỉ dẫn màu
trắng rộng 30mm được vạch trên vùng tự động.
e. Một khu vực hình bát giác trồi lên có độ cao 100mm nằm ở trung tâm vùng tự
động được gọi là “Vùng tháp báo hiệu” (beacon tower zone). Khu vực này có bốn
cạnh dài 2000mm và bốn cạnh kia dài 1414mm. Dọc theo hai cạnh dài 2000mm đối
diện nhau có hai đường dốc tỷ lệ 1:5 nối phần khu vực sàn cao hơn với phần sàn
phía dưới.
f. Trong vùng tự động có đặt năm ngọn đuốc (torches). Ngọn đuốc chính cao nhất

có độ cao là 1800mm được đặt tại trung tâm của “Vùng tháp báo hiệu” (beacon
tower zone). Những ngọn đuốc còn lại (ngọn đuốc vòng ngoài) có độ cao 1500mm
được bố trí xung quanh ngọn đuốc chính.
g. Ngọn đuốc là một chiếc khay trong suốt, với phần miệng để trống, được gắn trên
đỉnh một chiếc cột đuốc. Ngọn đuốc chính được chia làm các phần bằng nhau với
màu đỏ, xanh đậm và xanh nhạt và được gọi là phần năng lượng đỏ, xanh đậm,
xanh nhạt tương ứng. Mỗi ngọn đuốc vòng ngoài được chia ra thành hai phần bằng
nhau có màu xanh đậm và đỏ và cũng được gọi là phần năng lượng xanh đỏ tương
ứng. Trên thân ngọn đuốc chính có gắn một đĩa đánh dấu với các màu tương ứng.
Riêng ngọn đuốc chính có thể xoay quanh trục của nó trên cột nếu trong cuộc chơi
có một lực tác động vào. Các ngọn đuốc khác không xoay được.
(6) "Đài Lửa":
Bốn đài lửa có đường kính 1200mm được đặt ở bốn góc của vùng tự động. Đĩa
nhiên liệu có đường kính 600mm được đặt tại trung tâm của đài lửa. Đĩa nhiên liệu có
độ cao 100mm so với mặt sàn cùng với một đường bo viền rộng 50mm. Độ sâu của đĩa
là 30mm. Một đường dốc rộng 350mm là cầu nối cho đĩa và mặt sàn.
(7) Vùng Robot điều khiển bằng tay:
a. Vùng Robot điều khiển bằng tay bao quanh vùng Robot tự động và đài lửa.
b. Hai kho chứa nhiên liệu dành cho cả hai đội được đặt đối diện nhau tại vùng
Robot điều khiển bằng tay, và mỗi kho chứa nhiên liệu này được xếp 16 quả bóng
nhiên liệu.
c. Khu xuất phát của Robot điều khiển bằng tay là một hình vuông có kích thước
1000mm x 1000mm, được đặt ở giữa cạnh của vùng Robot điều khiển bằng tay.
Hai khu xuất phát của hai đội được đặt ở vị trí đối diện với nhau.
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
Hình 1.1 Sơ đồ sân chơi
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
Hình 1.2 Kết cấu ngọn đuốc chính

SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
Hình 1.3 Kết cấu ngọn đuốc vòng ngoài
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
1.3 Các Robot
Mỗi đội tham dự phải chế tạo một hoặc cả hai loại máy điều khiển bằng tay và
điều khiển tự động. Không giới hạn về số lượng máy tự động nhưng mỗi đội chỉ được
phép chế tạo một Robot điều khiển bằng tay.
(1) Robot điều khiển bằng tay:
a. Các máy điều khiển bằng tay phải được vận hành thông qua bộ điều khiển từ xa
sử dụng dây cáp; hoặc điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại, tia nhìn thấy, sóng âm.
Không được sử dụng sóng vô tuyến. Người điều khiển không được phép trực tiếp
lái máy điều khiển bằng tay (không được ngồi lên máy).
b. Trong trường hợp sử dụng dây cáp, điểm kết nối giữa máy điều khiển bằng tay
và hộp điều khiển phải đặt cách mặt sàn ít nhất là 1000mm. Độ dài của cáp điều
khiển tính từ máy cho đến hộp điều khiển không được vượt quá 3000mm.
c. Sau khi trận đấu bắt đầu, các thành viên đội tuyển không được phép chạm vào
Robot điều khiển bằng tay.
(2) Robot tự động:
a. Máy tự động phải tự động hoàn toàn.
b. Tất cả các phần tách ra từ máy tự động được coi là một máy tự động, nó cũng
phải có cơ chế như một máy tự động.
c. Trước khi trận đấu bắt đầu, mỗi đội chỉ được chất tối đa là 16 quả bóng nhiên
liệu lên máy tự động.
d. Mỗi máy tự động sẽ được khởi động chỉ bằng một thao tác.
e. Máy tự động được phép di chuyển tới bất kỳ vùng nào trên sân, ngoại trừ vùng
“Đài lửa” và khoảng không phía trên của vùng này.
f. Sau khi trận đấu được bắt đầu, tất cả các máy tự động có thể được khởi động lần
lượt, nhưng các thao tác khởi động phải kết thúc trong vòng 20 giây, sau đó các

