Thiết kế robot vệ sinh mặt hồ sử dụng năng lượng mặt trời

THIẾT KẾ ROBOT VỆ SINH MẶT HỒ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN HOÀNG HVTH: NGUYỄN DUY UY
iv
TÓM TẮT LUẬN VĂN

Lun t k robot v sinh mt h s dng mt tri. Robot c
thit k nhm thc thi công vic v sinh mt h  thng chp hành ca robot
gm gung gt thu rác, gung gc, bánh xe và chân vt  chuyng
robot, pin Mt Tri u có chung h thu khin. Robot ch yuhong
 các b n, b ch v công ci c b 
c sp xp và b  thit k. Robot di chuyn trên mc nh 
phao, gung gc có tác dng thu gom rác và kéo robot di chuyn, gung gt
phía sau có tác dy robot di chuyn ng th
không b kt rácc b trí 4 bánh xe nhm chp thân robot vào
thành b  chuya b
Phía sau c lt h th chuyc
t cm bin quang nhm phát hin vc ln.Phía trên thân
t cm bin quang tr  robot nhn bit ban ngày -  u này giúp
robot chn ch  hot ng khi làm vic. Tm pin Mt Trt trên thân robot
nhm cung cng cho robot hong.Ngoài ra, chúng ta có th dùng b
u khin t  u khin robot thông qua kt ni không dây bng sóng RF.
ng du khin PIC 18F4431 làm b x  u khin các
hong ca robot. Lu khin robot bng ngô ng C vi trình biên dch
PIC C Compiler.Kim tra kt qu thc nghim robot thc hin công vic các
yêu ct ra.



THIẾT KẾ ROBOT VỆ SINH MẶT HỒ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN HOÀNG HVTH: NGUYỄN DUY UY
v

ABSTRACT
Dissertation on designing robotic pool cleaner using the solar power. Robotic is
designed to carry out the work pool cleaning, system of robotic includes front
paddlewheel, rear paddlewheel, bumper wheels, screw propeller, solar panels but
share of control system. Robotic primarily operates in homes, hotels, public pools, etc.
with dimension pool is sorted and arranged according to the diagram designer.
Robotic moves on surface water by float; Front paddlewheel collect leaves, dust,
pollen, etc. and propulsion; Rear paddlewheel of robotic is for propulsion and help the
unit the reverse to back away from the obstacle; 4 corners of robotic is placed 4
bumper wheels, thing is going to follow the edge of the pool, any time the unit
collides with a wall of the pool and they are particularly good at casing the vessle to
do a hard right or a hard left turn each time it encounters a wall of the pool, casing the
vessle to quickly maneuver out of corners and around obstacles.Behind the robotic is
placed a screw propeller to change way of the unit. In front of the robotic is placed an
optical sensor to detect the things large. Top site of the unit is placed a resistance
optical detector to identify light or dark and the thing help it to choose mode when the
unit works. The solar panels are placed on top site of the robotic is feeding source
power to the unit. Also, we can use the remote to control the robotic via wireless
connection using RF waves.
PIC 18F4431 microcontroller applications central processor to control the
operation of the robotic.Robotic controller programming in C language with the PIC C
compiler. The experimental results robots do the work to achieve the requirements set
out.



THIẾT KẾ ROBOT VỆ SINH MẶT HỒ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN HOÀNG HVTH: NGUYỄN DUY UY
vi
MỤC LỤC

Trang tựa Trang
Quy tài
Lý lch cá nhân i
L ii
Li c iii
Tóm tt lu iv
Mc lc vi
Danh sách các hình x
Danh sách các bng xiii
NG QUAN
1.1.Tng quan chung v c nghiên cu, các kt qu nghiên cu trong và ngoài
 1
1.1.1.Gii thiu chung v c nghiên cu 1
1.1.2.Phân loi robot 2
1.1.3.Mt s du khin 5
1.1.4.Các kt qu nghiên c 5
1.2.Mc tiêu, khách th ng nghiên cu c tài 11
1.3.Nhim v c tài và phm vi nghiên cu 11
u 12







THIẾT KẾ ROBOT VỆ SINH MẶT HỒ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN HOÀNG HVTH: NGUYỄN DUY UY
vii
 LÝ THUYT

u kin nh ca vt ni trong cht lng 13
nh lut Archimede 13
u kin nh ca vt rn ngp trong cht lng 13
2.2 Thit k u thu gom rác 14
2.2.1 Các nguyên lý thu gom rác 14
2.2.2 Lng lên vt ngp trong cht lng chuyng 17
ng hc 19
2.3. 



