Thuyet minh Đồ Án TN Robot Lau Nhà ppt

Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ ROBOT OSIN DỌN VỆ SINH NHÀ
1.1. KHÁI NIỆM VỀ ROBOT
Từ lâu con người đã không còn xa lạ với robot nữa, bởi lẽ robot đã xuất hiện rất
nhiều trong cuộc sống của chúng ta. Vậy robot là gì? Có rất nhiều định nghĩa về robot
theo những quan điểm khác nhau. Dưới đây là một số quan điểm về robot:
Robot là những máy móc có khả năng thay thế sức lao động của con người
(Soka-1985)

Hình 1.1.
Robot Ansendro
Robot là
một cơ cấu chấp
hành đa chức năng
dùng để vận chuyển
vật liệu, các chi tiết
hay các máy móc
thiết bị. Các cơ cấu
này được lập
trình thay đổi
chuyển động cho
phù hợp với công
việc(Schulusel- 1985).
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
1
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
Hình 1.2. Robot thổi sáo
Robot là những thiết bị được lập trình một số công việc nào đó. Theo hướng
này máy tính là một mạch điện có thể lập trình để làm một số công việc, như vậy máy
tính được xem như là một robot(Mckerrow-1986).

Hình 1.3. Robot Nanofly Hình 1.4. Robot Asimo
Ở Việt Nam trước đây khái niệm robot không còn xa lạ, nhưng với sự tìm tòi
học hỏi của mình những sinh viên kỹ thuật đã chứng tỏ việt Nam không hề thua kém
các nước phát triển khác. Chứng minh điều đó là mấy lần ta vô địch robot châu Á Thái
Bình Dương. Đặc biệt gần đây chúng ta gây ấn tượng rất mạnh đối với thế giới tại
International Robot Exhibition 2007- triển lãm robot lớn nhất khai mạc ngày 28-11 tại
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
2
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
Tokyo. TOPIO người máy biết chơi bóng bàn và bày tỏ cảm xúc, do một nhóm chuyên
gia thuộc công ty TOSY ở Hà Nội chế tạo.
TOPIO viết tắt của Tosy Pingpong Playing Robot có đầu 2 cánh tay và 6 chân
bên dưới (tổng cộng 20 khớp), giúp nó vận động một cách linh hoạt nhờ cơ chế thủy
lực. Vận động viên này được làm bằng vật liệu carbon tổng hợp siêu bền, siêu nhẹ để
có thể cử động với tốc độ cao.
TOPIO tích hợp 4 camera tốc độ cao và 2 máy tính cấu hình mạnh để nhận diện
đường đi và độ xoáy của trái bóng ngay sau khi rời khỏi vợt đối phương và đập trả lại
rất nhanh và mạnh. Được lập trình bằng module trí thông minh nhân tạo (AI) tiên tiến,
robot còn có khả năng tự nâng cấp khả năng mình ngay trong mỗi ván bóng bàn.

Hình 1.5. Hình ảnh giới thiệu robot TOPIO
Điều đó khiến nhóm tác giả tin rằng việc “ Tạo ra một robot đánh bại dân chơi
bóng bàn chuyên nghiệp” là hoàn toàn khả thi. Chưa dừng lại, TOPIO còn có thể chủ
động phát bóng, ghi nhớ, thông báo điểm và tỏ thái độ của mình theo nhiều cách hài
hước khi thắng hoặc thua.
Hiện nay, robot được ứng dụng rất phong phú và đa dạng trong đời sống con
người trong mọi lĩnh vực giáo dục, kinh tế, nông nghiệp, công nghiệp, đặc biệt với sự
phát triển công nghệ, robot đã đi vào mọi đời sống con người, nó có thể làm công việc
nhà như lau rữa chén dĩa, chùi gương, lau nhà…Tùy vào môi trường làm việc các
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:

3
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
robot chế tạo có kích thước khác nhau ứng dụng tương ứng mục đích sử dụng, hoạt
động hoàn toàn tự động.
Hình 1.6. TOPIO đang giao đấu bóng bàn với người
1.2. MỘT SỐ MÔ HÌNH ROBOT LAU NHÀ:
1.2.1. GatorVar:
Tác giả M.Gabriel Jiva, University of Horida. GatorVar là robot hút bụi tự
hành. Khi nó hoạt động nó hút bụi trong phòng theo cách ngẫu nhiên theo tường và
tránh vật cản. Việc này được thực hiện bằng cách kết hợp các cảm biến hồng ngoại và
cảm biến va chạm, tín hiệu hồng ngoại tại điểm xuất phát và các motor servo momen
lớn. Thân robot được làm để có thể mang được máy hút bụi. Khi hoàn tất công việc,
GatorVar tự động về vị trí xuất phát.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
4
Servo 2
Servo 1
Vi điều khiển
ATMega323
Cảm biến hồng
ngoại (Vật thể gần)
Cảm biến va chạm
Cảm biến hồng
ngoại (Vật thể xa)
Hình 1.7.Cấu trúc của GatorVar
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
Hệ thống tích hợp:
Robot có 4 cảm biến lấy tín hiệu từ môi trường ngoài và mội vi điều khiển để
xử lý tín hiệu và điều khiển tín hiệu ngõ ra cho động cơ.
Như vậy GatorVac thực sự chỉ là robot theo tường và tránh vật cản có gắn thêm

máy hút bụi. Giải pháp này thực sự chưa là giải pháp hay, nhưng đơn giản dễ thực
hiện.
1.2.2. Mop’n Bot:
Tác giả Micheal Hall, University of Horida. Robot Mop’n Bot cũng lau nhà
bằng cách tìm một mép tường và đi theo tường, bám tường và di chuyển theo hành
trình xoắn ốc, tránh vật cản cho đến khi bao phủ toàn bộ mặt sàn của phòng tránh vật
cản cho đến khi bao phủ toàn bộ mặt sàn của phòng. Tuy nhiên Robot Mop’n Bot sử
dụng giẻ lau thấm nước gắn trên nó để làm sạch sàn nhà thay vì hút bụi như GatorVac.
Một điều lưu ý nữa là Mon’n Bot không thể làm sạch các tấm thảm và hành trình của
nó phải chạy lên thảm.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
5
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
Hình 1.8. Mô hình robot Mop’n Bot
Cấu trúc của Mop’n Bot gồm 6 phần kết hợp với nhau:
- Cơ cấu chấp hành: là hai động cơ servo và bơm piston để bơm dung dịch lau
nhà.
- Công tắc va chạm: để phát hiện vật cản, ở đây dùng công tắc hành trình.
- Cảm biến tiệm cận: phát hiện vật cản, giữ khoảng cách với tường. Ở đây là
các cảm biến hồng ngoại.
- Bộ phận phát hiện ra thảm: là hai lò xo phía trước, giúp robot phát hiện ra
thảm và tránh sang đường khác.
- Dung dịch nước lau nhà và giẻ lau: dung dịch nước lau nhà được bơm ra sàn
nhà trong khi giẻ lau được đặt ở phía sau robot lau và hút lại nước lau nhà
đó, nhờ vậy lau sạch sàn nhà.
- Bộ điều khiển : nhận tín hiệu từ cảm biến và điều khiển hoạt đọng của robot
1.2.3. Roomba:
Sản phẩm của công ty iRobot Corporation. Khác với robot loại lau nhà trên,
Roomba là robot lau nhà thương mại của hãng iRobot Corporation thiết kế với sự giúp
đỡ của Massachusetts Insitue of Technology(MIT) robotics lab. Robot này có hình

dáng nhỏ gọn đẹp. Tuy nhiên về nguyên tắc hoạt động cũng giống như Gator Vac và
Mop’n Bot.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
6
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
Roomba được đặt ở trung tâm phòng, nó sẽ tự di chuyển dần hướng ra các biên
của phòng theo hướng đường xoắn ốc. Các cảm biến giúp nó có thể tránh các vật cản
mà nó gặp trên đường.
Hình 1.9. Robot Roomba Hình 1.10. Hành trình của robot roomba
Dưới đây là một dạng kiểu khác của robot Roomba:
Clean mate 365 là loại robor hút bụi thông minh cho cá nhân, văn phòng cho
phép bạn tiết kiệm thời gian để làm các công việc khác. Cho dù sàn nhà của bạn trải
bằng thảm mềm, sàn gổ hay lát đá bằng gạch hoa, Clean Mate đều làm sạch dễ dàng
các loại sàn nhà.
Hình 1.11.Robot CleanMate 365 Hình 1.12. Robot IVO
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
7
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
IVO là loại robot hút bụi thông minh thế hệ mới tích hợp thêm chức năng tự
động tìm về trạm sạc điện khi hết pin hay khi xong nhiệm vụ. Khi hết pin sau khi no
điện IVO lại tiếp tục công việc.