thành viên phụ trách việc khởi động máy phải rời sân thi đấu ngay và đứng ngoài
hàng rào gỗ. Những máy tự động nào không hoàn thành việc khởi động trong thời
gian quy định trên sẽ phải để nguyên tại khu xuất phát.
g. Khi máy tự động đã xuất phát, các thành viên đội tuyển không được phép chạm
vào máy đó.
h. Các Robot tự động của một đội không được phép liên lạc với nhau dưới mọi
hình thức.
(3) Phương pháp điều khiển:
a. Chỉ một thành viên trong đội được điều khiển Robot bằng tay trong khu vực sân
chơi.
b. Đối với các máy tự động, mỗi trận đấu một đội chỉ được khởi động lại (retry)
một lần, sau khi đội đó ra hiệu xin được khởi động lại và được sự chấp thuận của
trọng tài. Bất kỳ thành viên nào của đội tuyển cũng có thể được phép khởi động lại
bất kỳ (các) máy tự động nào bắt đầu từ khu xuất phát. Tất cả những thao tác khởi
động lại cũng phải được hoàn tất trong vòng 20 giây. Sau đó những thành viên phụ
trách việc khởi động lại (các) máy phải rời sân thi đấu ngay và đứng ngoài hàng rào
gỗ. Người vận hành máy tự động chỉ được phép vào sân thi đấu khi thực hiện thao
tác khởi động máy, kể cả khi khởi động lại.
(4) Nguồn cấp năng lượng:
a. Mỗi đội phải tự chuẩn bị nguồn cho tất cả các máy trong suốt trận đấu.
b. Điện áp của nguồn cấp phải dưới 24V DC
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
c. Các nguồn cấp mà Ban Tổ Chức cho là nguy hiểm hoặc không phù hợp sẽ không
được phép sử dụng.
(5) Khối lượng:
a. Tổng khối lượng các máy của mỗi đội không được vượt quá 50kg.
b. Tổng khối lượng bao gồm khối lượng của nguồn cấp năng lượng, dây cáp, bộ
điều khiển và các phần khác của Robot.
(6) Kích cỡ:

a. Các máy tự động phải có kích cỡ sao cho đặt vừa trong khu xuất phát
(1000mm x 1000mm x 1500mm).
b. Sau khi trận đấu bắt đầu và các máy tự động rời khu xuất phát, chúng có thể tách
ra và hình dáng có thể thay đổi tuỳ ý, nhưng độ cao của mỗi máy sẽ không được
vượt quá 2000mm.
c. Máy điều khiển bằng tay phải đặt vừa trong khu xuất phát 1000mm x 1000mm x
1500mm.
d. Sau khi trận đấu bắt đầu và máy điều khiển bằng tay rời khu xuất phát, nó có thể
thay đổi kích cỡ tuỳ ý nhưng độ cao không vượt quá 1500mm và không được tách
rời.
1.4 Các bộ phận khác (Quả bóng nhiên liệu)
(1) Các quả bóng nhiên liệu là mô hình quả bóng rổ thu nhỏ có đường kính là 150mm
và cân nặng 150g.
(2) Áp suất bên trong quả bóng được kiểm soát sao cho bóng ít đàn hồi. Độ nảy của
bóng khi thả từ độ cao 1m xuống mặt gỗ cứng không được vượt quá 150mm ± 50mm.
(3) Hai đội thi đấu dùng bóng có màu đỏ và xanh đậm.
1.5 Các trận đấu
(1) Các vòng thi: (Cuộc thi diễn ra theo 2 vòng: loại và chung kết)
(2) Thời gian thi đấu:
a. Mỗi trận đấu kéo dài 3 phút. Tuy nhiên, trận đấu có thể kết thúc sớm hơn nếu
một đội bỏ :
Ø Vào cả khay của đội đó và phần khay màu xanh nhạt (xanh lá cây) ở ngọn
đuốc chính ít nhất một bóng nhiên liệu.
Ø Vào khay của đội đó ở hai ngọn đuốc vòng ngoài ít nhất một bóng nhiên liệu,
tạo thành đường chéo.
Ø Vào cả bốn đĩa nhiên liệu, mỗi đĩa ít nhất một bóng nhiên liệu .
Điều đó khẳng định rằng đội đó đã hoàn tất "Vượt trường thành - Thắp lửa
thiêng", và trận đấu ngay lập tức được dừng lại. Đội đó dành chiến thắng tuyệt đối.
b. Việc sắp đặt và hiệu chỉnh máy trước trận đấu sẽ phải hoàn thành trong vòng 1
phút sau khi nhận được tín hiệu sắp đặt hiệu chỉnh.

(3) Cách tính điểm:
a. Điểm được tính sau khi trận đấu kết thúc.
b. Bất kỳ một bóng nhiên liệu nào nằm lại khay của ngọn đuốc hoặc đĩa nhiên liệu,
mà tách rời khỏi Robot đều được tính điểm. Điểm cho mỗi bóng được tính như sau:
Ø Một bóng nhiên liệu ở phần khay (nhiên liệu) của ngọn đuốc chính ghi được 5
điểm.
Ø Một bóng nhiên liệu ở khay nhiên liệu của ngọn đuốc vòng ngoài ghi được 1
điểm.
Ø Một bóng nhiên liệu ở đĩa nhiên liệu của đài lửa ghi được 1 điểm.
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
c. Tất cả phần khay nhiên liệu của ngọn đuốc chính phải được ghi điểm bằng Robot
tự động nằm tại vùng "Tháp báo hiệu".
d. Đối với phần khay màu xanh lá cây và đĩa nhiên liệu, các bóng ghi điểm của
từng đội được tính riêng.
e. Nếu một đội bỏ bóng nhiên liệu vào khay nhiên liệu của đội đối phương, dù ở
ngọn đuốc nào, đội đối phương sẽ được điểm đó.
(4) Quyết định đội thắng:
Quyết định đội thắng được căn cứ theo các điều kiện sau:
a. Đội hoàn tất việc "Vượt Trường thành - Thắp lửa thiêng" sẽ dành chiến thắng.
b. Trong trường hợp không có đội nào thực hiện thành công việc "Vượt Trường
thành - Thắp lửa thiêng" thì đội ghi nhiều điểm hơn sẽ thắng. (Điểm số cuối cùng
là tổng điểm mỗi đội ghi được sau khi đã trừ các lỗi phạt)
c. Trong trường hợp bằng điểm, trọng tài sẽ quyết định đội thắng dựa trên các thứ
tự ưu tiên sau:
1.Đội bỏ được nhiều bóng hơn vào khay của đội đó và khay màu xanh lá cây ở
ngọn đuốc chính sẽ giành chiến thắng.
2. Đội ghi được nhiều điểm hơn tại các ngọn đuốc sẽ giành chiến thắng.
3.Trong các trường hợp không chọn được đội thắng căn cứ theo thứ tự ưu tiên
trên, trọng tài sẽ quyết định đội thắng.