 20
2.3.1.





 20
2.3.2.  20
u khin 24
2.4.1.Gii thiu v u khin PIC 18F4431 24
2.4.2 Cha tng chân 25
2.4.3 Ngt (interrupts) 27
2.5 Lý thuyt v phn mm  u khin robot 27
2.5.1 Các khâu chính trong quá trình hong ca robot 27
u khin 28
ng 3: THIT K  U KHIN CHO ROBOT
3.1 Thit k  31
 phao di chuyn 32

3.1.2 Áp lc thng ca phao robot và chuyng ma sát
t phng ca thân robot 33
u thu rác ca Robot 35
3.1.4 Tính toán công sut ca gung cánh gt 36
THIẾT KẾ ROBOT VỆ SINH MẶT HỒ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN HOÀNG HVTH: NGUYỄN DUY UY
viii
3.1.5 Tính toán lng lên bánh lái và moment ca trc bánh lái 41
3.1.6 Phng bánh lái ca robot s dng vitme  c 44
3.1.7 B phng và chng va chm ca robot s dng bánh xe cao su
49
3.2 Thit k b u khin và lp trình cho robot 50
3.2.1 phn cng 50
3.2.2 Lu khin robot 61
3.3 Tính toán din tích pin mt tri và kh  ca acquy 64
3.3.1 Di



 64
3.3.2 Kh  ca Acquy 65
 h thng pin Mt Tri 65
T QU
4.1 Kt c 66
 phao di chuyn 66
4.1.2 Gung cánh gt thu rác 66
4.1.3 Gung cánh gc 67
4.1.4 Bánh lái 68
4.1.5 Bánh xe chuyng 68
4.1.6 Khay cha rác 69

4.2 Mch u khin s dng trong robot 70
4.2.1 Mu khin robot 70
4.2.2 Khng lc 70
4.2.3 Cm bin IR 70
4.2.4 Cm bin quang tr 71
4.2.5 B u khin RF 72
THIẾT KẾ ROBOT VỆ SINH MẶT HỒ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN HOÀNG HVTH: NGUYỄN DUY UY
ix
c tin hành thc nghim 73
T LUNG PHÁT TRIN
5.1 Kt lun 76
ng phát tri 76
TÀI LIU THAM KHO 78
PH LC 79






THIẾT KẾ ROBOT VỆ SINH MẶT HỒ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN HOÀNG HVTH: NGUYỄN DUY UY
x
DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH TRANG
Hình 1.1  ng vt 2
Hình 1.2  Robot trên không 3
Hình 1.3  c 3
Hình 1.4  Robot di chuyn bng dng bánh xích hong 4

Hình 1.5 -  5
Hình 1.6 -  6
Hình 1.7 - iRobot Verro 500 PowerScrub 7
Hình 1.8 - Swimming pool cleaning robots  Surrey 7
Hình 1.9 - Solar Breeze Robot 8
Hình 1.10 - B ch v- 9
Hình 2.1  Các trng thái ca vt trong cht lng 13
Hình 2.2  V y Archimede và tâm khi ca vt 14
Hình 2.3 - u gom rác theo nguyên lý nht rác 15
Hình 2.4 - u gom rác theo nguyên lý cào rác 16
Hình 2.5 - u gom rác theo nguyên lý
 a 17
Hình 2.6   lc tác dng lên vt ngp trong cht lng 17
Hình 2.7  ng hc 19
2.8  











