thiết kế, chế tạo robot theo chủ đề và luật thi ROBOCON 2010 robot khafraa 2, phần mạch và lập trình điều khiển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
ooo






LÊ MINH VƢƠNG



THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT
THAM GIA ROBOCON 2010



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ

Nha Trang, Ngày 12 tháng 06 năm 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ




LÊ MINH VƢƠNG



THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT
THAM GIA ROBOCON 2010



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ






CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
PGS.TS : NGUYỄN VĂN NHẬN
KS : ĐỖ QUỐC CHÍ

Nha Trang, Ngày 12 tháng 06 năm 2010
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ tên: Lê Minh Vương Lớp: 48CKCD
Chuyên ngành: Công nghệ Cơ điện tử Mã ngành:
Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo Robot tham gia Robocon 2010


Số trang………………. Số chương……………… Tài liệu tham khảo
Hiện vật:



Nhận xét











Kết luận:

Nha trang, ngày… tháng … năm…
Cán bộ hướng dẫn
(Kí và ghi rõ họ tên)
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Họ tên: Lê Minh Vương Lớp: 48CKCD
Chuyên ngành: Công nghệ Cơ điện tử Mã ngành:
Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo Robot tham gia Robocon 2010


Số trang………………. Số chương……………… Tài liệu tham khảo
Hiện vật:


Nhận xét




Kết luận:

Điểm phản biện


Điểm chung
Bằng số
Bằng chữ


Nha trang, ngày… tháng … năm…
Cán bộ phản biện
(Kí và ghi rõ họ tên)
Nha Trang, ngày … tháng … năm …
Chủ tịch hội đồng
(Kí và ghi rõ họ tên)
LỜI CẢM ƠN
Cứ sau mỗi chặng đường đi qua, chúng ta lại thấy được mình lớn hơn và vững vàng
hơn nhiều trong kiến thức cũng như năng lực. Chặng đường vừa qua là chặng đường
bốn năm đầy thử thách dưới mái trường Đại học Nha Trang. Nơi đây đã không chỉ đơn
giản cung cấp cho chúng ta kiến thức khoa học kĩ thuật mà quý hơn cả là đã nhóm lên
cho chúng ta ngọn lửa yêu khoa học và rèn luyện cho chúng ta một nghị lực, bản lĩnh
để làm hành trang cho mỗi chúng ta bước vào đời.
Xin mãi ghi nhớ công ơn của tất cả Quý thầy cô đã dìu dắt chúng ta từ buổi học vỡ
lòng cho đến ngày hôm nay.
Kính lời cảm ơn thầy cô của Khoa, đã dành nhiều tình cảm tốt đẹp đối với chúng
em và tạo mọi điều kiện thuận lợi để chúng em học tập tốt.
Gửi đến thầy Nguyễn Văn Nhận, thầy Vũ Thăng Long, thầy Nguyễn Văn Định,

thầy Trần Văn Hùng, thầy Đỗ Quốc Chí lời ghi ơn vô vàn, người đã trực tiếp theo sát,
tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đề tài.
Gửi đến Quý thầy trong Bộ môn Cơ điện tử đã giúp đỡ, hướng dẫn, dạy chúng em
trong suốt quá trình học vừa qua.
Bên cạnh đó, gia đình là nguồn động lực to lớn về tinh thần lẫn vật chất giúp chúng
ta bước đi trên con đường đã chọn. Xin cảm ơn ba mẹ và tất cả những người thân đã
động viên về mọi mặt trong suốt quá trình học tập.
Sau cùng, xin cảm ơn chân thành đến tất cả các bạn trong lớp về sự giúp đỡ và
những ý kiến đóng góp của tất cả các bạn trong suốt quá trình làm đề tài.