1.6 Phạm lỗi và trừ điểm
Những hành vi sau đây sẽ bị xem là phạm lỗi và bị trừ 1 điểm cho mỗi lần vi
phạm. Nếu bị trừ 3 điểm, đội đó sẽ bị loại.
(1) Máy điều khiển bằng tay hay người điều khiển máy đó chạm vào sàn phần ngoài
vùng Robot điều khiển bằng tay, vùng Robot tự động hoặc đài lửa.
(2) Máy bằng tay vươn qua vùng tự động hoặc đài lửa.
(3) Máy bằng tay chạm vào máy tự động của đội mình.
(4) Nếu lỗi (1); (2); (3) tiếp tục xảy ra thì cứ 5 giây vi phạm sẽ trừ 1 điểm.
(5) Máy tự động vươn qua đài lửa khi nó cố gắng bỏ bóng nhiên liệu vào đĩa nhiên
liệu.
1.7 Truất quyền thi đấu
Nếu đội nào mắc phải những hành vi sau đây sẽ bị truất quyền thi đấu (quyết định
bởi trọng tài):
(1) Cố tình phá hoại sân chơi và các thiết bị trên sân, gồm tất cả những thứ như bóng
nhiên liệu được chuẩn bị sắp đặt tại kho nhiên liệu của đội đối phương hoặc máy của
đối phương.
(2) Máy điều khiển bằng tay chạm vào máy tự động của đối phương trong bất kỳ vùng
nào.
(3) Có bất kỳ hành vi nào đi ngược lại với tinh thần thi đấu Fair play.
1.8 An toàn trong trận đấu
(1) Các máy phải được chế tạo sao cho không gây hại đến người điều khiển, trọng tài
và khán giả.
(2) Để đảm bảo an toàn, nếu sử dụng tín hiệu laze, phải là loại laze dưới cấp 2, và
được sử dụng theo cách thức không gây hại cho người điều khiển, trọng tài và khán
giả.
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
CHƯƠNG II
PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN CHIẾN THUẬT VÀ PHƯƠNG
ÁN THIẾT KẾ ROBOT

2.1 Phân tích các phương án chiến thuật
Sau khi nghiên cứu kỹ chủ đề cũng như luật chơi của cuộc thi Robocon 2005 “Lửa
thiêng rực sáng trường thành”, các chiến thuật cho toàn đội được đề nghị như sau:
2.1.1 Phương án 1
a. Ý tưởng: Khi có lệnh xuất phát, ta cho một Robot cản phá chạy nhanh vào
vùng tháp báo hiệu và ôm lấy trụ trung tâm không cho đội đối phương tiếp cận
ngọn đuốc trung tâm. Hai Robot vòng ngoài mang 16 quả bóng nhiên liệu bỏ vào
hai ngọn đuốc vòng ngoài ở gần vùng xuất phát của đội và kết hợp với Robot
bằng tay để ghi điểm nhằm đạt được điểm số cao nhất có thể được (tối đa 32
điểm).
b. Ưu điểm:
ØRobot cản phá chỉ có một nhiệm vụ duy nhất là chạy ôm lấy trụ trung tâm
nên không cần kết cấu phức tạp cũng như điều khiển đơn giản. Do đó khả năng
đạt được tốc độ cao, chiếm lĩnh trụ trung tâm nhanh hơn Robot trung tâm của
đối phương là rất lớn.
ØRobot vòng ngoài chỉ bỏ bóng vào hai ngọn đuốc vòng ngoài ở gần vùng
xuất phát của đội nên rất ít bị cản phá bởi Robot cản phá của đối phương.
c. Nhược điểm: Robot của đội không thể thực hiện đánh nốc ao được vì không
đổ bóng vào ngọn đuốc chính.
Đây là phương án mang tính chất đối kháng hơn là về mặt công nghệ nhưng khả
năng thắng đối phương là rất lớn. Phương án này cần phải được xem xét thật kỹ
trước khi lựa chọn để thiết kế.
2.1.2 Phương án 2
a. Ý tưởng: Khi có lệnh xuất phát, Robot trung tâm chạy bám lấy ngọn đuốc
chính và đổ bóng vào các phần của đĩa nhiên liệu có màu thích hợp (màu thi đấu
của đội và màu xanh nhạt). Một Robot vòng ngoài chạy bỏ bóng vào hai ngọn
đuốc vòng ngoài ở gần vùng xuất phát. Một Robot bằng tay sẽ bắn bóng vào một
trong hai ngọn đuốc vòng ngoài ở phía đội đối phương để tạo thành đường chéo
và đổ bóng vào bốn đài lửa xung quanh.
b. Ưu điểm: Xác suất đổ toàn bộ bóng mang trên Robot vòng ngoài vào các ngọn