 20
2.9 - 






(a)
t Tri (b) 21
2.10 - 







 23
THIẾT KẾ ROBOT VỆ SINH MẶT HỒ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN HOÀNG HVTH: NGUYỄN DUY UY
xi
Hình 2.11 -  cha PIC 18F4431 25
Hình 2.12 -  cu trúc hong ca robot 28
Hình 2.13 - u khin chu k xung PWM 29
Hình 3.1  Không gian làm vic ca Robot 31
Hình 3.2 -  lc tác d phao robot 32
Hình 3.3 -  lc robot 33
Hình 3.4  chuyng masát t và thành bên robot 34
Hình 3.5- u thu rác ca Robot 35
Hình 3.6   phao ca robot 35
Hình 3.7   lc tác dng lên bánh lái 41
Hình 3.8 -  th nh các h s lc và moment thng trên bánh lái 42
Hình 3.9  ng bánh lái ca robot 44
Hình 3.10  Bánh xe chuyng và chng va chm ca robot 48

Hình 3.11  Khay cha rác 49
Hình 3.12  Mô hình thit k c lp ráp 49
Hình 3.13 -  khi hong ca robot 50
Hình 3.14   nguyên lý mu khin chính PIC18F4431 51
Hình 3.15   nguyên lý mu khin PIC16F887 52
u khin phát tín hiu)
Hình 3.16   nguyên lý mu khin PIC16F887 53
u khin nhn tín hiu)
Hình 3.17   nguyên lý mch kim tra dòng áp 54
Hình 3.18   nguyên lý mch hin th u khin 54
Hình 3.19   nguyên lý mng thái 54
Hình 3.20 -  nguyên lý mng lc ca robot 55
THIẾT KẾ ROBOT VỆ SINH MẶT HỒ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN HOÀNG HVTH: NGUYỄN DUY UY
xii
Hình 3.21   nguyên lý mch thu phát cm bin IR loi 1 56
Hình 3.22   nguyên lý mch thu phát cm bin IR loi 2 56
Hình 3.23   nguyên lý mch phát hin vt cn 57
Hình 3.24   nguyên lý mch cm bin quang tr 57
Hình 3.25   nguyên lý mch thu phát nRF24L01+ 58
Hình 3.26   khi ca nRF24L01+ 59
Hình 3.27   chân nRF24L01+ 60
Hình 3.28   gii thu 61
Hình 3.29   khi h thng pin Mt Tri 65
Hình 4.1  Gung cánh gt thu rác 67
Hình 4.2  gung cánh gc 67
Hình 4.3  u bánh lái 68
Hình 4.4  Bánh xe chuyng 69
Hình 4.5 - Khay cha rác 69
Hình 4.6  Mu khin ca robot 70

Hình 4.7  Cm bin IR (hng ngoi) 71
Hình 4.8  Cm bin quang tr 71
Hình 4.9  B thu  phát RF 72
Hình 4.10  Pin Mt Tri 72
Hình 4.11  c thc hin thu gom rác ca robot 74




THIẾT KẾ ROBOT VỆ SINH MẶT HỒ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN HOÀNG HVTH: NGUYỄN DUY UY
xiii
DANH SÁCH CÁC BNG
BNG TRANG
Bng 3.1 - Bng tính lng lên bánh lái và moment ca trc bánh lái 43
THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

1
Chngă1
TNG QUAN

1.1.Tng quan chung v lĩnhăvực nghiên cứu, các kt qu nghiên cứu trong và
ngoƠiăncăđƣăcôngăb:
1.1.1.Gii thiu chung v lĩnhăvực nghiên cứu
Robot c ti a th k c
ng dng trong ngành công nghip vào nh thay th i làm các
công vic nng nhc, nguy hic hi. Do nhu cu cn hòa nhp
ngày càng nhiu vi quá trình sn xut phc tp nên robot cn có nhng kh 
thích ng linh hong ng dng trong ch