SCOOBA: do 30 kỹ sư của iRobot đã khắc phục nhiều khó khăn của robot Roomba để
chế tạo Roomba hoàn chỉnh. Scooba có nhiều đặc tính như Roomba nhưng nó có nhiều
điểm phức tạp hơn vì nó được thiết kế để hút bụi hoàn toàn tự động, biết cọ rửa và sấy
khô sàn chứ không phải đơn thuần là hút bụi.
Hình 1.13. Robot Scooba
Với đường kính 33cm, cao 10 cm, Scooba trông giống như robot có chiếc máy
hát đĩa Roomba. Điểm khác biệt giữa Scooba và Roomba là nó có hai cái thùng, một
để đựng nước lau nhà và một để đựng nước bẩn. Scooba xịt nước lau nhà và cọ rửa,

sau đó lại lau bằng nước sạch. Nó có thể hút hết chất bẩn sau quá trình lau rửa, giúp
sàn nhà nhanh chóng sạch sẽ. Scooba có giá khoảng từ 150 đến 300USD ( tương
đương từ 2,3 triệu – 4,7 triệu đồng VN) tùy các kiểu khác nhau, được xem là một
người giúp việc khá tiện lợi và hiện đại dành cho các gia đình.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
8
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
1.2.4. Robot lau nhà của Hàn Quốc:
“Robot làm sạch nhà” với kiểu dáng sang trọng và thân thiện tự động lau sạch
sàn nhà trên mọi bề mặt chất liệu như sàn gổ, gạch men sơn, thảm theo chương trình
đã cài đặt sẵn, với tính năng vượt trội kết hợp giữa việc hút bụi bẩn và lau sạch những
bụi bẩn trên sàn nhà. Robot có thể hút và lau sạch những bụi bẩn trên sàn nhà. Robot
có thể hút và lau tới 99,8% diện tích sàn nhà. Tự động tránh những vật cản, hoạt động
được trong gầm ghế, gầm giường và những chỗ ngóc ngách khác và những góc sâu
nhất trong căn nhà.
“Robot lau nhà tự động”: chức năng giống robot làm sạch nhà nhưng được
trang bị các bộ phận cảm ứng hồng ngoại để tự động tránh những vật cản và không bị
rơi xuống bậc cầu thang, hoạt động trong gầm ghế, gầm giường và những chỗ ngóc
ngách khác. Với bộ điều khiển từ xa ta có thể điều khiển Robot theo ý muốn, đi vào
tận những góc sâu nhất trong căn nhà.
Hình 1.14. Robot làm sạch nhà Hình 1.15. Robot lau nhà tự động
Đặc điểm hoạt động như sau:
1. Robot tự động lau sạch sàn nhà, hoạt động hiệu quả trên mọi bề mặt chất liệu
như sàn thảm, gỗ, vải sơn lót sàn, gạch lát… đơn giản chỉ cần bấm nút.
2. Robot hoạt động di chuyển theo chương trình cài đặt sẵn: ngẫu nhiên đường
xoắn ốc → dọc theo chân tường → xoắn ốc → ngẫu nhiên .
3. Dễ dàng tháo hộp đựng rác để vệ sinh sau mỗi khi lau xong nhà
4. Giấy lau (vải lau) thay đổi dễ dàng.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
9

Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
1.2.5. Máy lau nhà bằng hơi nước:
Mới đây công ty Hann đã cho ra mắt sản phẩm máy lau nhà kết hợp cả 2 chức
năng, cùng một lúc có thể hút bụi và lau nhà. Trước đây, máy lau nhà chỉ có chức năng
lau sàn nhà nhưng giờ đây nó thực hiện cả hai việc hút bụi và lau nhà cùng một lúc
nên giúp cho các bà nội trợ có thể tiết kiệm rất nhiều thời gian và công sức lao động.
Hiện nay ở thị trường Hàn Quốc xuất hiện rất nhiều máy lau nhà nhưng vẫn chưa có
sản phẩm nào có môtơ máy hút bụi và lau nhà hơi nước dạng ướt. Loại môtơ nay rất
quan trọng về mặt an toàn. Sản phẩm cũng được thiết kế rất thuận tiện cho người sử
dụng. Hàng ngày chỉ cần 10 phút là các bà nội trợ đã có thể lau nhà xong một diện tích
rộng khoảng gần 100mm
2
.
Đúng như tên gọi, máy hút bụi dạng ướt có thể hút được cả dung dịch nước và
các chất lỏng khác. Với mô tơ 500watt, máy có thể lau sạch các chất lỏng bám trên nền
nhà, kể cả hơi ẩm phát sinh sau khi lau nhà. Máy lau nhà Han-Kyung-Hee cũng đã
đảm bảo được độ an toàn vì loại trừ độ rủi ro có thể bị bỏng khi hút nước và hơi nước.
Mặt trong bình nước của máy lau nhà được tráng bằng hạt nano bạc để ngăn ngừa sự
sinh sôi của vi khuẩn. Bạc có thể tiêu diệt được 650 loại vi khuẩn khác nhau nên tráng
hạt nano bạc là bắt buộc đối với máy lau nhà hơi nước.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
10
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
Hình 1.16. Máy lau nhà bằng hơi nước
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
11
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN
2.1. YÊU CẦU KỸ THUẬT VỚI ROBOT LAU NHÀ:

2.1.1. Đặt vấn đề:
Ngày nay tại các nước trên thế giới như Mỹ, Nhật… các robot sử dụng trong
các gia đình được chế tạo có nhiều kích thước khác nhau và hoạt động hoàn toàn tự
động. Người sử dụng chỉ cần nhấn nút khởi động sau đó robot sẽ thực hiện vai trò của
mình cho đến khi hoàn tất công việc của mình. Tùy theo kích thước của robot mà nó
được sử dụng trong các môi trường làm việc khác nhau. Các robot có kích thước lớn
chiều cao từ 1m-1.2m được sử dụng ở nơi công cộng như siêu thị, phòng khách , tiền
sảnh sân bay, khách sạn…Các robot có kích thước nhỏ( chiều cao dưới 0,5m) được sử
dụng trong gia đình và công việc của các loại robot này là lau nhà, giải trí…
Robot lau nhà là đề tài quen thuộc với sự tiện lợi mà nó đem lại cho người nội
trợ. Chính vì vậy trong tương lai nó sẽ nắm vững thị trường lớn. Với nhu cầu xã hội
ngày càng cao thử thách các nhà sản xuất robot phải đáp ứng yêu cầu đặt ra nhưng giá
thành vừa phải.
Đối với robot lau nhà vấn đề đặt ra là sự định hướng, việc định hướng cho robot
lau nhà có thể dùng cảm biến siêu âm, cảm biến hồng ngoại, công tắc hành trình hay
có thể lập trình theo những hành trình đã định trước. Ngoài ra robot lau nhà còn có
nhược điểm đó là không phát hiện được những vật sắc cạnh như chân ghế. Hệ thống
quạt hút sẽ tăng tốc nếu gặp lớp bụi dày chắn ngang màng hút bụi hay thùng chứa bụi
bị đầy.
2.1.2. Yêu cầu robot lau nhà phải thực hiện:
- Robot hoạt động ở hai chế độ: Tự hành tránh vật cản và điều khiển từ xa.
- Robot lau được một số không gian nhất định trong phòng
- Lau tương đối khô trên sàn nhà. Hút sạch bụi trong nhà
- Hạn chế lặp lại những nơi đã lau xong
- Sau khi lau trong khoảng thời gian thì phải biết tự động dừng lại.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
12
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
2.1.3. Yêu cầu lập trình cho robot lau nhà
- Hạn chế gặp vạt cản trong quá trình di chuyển

- Tránh được các vật cản trong khi di chuyển
- Hạn chế bỏ sót các khoảng trống trong nhà
2.2. PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN
2.2.1. Phương án 1: Cơ cấu di chuyển với 2 bánh xe