Sinh viên thực hiện
Lê Minh Vương

i
MỤC LỤC
Nhiệm vụ đồ án Trang
LỜI NÓI ĐẦU 1
Chƣơng 1 GIỚI THIỆU CHUNG 2
1.1. Giới thiệu cuộc thi sáng tạo Robot 3
1.2. Sơ đồ cấu trúc của một Robot 3
1.3. Chủ đề và luật thi Robocon năm 2010 4
1.3.1. Giới thiệu về chủ đề 4
1.3.2. Khái quát về luật thi 4
1.3.3. Quy định cho trận đấu 6
1.3.4. Thiết lập robot 8
1.3.5. Cách tính điểm 10
1.4. Cơ sở lý thuyết 11
1.4.1. Phần cơ khí 11
1.4.2. Phần điện 19
Chƣơng 2 PHƢƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 31

2.1. Phương pháp nghiên cứu 32
2.2. Nội dung nghiên cứu 33
2.2.1. Xây dựng phương án 33
2.2.2. Lựa chọn phương án chế tạo 40
2.2.3. Thiết kế phần cơ khí 40
2.2.4. Thiết kế phần điện 46
2.2.5. Phần mạch điện 46
a. Khối mạch Vi điều khiển 46
b. Khối mạch công suất 52
c. Sơ đồ mạch đầy đủ 55
2.3. Sơ đồ giải thuật lập trình 57
2.3.1. Chương trình chính 57
2.3.2. Chương trình retry 58
2.3.3. Chương trình tính giá trị trung bình mắt dò đường 59
2.3.4. Chương trình chạy thẳng 61
2.3.5. Chương trình chỉnh vạch 63
2.3.6. Chương trình nhận nút nhấn dùng 74148 65
2.3.7. Chương trình đếm vạch 66
2.3.8. Chương trình chạy thẳng từ khu xuất phát đến kim tượng tháp 68
2.3.9. Chương trình chỉnh quà tầng 1 …71
2.3.10. Chương trình đặt quà đỉnh 73
2.3.11. Kiểm tra quà đỉnh đã đặt đúng vị trí chưa và xử lí 75
2.3.12. Chương trình phương án 1 78
Chƣơng 3 THỬ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 83

ii
3.1. Thử nghiệm 84
3.1.1. Với quá trình thiết kế và chương trình như đã nêu trên trong quá trình thửnghiệm
mắc phải một số lỗi 85
3.1.2. Cách khắc phục 85

3.2. Phân tích kết quả 85
Chƣơng 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 86
4.1. Kết luận 87
4.2. Đề xuất 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO 89




iii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ chung của Robot
Hình 1.2: Sân thi đấu
Hình 1.3: Kim tự tháp Khufu
Hình 1.4: Kim tự tháp Khafra
Hình 1.5: Kim tự tháp Mankaura
Hình 1.6: Ê tô
Hình 1.7: Máy khoan bàn
Hình 1.8: Máy khoan tay
Hình 1.9: Mũi khoan
Hình 1.10: Máy cắt tay
Hình 1.11: Cưa máy
Hình 1.12: Bàn chỉnh góc của cưa
Hình 1.13: Một vài loại kìm
Hình 1.14: Giũa
Hình 1.15: Một vài loại thước
Hình 1.16: Kìm bấm rive
Hình 1.17: Hình dáng một vài loại bánh xe robot
Hình 1.18: Động cơ Hàn Quốc
Hình 1.19: Động cơ gạt nước

Hình 1.20: Một số loại khác
Hình 1.21: Sơ đồ chân của ATmega32
Hình 1.22: Sơ đồ khối
Hình 1.23: Sơ đồ chân I/O
Hình1.24: Bảng trạng thái I/O
Hình 1.25: Sơ đồ khối timer 8 bits
Hình 1.26: Sơ đồ khối timer 16 bits

iv
Hình 1.27: Sơ đồ thời gian của chế độ CTC
Hình 1.28: Sơ đồ thời gian của chế độ Fast PWM
Hình 1.29: Sơ đồ thời gian của chế độ Phase corect PWM
Hình 1.30: Sơ đồ chân của AT90S2313
Hình 1.31: Hình dáng và cấu tạo bên trong encoder
Hình 1.32: Tín hiệu đầu ra của Encoder
Hình 1.33: Cấu tạo và biểu đồ xung của một encoder quang tương tự 16 bits
Hình 1.34: Sơ đồ nguyên lý của một loại photoelectric switch
Hình 1.35: Hình ảnh thực tế của một loại photoelectric switch
Hình 2.1: Hình dáng và kích thước kim tự tháp Khafra
Hình 2.2: Kích thước hình dáng khối cấu kiện cố định trên Kim tư tháp
Hình 2.3: Hình dáng, kích thước khối cấu kiện chính
Hình 2.4: Hình dáng, kích thước khối cấu kiện đỉnh
Hình 2.5: Bản vẽ bố trí chung (a), bản vẽ cách đặt cấu kiện (b)
Hình 2.6: Bản vẽ cách đặt cấu kiện (a), bản vẽ bố trí chung (b)
Hình 2.7: Khu vực xuất phát
Hình 2.8 Bản vẽ cách đặt cấu kiện (a), bản vẽ bố trí chung (b)
Hình 2.9: Bản vẽ đế
Hình 2.10: Bánh xe tự lựa
Hình 2.11: Bản vẽ bộ phận ngã quà
Hình 2.12: Bản vẽ tang cuốn nhả cáp