đuốc khá cao bởi vì vùng này ít bị cản bởi các Robot của đối phương.
c. Nhược điểm: Robot vòng ngoài không đổ bóng ở ngọn đuốc thứ ba để tạo
thành đường chéo nhằm tạo cơ hội đánh nốc ao lớn hơn. Khi đó khả năng đánh
nốc ao là rất thấp vì phải phụ thuộc rất nhiều vào Robot bằng tay. Trong khi thời
gian còn dư cho Robot vòng ngoài là rất nhiều.
2.1.3 Phương án 3
a. Ý tưởng: Khi có lệnh xuất phát, Robot trung tâm chạy bám lấy ngọn đuốc
chính và đổ bóng vào các phần của đĩa nhiên liệu có màu thích hợp. Một Robot
vòng ngoài chạy bỏ bóng vào hai ngọn đuốc vòng ngoài ở gần vùng xuất phát của
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
đội và một ngọn đuốc vòng ngoài ở phía đội bạn để tạo thành đường chéo. Một
Robot bằng tay sẽ chạy bỏ bóng vào bốn đài lửa xung quanh.
b. Ưu điểm: Khắc phục được nhược điểm của phương án 2. Khả năng đánh nốc
ao cao hơn, giảm bớt sự phụ thuộc vào Robot bằng tay.
c. Nhược điểm: Có thể bị mất bóng nếu có sự cản phá của Robot đối phương khi
Robot vòng ngoài cố gắng bỏ bóng vào ngọn đuốc thứ ba để tạo thành đường
chéo.
Tuy nhiên trong trường hợp muốn đánh nốc ao, phương án này có thể được sử
dụng và chỉ cần để lại một quả bóng trên Robot vòng ngoài để chạy bỏ bóng vào
ngọn đuốc vòng ngoài thứ ba nhằm tạo thành đường chéo. Nếu có gặp sự cản phá
của đối phương thì ta chỉ mất một điểm. Do đó trong hầu hết các trận đấu, tuỳ vào
tình hình và chiến thuật của đối phương mà ta có thể sử dụng phương án này để
quyết định thắng thua.
2.2 Các phương án thiết kế Robot
Trên cơ sở phân tích các phương án chiến thuật và yêu cầu của luật chơi, các
phương án thiết kế Robot được đề nghị như sau:
2.2.1 Các phương án của Robot trung tâm
a. Phương án 1: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.1.
ØNguyên lý hoạt động: Các quả bóng nhiên liệu được chứa trong hai ống bóng

dạng hình trụ. Khi có lệnh xuất phát, đế chở Robot trung tâm chạy thẳng đến
vùng tháp báo hiệu, Robot trung tâm rời khỏi đế, chạy vào theo quỹ đạo chỉnh
trước và bám lấy ngọn đuốc chính nhờ càng định vị.
Khi Robot trung tâm đã tiếp cận ngọn đuốc chính, bánh ma sát sẽ áp sát vào
mặt trên của đĩa đánh dấu và xoay ngọn đuốc chính cho đến khi các công tắc
hành trình (CTHT) áp sát mặt dưới của đĩa đánh dấu nhận biết được vị trí màu
trên đĩa đánh dấu sẽ kích hoạt xung điện đốt dây làm bật cơ cấu lẩy đẩy hai
ống bóng vươn vào khay có màu tương ứng. Các bóng nhiên liệu sẽ được đổ
vào khay nhờ phương pháp đốt dây.
Phương pháp nhận biết vị trí màu trên đĩa đánh dấu: Do đĩa đánh dấu gồm
3 phần có đường kính khác nhau nên ta có thể bố trí hai công tắc hành trình
như hình 2a để nhận biết màu trên đĩa đánh dấu:
Hình 2a Phương pháp nhận biết màu dùng công tắc hành trình
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
Giả sử khi có vật CTHT có mức logic 0, khi không có vật CTHT có
mức logic 1. Sau khi Robot trung tâm đã tiếp cận ngọn đuốc chính, bánh ma
sát sẽ xoay ngọn đuốc chính theo một chiều nhất định. Căn cứ vào trạng
thái logic mà các CTHT nhận được ta sẽ xác định được vị trí màu trên đĩa
đánh dấu để ngừng cơ cấu xoay và khởi động cơ cấu đổ bóng.
CTHT 1 CTHT 2 Màu nhận biết
0 0 Xanh nhạt
1 0 Xanh đậm
1 1 Đỏ
Chú ý: Với phương pháp này, để đổ bóng vào phần của đĩa nhiên liệu có
màu thích hợp cần phải xoay ngọn đuốc chính sao cho phần màu của đối
phương trên khay nhiên liệu nằm về phía đội mình (Giả sử ta đang thi đấu
trong trang phục màu đỏ thì xoay phần màu xanh đậm của ngọn đuốc chính
về phía vùng xuất phát của ta, khi đó bóng sẽ được đổ vào khay có màu
xanh nhạt và màu đỏ). Khi CTHT 1 nhận biết có vật thì CTHT 2 sẽ luôn