Hình 2.1 Cơ cấu di chuyển 2 bánh xe
Phương án này ta thấy điều khiển sự di chuyển dể dàng, nhất là điều khiển tốc
độ thấp. Tuy nhiên khó sử dụng được vì khó cân bằng.
2.2.2. Phương án 2: Cơ cấu di chuyển với 3 bánh xe
Hình 2.2. Cơ cấu di chuyển bằng 3 bánh xe
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
13
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
Kết cấu đơn giản nhất, robot được dẫn động bằng hai động cơ gắn ở hai bánh xe
sau. Hai bánh này vừa giúp xe chuyển động vừa giúp rẽ hướng. Cách di chuyển này dễ
điều khiển.
2.2.3. Phương án 3: Cơ cấu có 4 bánh xe
Hình 2.3. Cơ cấu 4 bánh xe
Cả 4 bánh được cố định trong khi lái, do đó rất kém linh hoạt khi diều khiển
hướng di chuyển. Người ta có thể cải tiến độ linh hoạt trong chuyển động của chúng
bằng cách cho các bánh xe sau hoặc trước có thể điều khiển hướng của xe.
Hình 2.4 Cơ cấu trục nhún.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
14
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
Trong các thiết kế ở trên, ta thấy robot được dẫn động bằng hai động cơ gắn ở
hai bánh xe. Hai bánh này vừa giúp robot đi thẳng, vừa giúp robot có thể rẽ sang
hướng khác. Cách di chuyển này tương đối đơn giản, dễ điều khiển. Ta thấy các robot
trên chạy dọc theo tường hoặc dọc theo đường xoắn ốc và sẽ chạy tự do khi gặp vật
cản. Như vậy các robot này sẽ không quét hết được diện tích phòng, có nơi sẽ quét

nhiều lần có nơi sẽ không được quét.
Qua phân tích các cơ cấu ở trên, chọn cơ cấu di chuyển gồm 3 bánh xe. Tuy
nhiên, để dễ dàng cho việc chế tạo và lắp ráp, ta chọn kiểu bố trí trục nhún như hình
vẽ.
Hình 2.5 Hình chiếu bằng mô hình robot lau nhà
Robot gồm 2 bánh dẫn hướng ở phía trước. Phía sau gồm 2 bánh xe được nối
với nhau qua 1 ống( điều này giúp ta khỏi phải lắp ráp đồng tâm 2 động cơ sau). Vẫn
đảm bảo robot tiếp xúc sàn nhà qua 3 điểm và vẫn có thể chuyển hướng nhờ 2 bánh
sau.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
15
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ

Hình 2.6 Hình chiếu đứng mô hình robot lau nhà

Hình 2.7 Hình chiếu cạnh mô hình robot lau nhà
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
16
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
2.3. CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO KHUNG
2.3.1. Robot chỉ hút những hạt bụi nhỏ:
Bụi là tên chung cho các hạt chất rắn có đường kính nhỏ cỡ vài micromets đến
nửa milimets. Các hạt to hơn có thể gọi là cát hoặc sỏi. Khi phân tán mạnh trong
không khí hay các chất khí nói chung, hỗn hợp khí và bụi có thể được gọi là aerosol
rắn.
Bụi có nhiều tính chất vật lý khác so vơi khi chúng ở trạng thái chất rắn hay
chất lỏng vĩ mô.
Bụi trong nhà gồm bụi trong khí quyển trộn với bụi sinh ra do ma sát của các đồ
vật trong nhà, chủ yếu từ da người, sợi vải trên quần áo, chăn…
Một số côn trung nhỏ trong nhà ăn các thành phần hữu cơ của bụi này. Các chất

thải của chúng cũng trở thành bụi và có thể gây dị ứng cho người.
Theo kích thước hạt bụi có thể chia làm các loại:
1 Bụi lắng : có kích thước từ 10
µ
m trở lên.
2 Bụi bay : có kích thước từ 0,001
µ
m đến 10
µ
m trở lên
Xác định loại bụi hút: bụi lắng:
Sơ đồ hệ thống hút bụi:
2.3.2. Phương pháp khống chế bụi:
Dùng các loại chổi khác nhau ứng với từng chức năng của chúng:
• Chổi quét dùng thu gom các bụi lớn. Phương pháp này có thể không hiệu
quả cho các bụi nhỏ và cuốn bụi nhỏ lên không khí, ảnh hưởng đến sức
khỏe.
• Chổi lau sử dụng độ ẩm, thu dọn hiệu quả nhiều bụi trong nhà.
• Máy hút bụi, thu hút hiệu quả nhiều bụi.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
17
Chổi
quét
Bộ phận
tạo chân
không
Bộ phận
lọc ra
Chổi
quét