to máy thì các ng dng trong y tc khe, nông nghi
dng, an ninh quó nhu cng lc cho các robot
a hình và robot dch v phát trin.
Hình du tiên xut hin  M, là loi robot tay máy chép hình dùng
trong phòng thí nghim vt liu phóng x. Vào nh k c, bên cnh
u m là
thiu s ng. Các tay máy c nh ch hong trong mt không gian b gii hn
quanh v trí cc li, mobile robot là long có th di chuyn t
không gian này ti không gian khác mc lu khin t 
to nên không gian hong linh hot và l
Mc dù v cu trúc ca các lou hin
ng v các ng dng dch v và hong cng
t nhiên. Vi s phát trin ca xã hi và quá trình hii hóa  c phát trin
thì nhiu dch v mm v robot t robot phc
v công nghip sang robot phc v cho các nhu cu xã hi và nhu cu cá nhân ca con
i.

THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

2
1.1.2.Phân loi robot
Trong công nghii ta s dng nhn nht ca
 giúp cho vic phân loc d dàng. Có 4 yu t  phân loi

Theo hình dng hình hc ca không gian hong, theo th h robot, theo b
u khin, theo ngun dng. Tuy nhiên trong gii hn c tài này ch  cp
c nghiên cng dùng trong phc vng là mt h
robot có kh c hin các nhim v  nhiu v trí khác nhau vi kh ch
chuyn bng bánh xe, xích hay bng chân ph thui vi robot di

chuyc hay trên không ta ct, gung cánh
gt, chân vn l to chuyng cho robot. Kh ng
làm robot có nhiu ng di phi gii quyt nhiu v mi. Mt trong
nhng v chung cn nghiên cu  các long là kh nh
ng ca robot.
ng có th phân loi bng các cách:
 Phân long mà chúng di chuyn:
 Robot ngoài tri và robot trc lp bánh
i robot có chân (gm 2 hoc nhi
i, robot hình dng vt hoc côn trùng.


Hình 1.1 – Robot hình ngời và hình dáng động vật
THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

3
 ng dùng cho 
tii lái.




Hình 1.2 – Robot trên không
 n hoc, chúng
hoc lp.

Hình 1.3 – Robot dới nớc
 Phân lon:
 Robot có chân, chân gii hay chân ging vt.
- m ln nht ca loi robot này là có th thích nghi và di chuyn
a hình g gha chúng còn có th ng vt cn
, vt nt sâu mt cách d dàng.
-  m chính ca loi robot này chính là ch to quá phc tp.
Chân robot là kt cu nhiu bc t ng
ng cng thi gim t di chuyn. Các k m,
nm hay nâng tm t cng vng ca
robot. Robot loi này càng linh hot thì chi phí ch to càng cao.

THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

4
 Robot di chuyn bng bánh xe.





Hình 1.4 – Robot di chuyển bằng dạng bánh xích hoặc bánh đa hớng
u chuyc s dng rng rãi nht trong công
ngh robot t hành. Các loi bánh xe có bn:
+ Bánh xe tiêu chun: 2 bc t do, có th quay quanh trc bánh xe và
m tip xúc.
+ Bánh lái: 2 bc t do, có th quay xung quanh khp lái.
+ Bánh Sweddish: 3 bc t do, có th  ng thi xung quanh trc
bánh xe, trc m tip xúc.

 Robot di chuyn bng bánh xe kiu gung gc và h thng chân vt.
Loi bánh xe này dùng cho robot di chuyn trên mc
ng bng h thng chân vt, khi di chuyc thì viu
khin rt khó chính xác do lc quán tính.
 Robot di chuyn bng bánh xích.
Loi robot này chuyng bng các bánh có l
rt phù hp khi di chuya hình phc t ng nó có th
i t quay ca 2 bánh xích ch ng. Tuy nhiên, do chuyn
ng bng s xy ra hiu
khin chính xác. Mt s v na là loi robot này rt d làm hng b
mt ca nnc bit là khi chuyng.


THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

5
1.1.3.Mt s dngăđiu khin
u khin t xa bng tay vi các b phn có cu khin hoc nhng
thit b u khin khác. Thit b u khin có th c gn trc tip vào trong robot.
u khiu t xa t bo v có kh n và tránh nhng
ngi vu khiu khin t xa bng tay. Có rt ít
robot ch  b u khin t xa t bo v.
Mt vài robot t u tiên là nhng robot theo l trình. Chúng có th theo
nhc trên sàn, tr robot này hong theo mt thut
n là gi l trình trong b x lý trung tâm, chúng không th 
ng ngi vt, chúng ch dng li khi có vng chúng. Rt nhiu
mu ca loi robot này vc bày bán bi FMC, EGEMIN, 
Robot hoc lp vi nhng chuyng ngu nhiên, v 
nhng chuyy bng, nhng bc cm nhn do

s cn tr v mt vi Roomba, hoc vi b cm bin t 
máy ct c Friendly Robotic.
1.1.4.Các kt qu nghiên cứuătrongăvƠăngoƠiăncăđƣăcôngăb
 tài ch tp trung nghiên cu robot v sinh b  nên trong phn này ch
gii thiu các nghiên cn robot v sinh b 
 Mtăsănghiênăcứu ătrongănc:
-Robot vệ sinh đáy hồ:
Hình 1.5 - Robot làm sạch hồ bơi
THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

6
 

 
vào   



2


Nguồn [Báo ngời lao động-Khoahoc.com.vn]

-Robot vệ sinh mặt hồ:

Hình 1.6 - Mô hình máy dọn rác trên mặt nớc
Mô hình này 
-  

Máy hong da theo nguyên lí to l     c và rác vào
trong khoang cha nh h thng xon c, t  c gi li  khoang cha,
ng thy ra sau thân máy.
Nguồn [Báo mới-Baomoi.com]


THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

7
 Mtăsănghiênăc

uăăngoƠiănc:
-Robot vệ sinh đáy hồ:
Robot: iRobot Verro 500 PowerScrub



.

iRobot Verro 500 PowerScrub
- 
-
-
-

-
Hình 1.7 - iRobot Verro 500 PowerScrub - Nguồn [iRobot]

Robot: Swimming pool cleaning robots ậ Surrey







Hình 1.8 - Swimming pool cleaning robots – Surrey
THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

8
Robot  


[Nguồn: Desjoyaux Pools]
-Robot vệ sinh mặt hồ:
RobotălƠmăschăhăbiăsădngănĕngălngămtătriăậ Solar Breeze.





Hình 1.9 - Solar Breeze Robot
Vi robot này, bn s tit kim rt nhiu thng và tin bc. Solar-
Breeze s t ng di chuyn xung quanh h i b 90-95% các tt c các

cht bn, bao gm c lá, phn hoa, bi và các loi du chng nng ngay t mc
c khi các cht bn này chìm xu-Breeze không cn dây, ng hoc
các thit b n, bn ch ct Solar-Breeze trong h n
sang ch   hong c ngày dài mà không tn nhi
robot này trc tip ly ngung trong thiên nhiên là ánh sáng mt tr
kèm vi Solar-Breeze là mt pin s    ng ban
 có th hoc vài gi 
[Nguồn: Solar Breeze]
-u điểm
: 
-Nhợc điểm
: Giá thành cao.
THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

9
Kê

tăluơ
̣
n: 

























 . 

 Tính cấp thit củaăđ tài
:
li là hong th thao thích thú và b ích nh
th y b, chy xe, nâng t hoc các hong khác, bi
môn này rng cho mi la tui hoc th tri giúp làm chc khe toàn
thân, làm du tâm trí, kích thích tup.

Hình 1.10 - Bể bơi dịch vụ Bể bơi gia đình
i mang li cho chúng ta 6 tác dng có l:
- Phòng tr bnh béo phì
- Phòng tr viêm khp
- Có li cho hô hp
- Tt cho tun hoàn máu

- Phòng tr mt ng hoc chng suy nhc thn kinh
- Phòng tr bch
Bên cnh nhng mt li mà b  i cho chúng ta thì nó luôn tn ti
nhng mt hi mà chúng ta không bing vi khun gây b to ra
mt khuôn viên b     ng các b 
c thit k bên ngoài tri và xung quanh tru này
THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

10
làm cho b  i bng mt h.  m bo cho
h c sch thì chúng ta phi thu dn rác hoc chúng ta phi mt
nhiu th thu dn rác.
Mt s loi rác trên h ng gi lá cây, các
loi bi bn, các loi rác sinh ho
         


   








 . 

