Hình 2.13 Bản vẽ cơ cấu đặt quà đỉnh
Hình 2.14: Bản vẽ robot hoàn chỉnh
Hình 2.15: Sơ đồ nguyên lý mạch tạo nguồn 5V
Hình 2.16: Sơ đồ layout mạch tạo nguồn 5V
Hình 2.17: Sơ đồ nguyên lý ATmega32
Hình 2.18: Sơ đồ layout
Hình 2.19: Sơ đồ nguyên lý của AT90S2313

v
Hình 2.20: Khối công tắc
Hình 2.21: Mạch tạo nguồn công suất
Hình 2.22 : Mạch cách ly sử dụng opto PC817
Hình 2.23 :Sơ đồ IC đệm ULN2803
Hình 2.24: Mạch đóng mở và đảo chiều một động cơ
Hình 2.25: Hình ảnh thực tế của mạch điện
Hình 3.1: Hình ảnh thực tế của Robot







1
LỜI NÓI ĐẦU

Với việc phát minh ra các loại máy móc thì lao động chân tay của con người ngày
càng hạn chế, thay vào đó con người chỉ chế tạo và điều khiển các máy móc để thực
hiện công việc của mình. Tuy nhiên với các loại máy móc thông thường thì độ chính
xác không cao, phụ thuộc nhiều vào người điều khiển. Vì vậy, con người đã phát minh

ra robot tự động, robot tự động sẽ là lao động chính trong tương lai, và là hướng phát
triển của các ngành công nghiệp trong thời đại ngày nay.
Đối với sinh viên ngành Cơ điện tử để làm quen với robot thì robocon là một sân
chơi bổ ích, tham gia robocon để có thể áp dụng tất cả các kiến thức mình đã học cả về
cơ khí, mạch điện và lập trình mới có thể hoàn thành một robot, thông qua sân chơi này
sinh viên được giao lưu học hỏi các sinh viên trường khác để hoàn thiện các kiến thức
mình đã được học trong bốn năm đại học. Và chính vì lý do đó nhóm chúng em được
nhận đề tài tốt nghiệp “Thiết kế, chế tạo Robot theo chủ đề và luật thi robocon
2010” dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Nhận, thầy Vũ Thăng Long, thầy
Nguyễn Văn Định, thầy Trần Văn Hùng và thầy Đỗ Quốc Chí.
Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện đồ án do hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm
nên không thể tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, chúng em rất mong nhận được sự góp
ý của Quý thầy, để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp và nhiệm vụ học tập tại trường.
Nha Trang, ngày 12 tháng 6 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Lê Minh Vương





2





Chƣơng 1
GIỚI THIỆU CHUNG

3
1.1. Giới thiệu cuộc thi sáng tạo Robot
Robocon, viết tắt của chữ “Robot Contest”, là cuộc thi sáng tạo robot Châu Á
Thái Bình Dương hằng năm. Cuộc thi được tổ chức lần đầu tiên vào năm 2002 tại Nhật
Bản có 20 đội đến từ các quốc gia trong khu vực tham gia và Việt Nam đã lần đầu tiên
đăng quang trong cuộc thi này. Từ đó đến nay, Robocon Việt Nam đã ba lần đạt chức
vô địch với các đại diện tiêu biểu cho tinh thần học tập và sáng tạo của sinh viên Việt
Nam.
Cuộc thi này đã thu hút khá nhiều sinh viên trong khu vực và trong nước yêu
khoa học, công nghệ tham gia. Đã có rất nhiều thế hệ sinh viên đã đạt được rất nhiều
thành công từ những kỳ thì này.
Trường Đại học Nha Trang cũng đã nhiều năm tham gia cuộc thi sáng tạo Robot
trong nước và đã đạt được những thành tích nhất định.
1.2. Sơ đồ cấu trúc của một Robot