nhận biết có vật.
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý phương án 1 Robot trung tâm
ØƯu điểm: Tốc độ tiếp cận ngọn đuốc chính nhanh, không cần dò đường.
ØNhược điểm: Cơ cấu cơ khí phức tạp, cồng kềnh đòi hỏi chế tạo thật chính
xác. Tính ổn định khi nhận biết màu trên đĩa đánh dấu không cao do độ đảo
dọc trục và độ đảo hướng kính của đĩa đánh dấu khi xoay ngọn đuốc chính.
Mặt khác, nếu đội bạn dùng cách ngăn chặn không cho xoay ngọn đuốc chính
thì Robot không thể ghi điểm được.
b. Phương án 2: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.2.
ØNguyên lý hoạt động: Phương án này không dùng đến đế chở mà dùng một
tấm ván bắc cầu cho Robot trung tâm chạy lên vùng tháp báo hiệu. Robot tiến
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
hành dò đường theo quỹ đạo chữ L rồi mới cận ngọn đuốc chính nhờ vào càng
định vị. Khi đã vượt lên vùng tháp báo hiệu, tấm ván vẫn tiếp tục được kéo
theo cùng Robot. Sau khi đã tiếp cận được ngọn đuốc chính, bánh ma sát xoay
đĩa đánh dấu cho đến khi các công tắc hành trình nhận biết vị trí màu trên đĩa
đánh dấu. Cơ cấu nâng bóng cũng tiến hành nâng máng bóng đồng thời. Khi
đến độ cao nhất định và đĩa đánh dấu được nhận biết xong, cơ cấu đổ bóng
kích hoạt xung điện đốt dây để bóng theo quán tính của mặt phẳng nghiêng tự
đổ vào khay có màu tương ứng. Phương pháp nhận biết màu trên đĩa đánh dấu
tương tự như phương án 1 (hình 2a).
Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý phương án 2 Robot trung tâm
ØƯu điểm: Tiếp cận ngọn đuốc chính rất chính xác do dò đường, cách đổ
bóng đơn giản.
ØNhược điểm: Tốc độ tiếp cận ngọn đuốc chính chậm vì phải dò đường. Tính
ổn định khi nhận biết màu trên đĩa đánh dấu không cao do độ đảo dọc trục và
độ đảo hướng kính của đĩa đánh dấu khi xoay ngọn đuốc chính. Mặt khác, nếu
đội bạn dùng cách ngăn chặn không cho xoay ngọn đuốc chính thì Robot
không thể ghi điểm được.

c. Phương án 3: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.3.
ØNguyên lý hoạt động: Tương tự như phương án 2 nhưng trong phương án
này sử dụng đế chở đưa Robot trung tâm đến vùng tháp báo hiệu. Robot trung
tâm rời khỏi đế, chạy vào theo quỹ đạo chỉnh trước và bám lấy ngọn đuốc
chính nhờ càng định vị. Phương pháp nhận biết màu trên đĩa đánh dấu tương tự
như phương án 1 (hình 2a).
ØƯu điểm: Tốc độ tiếp cận ngọn đuốc chính nhanh, không cần dò đường,
phương pháp đổ bóng đơn giản.
ØNhược điểm: Tính ổn định khi nhận biết màu trên đĩa đánh dấu không cao do
độ đảo dọc trục và độ đảo hướng kính của đĩa đánh dấu khi xoay ngọn đuốc
chính. Mặt khác, nếu đội bạn dùng cách ngăn chặn không cho xoay ngọn đuốc
chính thì Robot không thể ghi điểm được.
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý phương án 3 Robot trung tâm
d. Phương án 4: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.4.
ØNguyên lý hoạt động: Bóng được chứa vào ống bóng dạng hình trụ. Sau khi
có hiệu lệnh xuất phát, đế chở Robot trung tâm chạy thẳng đến vùng tháp báo
hiệu, Robot trung tâm rời khỏi đế, chạy vào bám lấy ngọn đuốc chính nhờ càng
định vị. Khi Robot đã tiếp cận được ngọn đuốc chính, máng bóng sẽ được nâng
lên đến độ cao thích hợp đồng thời với một thanh ngang có gắn cảm biến để
nhận biết màu trên đĩa đánh dấu. Tiếp đó, mũi tên chuyển động về phía trước
để đưa mặt phẳng trung bình của một trong ba khay màu của ngọn đuốc chính
về trùng với mặt phẳng trung bình của Robot. Sau khi đã xác định được vị trí
màu trên đĩa đánh dấu, các cửa 1 và cửa 2 sẽ được chọn mở thích hợp để đổ
bóng vào các khay có màu tương ứng.
Phương pháp nhận biết vị trí màu trên đĩa đánh dấu: Do đĩa đánh dấu gồm
3 phần có đường kính khác nhau nên ta có thể bố trí hai cảm biến như hình
2b để nhận biết vị trí màu trên đĩa đánh dấu:
Hình 2b Phương pháp nhận biết màu dùng cảm biến

SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
Giả sử khi nhận biết có vật cảm biến có mức logic 0, khi không có vật
cảm biến có mức logic 1. Từ trạng thái logic mà các cảm biến nhận được sau
khi Robot trung tâm đã tiếp cận ngọn đuốc chính, ta sẽ xác định được vị trí
màu của đĩa đánh dấu như sau:
Cảm biến 1 Cảm biến 2 Màu nhận biết
0 0 Xanh nhạt
1 0 Xanh đậm
1 1 Đỏ
Chú ý: Khi cảm biến 1 nhận biết có vật thì cảm biến 2 sẽ luôn nhận biết có
vật.
Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý phương án 4 Robot trung tâm
ØƯu điểm: Không cần dò đường, không cần xoay ngọn đuốc chính mà vẫn đổ
bóng chính xác. Mặc khác có thể ngăn cản không cho đối phương xoay ngọn
đuốc chính.
ØNhược điểm: Tốc độ tiếp cận ngọn đuốc chính không nhanh do kết cấu nặng
nề. Cơ cấu đổ bóng phức tạp.
2.2.2 Các phương án của Robot vòng ngoài
a. Phương án 1: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.5.
ØNguyên lý hoạt động: Robot chứa các quả bóng nhiên liệu vào hai ống bóng
dạng hình trụ. Lúc đầu Robot được đặt tại vùng xuất phát sao cho mặt phẳng
trung bình của nó chứa ngọn đuốc vòng ngoài muốn bỏ bóng. Khi có lệnh xuất
phát, Robot sẽ chạy bám lấy ngọn đuốc vòng ngoài thông qua cơ cấu định vị
đặt phía trước. Nhờ vào khớp quay R, hai ống bóng vươn lên vượt qua ngọn
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
đuốc vòng ngoài và đổ bóng vào phần đĩa nhiên liệu có màu của đội mình bằng
phương pháp đốt dây.
Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý phương án 1 Robot vòng ngoài