Không
khí có
bụi
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
2.3.3. Vật liệu làm khung:
Chọn nhôm là khung máy do nhôm có các tính chất sau:
• Nhôm là nguyên tố có tinh thể lập phương tâm mặt, có màu sáng bạc.
• Khối lượng riêng nhỏ (2.7g/cm
3
), chỉ bằng 1/3 thép. Do vậy làm giảm khối
lượng kết cấu, chi tiết, được sử dụng rộng rãi trong hàng không, vận tải…
• Có tính chống ăn mòn nhất định trong lớp khí quyển: Do luôn có lớp màng
oxit Al
2
O
3
sít chặt trên bề mặt có tính bảo vệ cao.
• Có tính dẫn điện cao: Tính dẫn kém hơn vàng, bạc, đồng. Độ dẫn điện bằng
62% Cu nhưng khối lượng chưa đến 1/3 đồng thì khi trong cùng điều kiện
làm việc dây nhôm nhẹ bằng một nữa dây đồng và bị nung nóng ít hơn.
• Tính dẻo rất cao: Rất dễ biến dạng dẻo khi kéo sợi, dây, dát thành tấm, lá,
màng, ép thành các thanh dài có biên dạng phức tạp.
• Nhiệt độ nóng chảy thấp( 657
0
C)
• Độ bền độ cứng thấp.
• Cơ tính điện của nhôm:
Môđun E = 70 Gpa
Ứng suất phá hủy
140 620

b
MPa
σ
= −
Khối lượng riêngP = 2700 Kg/m
3

Mô đun riêng E
P
= 25.9 MNm/kg.
Độ bền riêng
52 230 /
b
kMN kg
σ
= −
2.3.4. Bộ phận tạo chân không:
a. Tạo chân không bằng quạt hút:
Hình 2.9. Quạt hút tạo chân không
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
18
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
b. Tạo chân không bằng động cơ khí nén.
Hình 2.10. Động cơ khí nén tạo chân không
2.3.5. Bộ phận lọc bụi: Có các giải pháp lọc bụi
a. Buồng lắng bụi:
Hình 2.11. Buồng lắng bụi
Ưu điểm: Kết cấu đơn giản
Nhược điểm: Cồng kềnh
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:

19
Không khí vào
Không khí ra
1 2
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
b. Dùng lưới lọc bằng vải:
Hình 2.12. Buồng lắng bụi dùng lưới lọc
1- Lưới vải 2- Buồng chứa 3- Bụi lắng
Ưu điểm: Đơn giản, dễ chế tạo
Nhược điểm: Phải làm sạch lưới lọc thường xuyên vì sau một khoảng thời gian sử
dụng, bụi đọng trên mặt vải làm tăng sức cản thủy lực và làm giảm năng suất lọc.
c. Bồn lọc kiểu ly tâm:

Hình 2.13. Bồn lọc kiểu ly tâm
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
20
Không khí
có bui vào
Không khí ra
3
2
1
Không khí
có bui vào
Không khí ra
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
Khả năng lọc bụi phụ thuộc vào trọng lượng hạt bụi, vận tốc chuyển động xoáy,
bán kính xoáy của dòng không khí.
d. Bồn lọc kiểu quán tính:
Không khí

có bui vào
Không khí ra
Hình 2.14. Bồn lọc quán tính
Nguyên lý hoạt động dựa vào quán tính bụi: Cấu tạo phức tạp.
e. Bồn lọc kiểu sủi bọt:
Hình 2.15. Bồn lọc sủi bọt
Ưu điểm: Khả năng lọc bụi cao vì bụi bị giữ lại trong nước.
Nhược điểm: Thiết bị phức tạp, sức cản thủy lực cao.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
21
Màng nuo'c
Không khí ra
Không khí
có bui vào
Nuo'c
Nuo'c
vào
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
f. Lọc bụi bằng điện:
Nhược điểm: Cần tạo điện áp lớn

( - )
(+)
Cách diên
Không khí
Bui vào
Hình 2.16. Bồn lọc bằng điện
Kết luận: Qua phân tích các phương án trên nên chúng em quyết định chọn phương
án hút bụi bằng cánh quạt và lọc bụi dùng lưới lọc bằng vải, vì kết cấu đơn giản, nhỏ
gọn phù hợp với các robot tự hành.