Hình 1.1: Sơ đồ chung của Robot

Đối tượng
Nút nhấn
Start

Bộ điều
khiển trung
tâm
Cơ cấu chấp
hành
Công tắc
hành trình
Encoder
Cảm biến dò
đường
Cảm biến
khác
LED

4
1.3. Chủ đề và luật thi Robocon năm 2010
1.3.1. Giới thiệu về chủ đề
Cuộc thi sáng tạo Robot châu Á - Thái Bình Dương 2010, được tổ chức tại Cairo –
Ai Cập với chủ đề là: Robo-Pharaohs xây Kim tự tháp (Robo-Pharaohs Build
Pyramid).
Ý tưởng này được dựa trên việc một cỗ máy thời gian ảo đưa những người thợ xây
dựng Kim tự tháp của Ai Cập vào trong phòng học của các trường kĩ thuật. Mục tiêu
mới là xây dựng các phần của 3 Kim tự tháp theo trình tự. Các thành viên trong đội
phải có sự nhanh nhẹn, chính xác và phối hợp tốt. Họ phải tuân theo quy định không
được sử dụng bất kỳ một vật liệu kết dính nào giữa các khối cấu kiện.
Đội chiến thắng gọi là “Robo-Pharaoh” là đội hoàn thành việc xây dựng các phần
của 3 Kim tự tháp nhanh nhất. Trong vòng 3 phút, đội đỏ và đội xanh sẽ thi đấu với
mục đích tạo dựng lại một trong 7 Kỳ quan của thế giới cổ đại.
1.3.2. Khái quát về luật thi
Mỗi trận thi đấu gồm có hai đội xanh (blue) và đội đỏ (red).

Mỗi đội phải xây dựng hoàn thành 3 Kim tự tháp.

Hình 1.2: Sân thi đấu
Khufu
Khafara
Mankaura
Khu vực bằng
tay đội đỏ
Khu vực bằng
tay đội xanh
Khu vực tự động
một, đội đỏ
Khu vực tự động
một, đội xanh
Khu vực tự động
hai, đội đỏ
Khu vực tự động
hai, đội xanh

5
- Thứ nhất là Kim tự tháp Khufu do Robot điều khiển bằng tay thực hiện trong thời
gian 90 giây để đặt:
• 3 khối cấu kiện ở tầng giữa thứ 1 (1st middle layer).
• 3 khối cấu kiện ở tầng giữa thứ 2 (2nd middle layer).
• 1 khối cấu kiện ở tầng giữa thứ 3 (3rd middle layer).
• 1 khối cấu kiện vàng ở đỉnh.

Hình 1.3: Kim tự tháp Khufu
- Thứ hai là Kim tự tháp Khafra sẽ do một hoặc hai Robot tự động trong thời gian
60 giây xây dựng:

• 3 khối cấu kiện ở tầng giữa thứ 1 (1st middle layer).
• 3 khối cấu kiện ở tầng giữa thứ 2 (2nd middle layer).
• 1 khối cấu kiện ở tầng giữa thứ 3 (3rd middle layer).
• 1 khối cấu kiện vàng ở đỉnh.
Hình 1.4: Kim tự tháp Khafra

6
- Cuối cùng là việc hoàn thành Kim tự tháp Mankaura do một Robot tự động
trong thời gian 30 giây để đặt:
• 1 khối cấu kiện ở tầng giữa.
• 1 khối cấu kiện vàng ở đỉnh.
Robot này phải xây dựng theo một trình tự sau trước khi cánh tay Robot chạm
vào khối đỉnh phải hoàn thành tầng dưới của Kim tự tháp Mankaura.