ØƯu điểm: Mạch điều khiển đơn giản, không cần dò đường.
ØNhược điểm: Bỏ bóng không nhiều do bị hạn chế về kích thước, và tính linh
hoạt không cao.
b. Phương án 2: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.6.
ØNguyên lý hoạt động: Các quả bóng nhiên liệu được chứa vào rổ bóng. Khi
có lệnh xuất phát, Robot dò đường chạy đến vị trí thích hợp. Nhờ vào khớp
tịnh tiến T
1
, ống ngắm được nâng lên ngang tầm với chiều cao ngọn đuốc vòng
ngoài. Khi cơ cấu bắn bóng dịch chuyển về phía sau (khớp tịnh tiến T
2
), các
quả bóng nhiên liệu từ rổ bóng sẽ tự động nạp vào ống ngắm. Thế năng của lò
xo được giải phóng sẽ bắn các quả bóng vào phần đĩa nhiên liệu có màu của
đội.
ØƯu diểm: Khống chế được số lượng bóng khi đổ. Tầm hoạt động của Robot
cũng rộng hơn tuỳ vào các phương án chiến thuật, và do đó tính linh hoạt của
phương án rất cao.
ØNhược điểm: Số lượng bóng chứa được không nhiều do bị hạn chế về chiều
cao rổ bóng.
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý phương án 2 Robot vòng ngoài
c. Phương án 3: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.7.
ØNguyên lý hoạt động: Robot chứa các quả bóng nhiên liệu vào rổ bóng dạng
hình trụ. Khi có lệnh xuất phát, Robot chạy dò đường đến vị trí thích hợp, khớp
tịnh tiến T
1
sẽ nâng rổ bóng lên ngang tầm với chiều cao ngọn đuốc vòng
ngoài. Nhờ vào các khớp tịnh tiến T

2
, T
3
mà cơ cấu nâng bóng được nâng lên
mang theo các quả bóng nhiên liệu đưa vào phần đĩa nhiên liệu có màu của
đội.
Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý phương án 3 Robot vòng ngoài
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
ØƯu điểm: Khống chế được số lượng bóng khi đổ. Với phương án này, ta có
thể bỏ được đến 10 quả bóng nhiên liệu vào các ngọn đuốc vòng ngoài, cũng
có thể tăng chiều cao của rổ bóng để chứa thêm bóng. Tầm hoạt động của
Robot cũng rộng hơn tuỳ vào các phương án chiến thuật, và do đó tính linh
hoạt của phương án rất cao.
ØNhược điểm: Việc sử dụng hai cơ cấu nâng bóng độc lập nhau nhằm tăng
tính linh hoạt của Robot đã làm tăng khối lượng của Robot.
d. Phương án 4: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.8.
ØNguyên lý hoạt động: Các quả bóng nhiên liệu được chứa vào khay chứa
bóng dạng hình hộp. Khi có lệnh xuất phát, Robot dò đường chạy đến vị trí
thích hợp, khớp tịnh tiến T sẽ nâng khay bóng lên ngang tầm với chiều cao
ngọn đuốc vòng ngoài. Nhờ khớp quay R
2
thông qua dây không đàn hồi D
1
,
cửa bóng được kéo xuống đổ bóng vào phần đĩa nhiên liệu có màu của đội. Khi
trụ nâng đi xuống, nhờ vào dây đàn hồi D
2
cửa bóng được kéo lên và Robot
tiếp tục chạy đến các trụ khác để đổ hết những quả bóng còn lại. Khớp quay R

1
giúp khay chứa bóng có thể xoay được tránh làm lệch hướng chuyển động của
Robot khi khay chạm vào phần trên ngọn đuốc vòng ngoài.
Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý phương án 4 Robot vòng ngoài
ØƯu điểm: Số lượng bóng chứa được nhiều, cơ cấu đổ bóng tự động không
cần động cơ.
ØNhược điểm: Không thể hạn chế được chính xác số lượng bóng mỗi lần đổ.
e. Phương án 5: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.9.
ØNguyên lý hoạt động: Các quả bóng nhiên liệu được chứa vào một ống bóng
dạng hình trụ. Khi có lệnh xuất phát, Robot chạy dò đường đến vị trí thích hợp,
khớp tịnh tiến T sẽ nâng ống bóng lên. Nhờ vào khớp quay R thông qua dây
không đàn hồi D, đầu ống bóng được kéo xuống và các quả bóng được đổ vào
phần đĩa nhiên liệu có màu của đội nhờ vào phương pháp đốt dây.
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
ØƯu điểm: Cơ cấu đổ bóng đơn giản, không cần động cơ nên giảm khối lượng
đáng kể.
ØNhược điểm: Số lượng bóng không chứa được nhiều do bị hạn chế về kích
thước và ta chỉ có thể đổ bóng được một lần nên tính linh hoạt không cao.
Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý phương án 5 Robot vòng ngoài
2.2.3 Các phương án của Robot điều khiển bằng tay
a. Phương án 1: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.10.
ØNguyên lý hoạt động: Các quả bóng nhiên liệu được cuốn vào sàn chứa bóng
nhờ rulô cuốn bóng thông qua khớp quay R
1
, R
2
. Nhờ vào hai khớp tịnh tiến
T
1