2.4. CÁC PHƯƠNG ÁN DI CHUYỂN:
2.4.1. Di chuyển theo vòng xoắn Archimet:
Với chế độ di chuyển ban đầu này robot được đặt giữa phòng và robot sẽ di
chuyển theo quỹ đạo mở rộng dần bán kính vòng xoắn cho đến khi nào robot phát
hiện ra vách phòng thì sẽ chuyển sang chế độ đi theo đường thẳng dọc theo vách
phòng. Chế độ di chuyển này được cụ thể như hình sau:


SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
22
Bắt đầu
Vật
cản
ĐC dẫn động trái
Chuyển Dùng hướng chuyển sang
Chuyển sang tráiDelay
Hết vật
cản
Delay t2
Không
Có
SaiĐúng
Đúng
Sai
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
a1. a2
a1, a2: Đặt robot ở góc phải phòng khi phòng không có vạch cản và có vạch cản.
a3 a4
a3, a4: Đặt robot ở góc trái phòng khi phòng không có vạch cản và có vạch cản.
Lưu đồ thuật toán:

Hình 2.18. Sơ đồ thuật toán di chuyển theo vòng xoắn Acsimet
2.4.2. Di chuyển theo đường thẳng:
Khi chọn chế độ di chuyển này, ban đầu robot được đặt ở bốn góc phòngvaf
robot di chuyển theo hướng các vách phòng. Quỹ đạo di chuyển của robot sau một
vòng sẽ tự dịch chuyển đi một khoảng ∆ bằng kích thước ngang của robot. Chế độ
dịch chuyển này được mô tả như hình sau:
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
23
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
b1 b2
b3 b4
Hình 2.19. Di chuyển theo đường thẳng
b1, b2 : Đặt robot ở góc phải phòng khi có và không có vật cản
b3, b4: Đặt robot ở góc trái phòng khi có và không có vật cản
Thuật toán của robot khi di chuyển theo đường thẳng trong phòng và tránh vật
cản như sau:
- d là chiều dài phòng
- ∆ là bề rộng thân robot
- r là chiều rộng phòng
- N là số lần robot phát hiện ra vách phòng.
• Điều kiện để dừng robot: Quá trình di chuyển của robot theo phương giải
thuật trên lặp đi lặp lại nhiều lần cho đến khi giá trị (d-(i+j)∆) hoặc (r-
(i+j)∆) bằng với giá trị ngưỡng cho phép.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
24
Chạy thẳng
Chạy thẳng
Chạy thẳng
Chuyển hướng
Vật

cản
Đụng vách
lần 1, xác
định d
Đụng vách
lần 2, xác
định r
Chạy thẳng
Chuyển hướng
Đụng vách lần
3
Chuyển hướng
Chạy thẳng
Chạy thẳng đến vị trí r -i∆
Chuyển hướng
Chạy thẳng đến vị trí d-i∆
Chuyển hướng
Chạy thẳng đến vị trí r-(i+1)∆
Chuyển hướng
Chạy thẳng đến vị trí d-(i+1)∆
Chạy thẳng đến vị trí d-(i+2)∆
Chuyển hướng
Kết thúc
Hình 2.20. Lưu đồ thuật toán di chuyển theo đường thẳng
Không
o
Không
o
Không
o

Không
o
Có
Có
Có
Có
Đồ án tốt nghiệp: Robot OSIN lau nhà GVHD: Th.S Bùi Trương Vỹ
Trong cả hai trường hợp di chuyển của robot theo quỹ đạo Archimet hay quỹ
đạo thẳng, việc xử lý cho robot rẽ trái hay phải là tùy thuộc vào người lập trình.
SVTH: Nguyễn Xuân Nhi_Hồ Văn Dũng- Lớp 05CĐT1 Trang:
25