Hình 1.5: Kim tự tháp Mankaura
Đội nào hoàn thành việc xây dựng 3 Kim tự tháp trước là đội “Robo-Pharaoh” và
là đội chiến thắng. Trong trường hợp không có đội nào giành được “Robo-Pharaoh”
thì phần thắng sẽ thuộc về đội có số điểm cao hơn.
1.3.3. Quy định cho trận đấu
Mỗi trận đấu kéo dài 3 phút.
Mỗi trận đấu được chia thành 3 giai đoạn.
Robot điều khiển bằng tay có thể được nạp (trước khi bắt đầu trận đấu) tối đa là
4 khối cấu kiện.
Mỗi robot tự động có thể được nạp (trước khi bắt đầu trận đấu) một số cấu kiện
tuỳ ý.
Mỗi giai đoạn được dành để xây dựng một Kim tự tháp.

7
Chỉ có một robot bằng tay được phép sử dụng.
Số lượng các robot tự động được phép sử dụng là 1÷3 robot.

Giai đoạn đầu tiên chỉ sử dụng Robot bằng tay để xây dựng Kim tự tháp Khufu.
Giai đoạn thứ hai là để xây dựng các bộ phận trong Kim tự tháp Khafra bằng
một hoặc hai Robot tự động.
Giai đoạn thứ ba là xây dựng các bộ phận trong Kim tự tháp Mankaura bằng
một Robot tự động.
Bảng sau đây cho thấy ba giai đoạn và thời gian.

Giai đoạn 1
Giai đoạn 2
Giai đoạn 3
Kim tự tháp
Khufu
Khafra
Mankaura
Thời gian
90
60
30

Mỗi giai đoạn kết thúc trong các trƣờng hợp sau đây:
Một đội đặt được khối đỉnh Vàng sau khi xây dựng xong các tầng phía dưới.
Trong trường hợp này, đội còn lại phải dừng ngay việc xếp cấu kiện trong giai đoạn
đó và cả hai đội chuyển sang giai đoạn kế tiếp. Thời gian còn lại được bổ sung vào giai
đoạn kế tiếp.
Một tiếng bíp sẽ được vang lên để thông báo đã hết thời gian của một giai đoạn.
Nếu một giai đoạn kết thúc trước thời gian quy định, trọng tài sẽ giương cờ và
một tiếng bíp đặc biệt được phát ra để thông báo kết thúc giai đoạn này.
Giai đoạn tiếp theo sẽ được bắt đầu bằng tiếng bíp bình thường theo mục 5.9.2.
Đối với các Robot điều khiển bằng tay: Khi một đội hoàn chỉnh xong một tầng,
trọng tài sẽ cho phép đội này bắt đầu xây dựng các tầng tiếp theo bằng cách giương cao

lá cờ. Nếu không, việc xây dựng các lớp tiếp theo là không được phép.
Một tiếng bíp cất lên để báo khi kết thúc một giai đoạn và bắt đầu giai đoạn tiếp
theo nếu còn.

8
Các Kim tự tháp phải được xây lần lượt từ tầng này đến tầng khác, có nghĩa là
trước khi đặt tất cả các khối cấu kiện của một tầng vào đúng vị trí (trong phạm vi sai số
cho phép là 25mm) thì không được phép đặt cấu kiện lên bất kì tầng nào phía trên.
Việc xây hai tầng của kim tự tháp cùng một lúc là không được phép:
 Trọng tài sẽ không can thiệp nếu robot của các đội đặt cấu kiện sai luật hoặc
sai vị trí (nằm ngoài phạm vi sai số cho phép 25mm). Trong trường hợp đó các đội có
thể xin retry. Tuy nhiên, đối với khối cấu kiện Vàng các trọng tài sẽ bỏ nó xuống trong
hai trường hợp sau:
 Khi tất cả các khối cấu kiện ở một tầng nào đó bị đặt sai luật hoặc nằm
ngoài phạm vi sai số cho phép.
 Khi khối cấu kiện Vàng được đặt theo cách mà không được tính điểm số.
Trong những trường hợp trên đội chơi được phép retry.
Trong trường hợp tất cả các khối cấu kiện ở một tầng nào đó được đặt đúng luật
và đúng vị trí (trong phạm vi sai số 25 mm), trọng tài sẽ giương cờ để báo tầng đó
được hoàn thành.
Không chỉ không có điểm cho những khối cấu kiện ở vị trí không chính xác
(ngoài phạm vi sai số cho phép 25mm) mà trong trường hợp này, ngay cả những khối
cấu kiện ở tất cả các tầng trên nó, dù có nằm đúng vị trí hay không, cũng đều không
được tính điểm.
1.3.4. Thiết lập robot
Có hai phút để các đội thiết lập cho tất cả các robot trước khi bắt đầu mỗi trận
đấu. Điều này bao gồm nạp sẵn (để cấu kiện vào robot) và sắp xếp các khối cấu kiện
trong kho.
Mỗi đội có ba thành viên có thể tham gia vào các thiết lập robot.
Nếu một đội không hoàn tất thiết lập robot trong hai phút thì có thể tiếp tục