, T
2
mà sàn chứa bóng được nâng lên vị trí thích hợp như hình 2.10. Do sàn
có độ nghiêng nên các quả bóng nhiên liệu sẽ được dồn về phía máng đổ bóng.
Khi cửa mở quay (nhờ vào khớp quay R
3
) sẽ đánh các quả bóng rơi vào máng
đổ bóng, do có thế năng mà các bóng nhiên liệu sẽ lăn vào đài lửa.
Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý phương án 1 Robot điều khiển bằng tay
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
ØƯu điểm: Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ.
ØNhược điểm:
Robot chỉ có thể bỏ bóng vào các đài lửa mà không bỏ bóng được vào các
ngọn đuốc vòng ngoài.
Độ chính xác khi đổ bóng không cao do không điều chỉnh được lực tác
dụng lên bóng.
b. Phương án 2: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.11.
ØNguyên lý hoạt động: Thông qua khớp quay R
1
, R
2
mà 4 bóng nhiên liệu của
dãy đầu tiên được rulô cuốn bóng cuốn vào máng bóng. Nhờ vào khớp tịnh
tiến T
1
, T
2
mà máng bóng được nâng lên vị trí thích hợp như hình 2.11. Khi
máng bóng được nâng lên thì cửa sập sẽ đập xuống lấp vào khoảng trống của

máng bóng, các bóng nhiên liệu còn lại sẽ được rulô cuốn tiếp vào sàn chứa
bóng theo quán tính mặt phẳng nghiêng của sàn đổ về phía ống ngắm 2. Khi cơ
cấu bắn bóng 1 và 2 di chuyển về phía sau làm cho các quả bóng tự động nạp
vào ống ngắm 1 và 2 để bắn vào các ngọn đuốc vòng ngoài và các đài lửa.
ØƯu điểm:
Có thể bỏ bóng cả vào các đài lửa và các ngọn đuốc vòng ngoài.
Do cơ cấu bắn bóng vào ngọn đuốc vòng ngoài được nâng lên cao nên lực
bắn nhỏ và độ chính xác khi bắn khá cao.
ØNhược điểm:
Kết cấu Robot phức tạp gồm nhiều cơ cấu.
Số lượng bóng khi bắn vào ngọn đuốc vòng ngoài bị khống chế.
Không bắn được bóng đối phương ra khỏi đài lửa.
Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý phương án 2 Robot điều khiển bằng tay
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
c. Phương án 3: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.12.
ØNguyên lý hoạt động: Thông qua khớp quay R
1
, R
2
các bóng nhiên liệu sẽ
được rulô cuốn bóng cuốn vào sàn chứa bóng và theo quán tính của mặt phẳng
nghiêng dồn về phía vách ngăn. Khi muốn đổ bóng vào các đài lửa, cửa sập sẽ
mở ra, cơ cấu bắn 2 dịch chuyển về phía sau, bóng tự động nạp vào ống ngắm
2. Để nạp bóng vào ống ngắm 1, cửa sập đóng lại, sàn chứa bóng được nâng
lên ngang tầm với ống ngắm 1, cơ cấu bắn 1 di chuyển về phía sau, bóng tự
động nạp vào ống ngắm 1. Đầu ống ngắm 1 có thể điều chỉnh được độ cao để
tạo góc nghiêng cần thiết khi muốn bắn bóng vào ngọn đuốc vòng ngoài hay
muốn bắn bóng đối phương ra khỏi đài lửa. Khi thế năng của lò xo được giải
phóng sẽ chuyển thành động năng của bóng làm bóng văng ra khỏi ống ngắm.

ØƯu điểm:
Có thể thực hiện cả 3 mục đích là bỏ bóng vào các đài lửa, bắn bóng đối
phương ra khỏi đài lửa và bắn bóng vào các ngọn đuốc vòng ngoài.
Không bị khống chế về số lượng bóng khi bắn vào các ngọn đuốc vòng
ngoài.
Tính linh hoạt của Robot rất cao.
ØNhược điểm:
Kết cấu Robot phức tạp.
Do không nâng ống ngắm lên cao nên khi bắn bóng vào các ngọn đuốc
vòng ngoài cần lực bắn lớn.
Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý phương án 3 Robot điều khiển bằng tay
2.2.4 Các phương án của Robot cản phá
a. Phương án 1: Sơ đồ nguyên lý được trình bày ở hình 2.13.
ØNguyên lý hoạt động: Từ vị trí xuất phát, cho Robot cản phá chạy nhanh tới
vùng tháp báo hiệu nhờ hai cặp bánh xe chủ động 1, 2. Khi Robot chạm vào
vùng tháp báo hiệu, công tắc hành trình đặt ở phía trước sẽ tác động ngắt điện
động cơ làm dừng Robot. Bộ phận đốt dây được kích động, thế năng của các lò
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
xo được giải phóng làm bung cơ cấu cản phá có gắn các thanh nhôm không
cho Robot trung tâm đối phương xâm nhập vùng tháp báo hiệu.
Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý phương án 1 Robot cản phá
ØƯu điểm: Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, không cần sử dụng bộ điều khiển.
ØNhược điểm: Chỉ có tác dụng cản phá sự xâm nhập của Robot đối phương
vào vùng tháp báo hiệu, không cản phá được sự di chuyển của Robot vòng
ngoài đối phương và không dùng để ghi điểm.
b. Phương án 2:
ØNguyên lý hoạt động: Từ vị trí xuất phát, cho Robot cản phá chạy tới vùng
tháp báo hiệu nhờ vào hai cặp bánh chủ động 1, 2. Robot sẽ va chạm vào vùng
tháp báo hiệu (hình 2.14a).