 










 ụănghĩaăkhoaăhọc và thực tin

ụănghĩaăkhoaăhọc:

       






 Thităk Robot văsinhămt hô

s
̉
ădu
̣
ngănĕngăl
̣
ngămĕ
̣
tă
tr

i
ụănghĩaăthựcătin:
 v sinh b  ch v chúng ta phi tn nhi mua
các dng c làm v sinh, phng, phi tn nhiu th làm nhng
công vic này. Vi vic s d thay th hoc h tr i,  s
THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

11
tit kim rt nhiu thng và tin bc. Nha robot là
robot s t ng di chuyn xung quanh h i b các cht bn, bao gm c
lá, phn hoa, bi và các loi du chng nng ngay t mc khi các cht bn

này chìm xu không cn dây, ng hoc các thit b Robot s hong
c ngày dài mà không tn nhi    robot này trc tip ly ngu 
ng ánh sáng mt tri, i kèm vi r







  
 có th hoc vài gi 
1.2.Mc tiêu, khách th vƠăđiătng nghiên cứu củaăđ tài
Mc tiêu củaăđ tài: thit k và ch to robot ng dng trong vic v sinh b
 ch v s dng mt tri.
Khách th vƠăđiătng nghiên cứu củaăđ tài: la chn mô hình và gii pháp
u khin cho robot, ngung s dng, di chuyn t u khin t
xa.
1.3.Nhim v củaăđ tài và phm vi nghiên cứu.
Nhim v củaăđ tài: thit k và ch to mô hình robot v sinh mt h s dng
ng mt tri bao gm:
- Phm có:
+ Thit k, ch to phn phao ni cho robot
+ Thit k, ch to phu thu gom rác
+ Thit k, ch to phng cho robot.
- Phu khin gm có:
+ La chn ngung.
+ Thit k mu khin cho robot.
+ Thit k mu khin t xa.
+ Xây d gii thut cho robot.

+ L robot thc hin công vic thu gom rác.
Gii hn củaăđ tài: Kh t cng theo hình
xon  thu rác có th c.

THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

12
Phm vi nghiên cứu:  tài tp trung nghiên cu, thit k và ch to robot v
sinh mt h s dng mt tr phc v cho h 
h ch v. Các công vic tính toán và ch tc trin khai chi tit.
1.4.Phngăphápănghiênăcứu
 c các m u s tp trung
gii quyt các v 
 Xây dng mô hình lý thuyt bao gm:
 Thu thp và nghiên cu các tài liu liên quan v các mô hình
 Tìm hiu và ng dng PIC 18F4431, làm b x lý trung tâm cho robot
 Nghiên cu gii thu u khin robot.
 Xây dng mô hình thc nghim bao gm:
 Thit k, ch to mô hình phn phao nu thu rác, khay cha rác,
ng (bánh lái).
 Thit k mu khin
 Xây d gii thut và lu khin robot.
 Ngung Pin Mt Tri và Acquy d tr cho robot.

THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

13
Chngă2
CăS LÝ THUYT

2.1.Điu kin năđịnh của vt ni trong chất lỏng:
2.1.1.Định lut Archimede:
Mt vt ngp trong cht lng chu mt ly ca cht lng thng
t i lên trên. Lc này có tr s bng trng ca khi cht lng mà vt chim
ch và ng tâm ca khi cht lgi là ly Archimede.
P = V
C
[2.43]  sách [5]

C
 th tích khi cht lng b vt chim ch.
 - trng riêng ca cht lng.
Gi V là th tích ca vt, 
*
là trng riêng ca vt, P là ly Archimede,
 là trng riêng ca cht lngy khi ngp trong cht lng 
thng tng hp lc tác dng lên vt s là:

G  P = V(
*
- ) [3.1]  sách [7]

*
V  là trng ca vt.
2.1.2.Điu kin năđịnh của vt rắn ngp trong chất lỏng:
T h thc: G  P = V(
*
- ), ta thy có ba trng thái ca vt rn trong cht lng:
Nu 
*
> , G > P, trng ca vt rn ln
y Archimede nên vt b chìm xu
Nu 
*
= , G = P, ng hp này vt
nc.
Nu 
*
< , G < P, ng hp này vt có mt
phn ni lên trên mc, th tích khi cht lng
choán ch b gic Archimede gim.
Hình 2.1 – các trạng thái ca vật trong chất lỏng
THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

14
Mt vt rn ngp trong cht l   chu hai lc tác dng: l y
ng t y D và trng ca vt ti khi tâm C

ca vt có ching xung.




a) b) c)
Hình 2.2 – vị trí tâm đẩy Archimede và tâm khối ca vật.
- Khi C ni D (hình 2.2.a), nu ta dch vt ra khi v trí cân bng thì P và
G s to nên mt ngu lc làm vt quay li v trí cân bng thái này gi là
cân bng nh.
- Khi C nb), vt s ng yên khi C và D cùng trên mt
ng thng. Nu vch ra khi v trí y thì P và G s to ra mt ngu lc làm
cho vt quay ti khi C và D cùng nm trên mng thi
D: vt cân bng không nh.
- Khi C và D trùng nhau (hình 2.2.c), vt cân bnh vì nó s cân bng 
bt k v trí nào.
 vt nc cân bng thì cng tác dng ca trng lc và lc ni phi
trùng nhau. Nu t trng thái cân bng mng nh vt chuyng
 tr lc cân bng thì s cân bc gi là cân bng u
kin cân bng nh d thy là v trí trng tâm ca vt th y (v trí
t lc Archimede).
2.2 Thit k cácăcăcấu thu gom rác:
2.2.1 Các nguyên lý thu gom rác:
[Theo Tạp Chí Khoa Học Và Công Nghệ, Đại học Đà Nẵng-Số 2(43).2011]
THIT K ROBOT V SINH MT H S DNGăNĔNGăLNG MT TRI
GVHD: TS. HUỲNH NGUYN HOÀNG HVTH: NGUYN DUY UY

15
 kho sát hong thu gom rác thi ca công nhân trên bãi bin và
kho sát s thu gom rác ca các máy trên bãi bic 03 nguyên lý thu

gom rác thi và thit k u thu gom rác thi :
Nguyên lý th nht là nhặt rác đa vào thùng cha. Mô phng hong ca
tay công nhân nht rác, hoc dùng các móc nht rác b vào thùng cha. Các máy hot
ng theo nguyên lý này làm vic v tin ct thu gom rác cao, cát
không lc nh và trung bình.
 nguyên lý
:

Hình 2.3A Hình 2.3B
Hình 2.3 - Cơ cấu gom rác theo nguyên lý nhặt rác.
u thu gom rác trên hình 2.3A, các móc trên lô quay nht rác b 
ti chuyn rác vào thùng cha, mc l  ng bãi bin.
Vn tc vòng tc chn trong khon 3,0 m/s. Vn tc
vn chuyn rác ca xích tc chn trong khon 1,5 m/s. Góc nghiêng
ca xích so vm ngang ly trong khong 10
0
n 15
0
.
u thu rác trên hình 2.3B c gn trên các thanh ngang, các
thanh gn lên xích ti to thành mt h thng móc. Khi xích ti chuyng, các móc
nht rác, gi rác và  vào thùng cha. Vn tc chuyng ca dây xích tc
chn trong khong t n 2,4 m/s. Góc nghiêng ca xích ti so v
nm nagng có th ln 30
0
.
Nguyên lý th hai là cào rác dồn vào thùng rác. Mô phng hong công nhân
dùng các ba cào cào rác d bc vào thùng cha. Các máy hong
ng có cát l
khng phi chuyên chc nh

hoc quá ln.