công việc đó khi mà trận đấu được bắt đầu.
Trong một trận đấu:

9
 Một thành viên trong đội có trách nhiệm khởi động và điều khiển Robot
bằng tay.
 Người điều khiển Robot bằng tay có thể di chuyển tự do trong vùng điều
khiển bằng tay, với một bộ điều khiển trong tay trong suốt quá trình xây dựng Khufu.
 Người điều khiển Robot bằng tay phải rời khỏi khu vực chơi sau khi tắt và
để Robot bằng tay tại bất cứ nơi nào trong vùng điều khiển bằng tay.
 Nếu hai Robot tự động được sử dụng (đối với việc xây dựng Khafra),
chúng phải được khởi động bằng tay tại hoặc sau thời điểm có tín hiệu bắt đầu thời
gian xây dựng Khafra (Kim tự tháp thứ hai).
 Nếu hai Robot tự động được sử dụng (đối với việc xây dựng Khafra),
chúng phải được tắt bằng tay tại hoặc ngay sau khi tiếng bíp báo hiệu kết thúc.
 Sau khi khởi động robot, thành viên trong đội mà thực hiện công việc này
phải ngay lập tức rời khỏi Sân thi đấu.
 Robot tự động xây dựng Kim tự tháp Mankaura, có thể được khởi động
bằng tay hoặc tự động.
Vị trí đúng của các khối cấu kiện ở các tầng khác nhau sẽ được đánh giá bởi
trọng tài theo những tiêu chí sau:
 Với mỗi tầng của Kim tự tháp, sai số tối đa cho phép là 25mm theo
phương ngang. Không được phép có sai số trong các phương khác.
 Với mỗi khối cấu kiện thường, trong trường hợp vượt quá sai số cho phép
sẽ không được tính điểm.
 Với khối cấu kiện vàng: nếu vượt quá sai số cho phép thì chỉ được tính một
nửa số điểm.
 Mọi khối cấu kiện, kể cả khối Vàng nếu đặt không theo phương nằm ngang
thì sẽ không được tính điểm.
 Chi tiết về luật chơi – sân đấu tham khảo tại website:

<Sân thi đấu xem phụ lục>

10
1.3.5. Cách tính điểm
Với từng khối cấu kiện trên mỗi tầng của Kim tự tháp, sai số tối đa cho phép là
25mm theo phương ngang. Không được phép có sai số trong các phương khác.
Với mỗi khối cấu kiện thường, trong trường hợp vượt quá sai số cho phép sẽ không
được tính điểm. Với khối cấu kiện vàng, nếu vượt quá sai số cho phép thì chỉ được tính
một nửa số điểm. Mọi khối cấu kiện, kể cả khối đỉnh vàng nếu đặt không theo phương
nằm ngang thì sẽ không được tính điểm.
- Kim tự tháp Khufu (22 điểm)
1 điểm cho mỗi khối cấu kiện ở tầng thứ nhất.
2 điểm cho mỗi khối cấu kiện ở tầng thứ hai.
3 điểm cho mỗi khối cấu kiện ở tầng thứ ba.
10 điểm cho khối đỉnh tháp vàng.
- Kim Tự Tháp Khafra (44 điểm).
2 điểm cho mỗi khối cấu kiện ở tầng thứ nhất.
4 điểm cho mỗi khối cấu kiện ở tầng thứ hai.
6 điểm cho mỗi khối cấu kiện ở tầng thứ ba.
20 điểm cho khối đỉnh tháp vàng.
- Kim tự tháp Mankaura (24 điểm).
4 điểm giành cho một khối cấu kiện tại lớp giữa.
20 điểm giành cho khối cấu kiện vàng trên đỉnh.
- Kết quả của trận đấu sẽ được công bố sau 3 phút thi đấu như sau:
Tổng số điểm ghi được của mỗi đội sẽ được công bố sau khi đã trừ đi các điểm
phạm luật.
Đội được tôn vinh là "Robo-Pharaoh" sẽ được cộng thêm 30 điểm có nghĩa là
tổng số điểm đạt được lên tới 120 điểm.
Phần thắng sẽ thuộc về đội có điểm số cao hơn đội kia.