Hình 2.14a Sơ đồ nguyên lý phương án 2 Robot cản phá
Do quán tính, Robot sẽ bị ngã về phía trước. Điểm A trở thành tâm quay tức
thời. Các cặp bánh xe 3, 4 trở thành các bánh chủ động và Robot tiếp tục
chuyển động về phía trước (hình 2.14b).
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
Hình 2.14b Sơ đồ nguyên lý phương án 2 Robot cản phá (tiếp theo)
Robot vừa rời khỏi vùng tháp báo hiệu, công tắc hành trình chạm vào bề mặt
sân chơi làm động cơ bị ngắt điện dừng Robot (hình 2.14c).
Hình 2.14c Sơ đồ nguyên lý phương án 2 Robot cản phá (tiếp theo)
Khi đó bộ phận đốt dây sẽ được kích động, nhờ vào lực nén của các lò xo
mà cơ cấu cản phá sẽ bung ra ngăn cản Robot đối phương xâm nhập vùng tháp
báo hiệu và cả ngọn đuốc vòng ngoài (hình 2.14d).
Hình 2.14d Sơ đồ nguyên lý phương án 2 Robot cản phá (tiếp theo)
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
ØƯu điểm:
Các cơ cấu được điều khiển đơn giản thông qua việc đóng ngắt các tiếp
điểm của Rơle.
Ngăn cản sự xâm nhập của Robot đối phương vào vùng tháp báo hiệu và
không cho Robot vòng ngoài của đối phương ghi điểm. Do đó làm cho
Robot đối phương bị cô lập hoàn toàn.
ØNhược điểm:
Kết cấu phức tạp làm tăng khối lượng của Robot.
Chỉ có công dụng cản phá, không dùng để ghi điểm.
2.3 Phương án lựa chọn để thiết kế
Sau khi nghiên cứu và phân tích ưu-khuyết điểm của các phương án chiến thuật và
phương án Robot, em đã chọn phương án dùng 4 Robot:
 Một Robot trung tâm chứa 6 quả bóng nhiên liệu chạy bám lấy trụ trung tâm và đổ
bóng vào các phần của đĩa nhiên liệu có màu của đội và màu xanh nhạt (phương án 4,

hình 2.4).
 Một Robot vòng ngoài chứa 10 quả bóng nhiên liệu đi ghi điểm hoạt động rộng và
bao quát toàn sân (phương án 3, hình 2.7).
 Một Robot điều khiển bằng tay bỏ bóng vào 4 đài lửa, có cơ cấu bắn bóng vào các
ngọn đuốc vòng ngoài, và cơ cấu bắn bóng đối phương ra khỏi các đài lửa (phương án
3, hình 2.12).
 Một Robot cản phá đối phương đánh nốc ao ( phương án 2; hình 2.14a, b, c, d).
2.3.1 Ưu điểm
Với phương án đã chọn: 3 Robot tự động và một Robot bằng tay, ta thấy rằng
cách đánh thể hiện sự độc lập của các Robot, mỗi con có một chức năng riêng và do
đó ta có thể tập trung vào giải quyết vấn đề một cách triệt để nhất, tối ưu nhất tránh
sự dàn trải.
Khi các Robot hoạt động độc lập thì mỗi Robot thể hiện sự năng động của nó,
đặc biệt là Robot vòng ngoài, nó có thể thực hiện được nhiều phương án chiến thuật
khác nhau. Trong khi đó, Robot trung tâm không những đổ bóng không cần xoay
ngọn đuốc chính mà còn vô hiệu hoá được cơ cấu xoay của đối phương. Robot cản
phá có tầm cản phá rộng, vừa ngăn cản sự xâm nhập của Robot đối phương vào vùng
tháp báo hiệu, vừa hạn chế khả năng ghi điểm của Robot vòng ngoài đối phương.
Việc sử dụng cơ cấu bắn bóng ở Robot bằng tay có thể hỗ trợ cho Robot vòng
ngoài trong trường hợp Robot vòng ngoài bị đối phương cản phá không cho bỏ bóng
vào trụ thứ ba để tạo thành đường chéo. Đồng thời có thể bắn bóng đối phương ra
khỏi đài lửa không cho đối phương đánh nốc ao.
2.3.2 Nhược điểm
Do các Robot có tính linh hoạt cao, phải thực hiện nhiều chức năng nên bao gồm
nhiều cơ cấu phức tạp dẫn đến cồng kềnh và khó khăn trong việc giải quyết bài toán
về khối lượng.
Hơn nữa để đánh nốc ao đòi hỏi Robot trung tâm, Robot vòng ngoài và Robot
bằng tay phải hoàn thành nhiệm vụ của mình. Nếu có sự cố đối với bất kỳ Robot nào
thì không thể đánh nốc ao được.
Trong đồ án này chỉ quan tâm đến việc thiết kế động học, động lực học, mạch

điều khiển và lập trình cho Robot vòng ngoài trên cơ sở phương án đã lựa chọn.
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÊ CUNG-LÊ XỨNG
CHƯƠNG III
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ROBOT
VÒNG NGOÀI. TÍNH TOÁN SỨC BỀN MỘT SỐ CỤM CHI
TIẾT CHỦ YẾU
3.1 Chức năng và cấu trúc tổng quan của Robot vòng ngoài
3.1.1 Chức năng
Robot vòng ngoài có nhiệm vụ mang 10 quả bóng nhiên liệu bỏ vào hai ngọn
đuốc vòng ngoài ở gần vùng xuất phát của đội để ghi điểm hoặc bỏ bóng theo đường
chéo để đánh nốc ao trong trường hợp không bị cản bởi Robot vòng ngoài hay Robot
cản phá của đối phương. Thời gian đánh nốc ao được dự kiến trong vòng 2 phút.
3.1.2 Cấu trúc
Trên cơ sở các yêu cầu trong luật chơi của cuộc thi Robocon 2005 (đã trình bày ở
chương I) kết hợp với sơ đồ nguyên lý hoạt động của phương án Robot vòng ngoài
đã chọn (phương án 3, hình 2.7), ta thiết kế Robot nhằm thực hiện được chức năng
như đã nêu trong phần 3.1.1 có cấu trúc như sau:

Hình 3.1 Cấu trúc của Robot vòng ngoài
SVTH: ĐẶNG QUỐC VIỆT 25