11
1.4. Cơ sở lý thuyết
1.4.1. Phần cơ khí
a. Giới thiệu dụng cụ cơ khí chính
 Ê-tô
- Cách sử dụng: Bộ phận gá chi tiết gia công gồm
2 thành kẹp 2 bên, có khả năng thay đổi khoảng
cách bằng cách quay trục vít có tay cầm.
- Công dụng: kẹp các vật liệu đòi hỏi phải cố định
trong quá trình gia công.
 Khoan và mũi khoan
Khoan bàn:
- Cách sử dung:
+ Có bộ phận kẹp gá mũi khoan cần sử dụng.
+ Thay đổi kích thước hợp lý giữa mũi khoan
và bề mặt giá đỡ chi tiết cần khoan.
+ Nhấn công tắc có 2 chế độ ON và OFF.
+ Kéo cần khoan xuống để thực hiện khoan.
- Công dụng: Khoan những lỗ khoan đòi hỏi sự
chính xác cao.
Khoan tay:
- Cách sử dụng:
+ Có đầu gá mũi khoan giống như khoan bàn.
+ Có cần gạt ngay tay cầm để thay đổi chiều
quay mũi khoan.
+ Bóp nút nhấn ngay tay cầm để khoan.
- Công dụng:
+ Những lỗ khoan đòi hỏi khoan nhanh, độ

Hình 1.6: Ê tô
Hình 1.7: Máy khoan bàn
Hình 1.8: Máy khoan tay
Hình 1.9: Mũi khoan

12
chính xác tương đối cao.
+ Những chi tiết không đặt được vào trong khoan bàn.
Bên cạnh đó, chúng ta có nhiều mũi khoan với kích thước đường kính khác
nhau từ 1mm đến 16mm, các mũi khoét từ 15mm đến 38mm.
 Cưa và máy cắt
Máy cắt tay:
- Cách sử dụng:
+ Máy có phần lưỡi cắt tháo lắp được
dễ dàng.
+ Ví trí đặt tay cầm gần với nút khởi
động của máy.
- Công dụng:
+ Cắt vật liệu như nhôm, phíp, mika, inox…
+ Linh hoạt trong việc cưa, cắt.
+ Mặt khác có thể dùng để mài nhẵn các chi tiết.
Cưa máy:

- Cách sử dụng:
+ Trước khi cưa, điều chỉnh góc cưa như mong muốn, có tay cầm điều chỉnh góc,
cần vặn chặt tay cầm này khi cưa tránh trường hợp góc cưa bị xê dịch trong khi cưa.
Hình 1.9: Mũi khoét
Hình 1.11: Cưa máy
Hình 1.12: Bàn chỉnh góc của cưa
Hình 1.10: Máy cắt tay

13
+ Tay cầm phía trên có nút nhấn để khởi động điều chỉnh tốc độ quay lưỡi cưa.
+Đặt vị trí cần cắt của chi tiết vào khe cắt, kéo lưỡi cưa xuống ướm thử sao cho
lưỡi cắt trùng vào vị trí cắt.
+Thực hiện cưa: vừa kéo tay cầm, vừa nhấn nút (cần nhấn nút linh hoạt điều chỉnh
tốc độ quay của lưỡi cưa một cách hợp lý).
- Công dụng: Cưa nhôm, nhựa khối, gỗ….
 Kìm: Đây là dụng cụ rất phổ biến.







 Giũa
- Cách sử dụng: Tiếp xúc với các chi tiết, tạo ma sát lớn để bào mòn hay làm phẳng các
chi tiết này (thường làm nhôm, phíp).
- Công dụng: Để bào mòn, làm phẳng, giúp các chi tiết nhẵn, gọn, đẹp.
 Thước đo: Đây cũng là dụng cụ khá phổ biến.

Hình 1.14: Giũa
Hình 1.13: Một vài loại kìm
Hình 1.15: Một vài loại thước
Hình 1.16: Kìm bấm rive thước

14
 Kìm bấm Rive
- Cách sử dụng:
+ Khoan lỗ đường kính 3mm hay 4mm.
+ Gắn đinh rivê có đầu to vào lỗ.
+ Gắn đầu kìm bấm rivê vào phần nhỏ và dài của đinh rivê.
+ Bóp tay cầm kìm bấm rivê đến khi nào đinh rivê gãy phần thân dài.
+ Trong quá trình bóp tay cầm kìm rivê, đầu kìm luôn tiếp xúc sát phần đầu to của
đinh rivê.
- Công dụng:
+ Liên kết các chi tiết một cách chắc chắn.
+ Chú ý phần giao tiếp nào của chi tiết không tháo lắp thường xuyên mới dùng
rivê bấm lại, ngược lại hãy dùng ốc xiết chặt.
b. Giới thiệu nguyên vật liệu, thiết bị
 Nguyên vật liệu
- Vật liệu được sử dụng thông dụng nhất là nhôm. Nhôm có nhiều loại, hình dạng
và kích thước khác nhau, lại đẹp và nhẹ, thích hợp để làm Robot. Thiết kế hợp lý sẽ có
kết cấu đẹp, cứng vững. Nhôm cũng là loại vật liệu rất bền, nhẹ, dễ gia công được sử
dụng rộng rãi trong đời sống. Sản phẩm công nghiệp của nó tiêu biểu là thanh nhôm
cao cấp được sử trong xây dựng và các sản phẩm gia dụng. Đây cũng là vật liệu chính
trong chế tạo robot và các mô hình thí nghiệm. Ngoài ra còn sử dụng các vật liệu khác

như nhựa, phíp, alu.
- Thép: là vật liệu rất phổ biến trong đời sống, đặc biệt trong ngành chế tạo máy xản
xuất ra bulông, đinh vít, bánh rằng, bánh xích, trục Trong chế tạo robot thì thép được
sử dụng hàn khung, tiện trục.
- Phôi nhựa: là một loại polyme bền, nhẹ, dễ gia công cắt gọt và tạo hình, khuôn.
Được sử dụng trong chế tạo máy và dụng cụ gia đình. Trong chế tạo robot phôi nhựa
được sử dụng tiện tang cuốn cáp, con lăn, bạc đỡ, và gia cường cho nhôm hộp tại một
số vị trí chịu lực.

15
- Các loại vật liệu khác như Inox, phíp, mica, gỗ,
 Thiết bị
Bánh xe: Yêu cầu đối với bánh xe dùng cho Robot tự động là nhẹ, có độ ma sát
tốt để khỏi bị trượt trong quá trình hoạt động của robot. Vì vậy bánh phải được dán su
thật chắc chắn và có xẻ rãnh để tăng độ ma sát. Có nhiều loại bánh xe được chế tạo
bằng nhôm, nhựa, Truyền động trực tiếp từ động cơ có hộp giảm tốc hay thông qua
bộ truyền động đai. Kích thước bánh phụ thuộc vào yêu cầu cử người sử dụng mà có
thể tự gia công hoặc có bán sẵn trên thị trường. Dưới đây là hình dáng một số loại bánh
có sẵn trên thị trường:






Hình 1.17: Hình dáng một vài loại bánh xe robot
(a)- Bánh xe truyền động trực tiếp nhờ động cơ có hộp giảm tốc.
(b)- Bánh xe có rãnh truyền động đai
Động cơ điện một chiều: là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều.
- Cấu tạo:

Gồm có 3 phần chính:
+ Stator (đứng yên) là phần cảm sinh ra từ trường trong mạch từ của động cơ
điện một chiều thường một hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện.
+ Rotor (quay) là phần ứng có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện
một chiều.
+ Cổ góp, chổi than là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện
trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục.
(a)
(b)