Nghiên cứu chế tạo robot tham gia cuộc thi robocon 2017 phần cơ cấu ném đĩa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.03 MB, 94 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CƠ CẤU BẮN ĐĨA CHO ROBOT
THAM GIA CUỘC THI SÁNG TẠO ROBOCON 2017
SVTH:
NGUYỄN VĂN BÌNH
MSSV:
13145022
SVTH:
NGUYỄN VĂN QUANG
MSSV:
13145203
GVHD:
Th.S LÊ QUANG VŨ
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2017
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CƠ CẤU BẮN ĐĨA CHO ROBOT
THAM GIA CUỘC THI SÁNG TẠO ROBOCON 2017
SVTH: NGUYỄN VĂN BÌNH
MSSV: 13145022
SVTH: NGUYỄN VĂN QUANG
MSSV: 13145203
GVHD: Th.S LÊ QUANG VŨ
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2017
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2017
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP HỒ CHÍ MINH
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TP. Hồ Chí Minh, ngày
tháng
năm 2017
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:1. .................................................................... MSSV: .......................
2. ................................................................... MSSV: .......................
Chuyên ngành: ............................................................... Mã ngành đào tạo: ..................
Hệ đào tạo: .................................................................... Mã hệ đào tạo: .......................
Khóa: ............................................................................ Lớp: .......................................
1. Tên đề tài
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Nhiệm vụ đề tài
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
3. Sản phẩm của đề tài
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: .......................................
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ........................................
TRƯỞNG BỘ MÔN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
SINH VIÊN
i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên……………………………MSSV:……………..Hội đồng:………
Họ và tên sinh viên……………………………MSSV:……………..Hội đồng:………
Tên đề tài: .........................................................................................................................
..........................................................................................................................................
Ngành đào tạo: .................................................................................................................
Họ và tên GV hướng dẫn: ................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy)
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
ii
......................................................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
3. Đánh giá:
Mục đánh giá
TT
1.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của
các mục
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
Tính cấp thiết của đề tài
2.
Nội dung ĐATN
Điểm
tối đa
Điểm
đạt được
30
10
10
10
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ
thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
5
10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần,
hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc
thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
5
15
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
iii
4. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2017
Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
iv
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
HCM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ mơn ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên ........................................................ MSSV: …………Hộiđồng…………
Họ và tên sinh viên ........................................................ MSSV: …………Hộiđồng…………
Tên đề tài: .....................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
Ngành đào tạo: .............................................................................................................................
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) ..............................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
v
......................................................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
6. Đánh giá:
1.
2.
Điểm
Mục đánh giá
TT
Điểm
tối đa
Hình thức và kết cấu ĐATN
đạt được
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
5
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy
trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
5
15
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2017
Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)
vi
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: .............................................................................................................
Họ và tên Sinh viên: ................................................. MSSV: .............................
....................................................... MSSV: .............................
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh
đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng:
Giảng viên hướng dẫn:
Giảng viên phản biện:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2017
vii
LỜI CAM ĐOAN
Chúng em xin cam đoan những nội dung và kết quả trình bày trong luận văn này là
trung thực, không sao chép từ bất kỳ nghiên cứu nào trước đây. Nếu khơng đúng, chúng
em xin hồn tồn chịu trách nhiệm.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25, tháng 7, năm 2017
Nhóm sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Bình
Nguyễn Văn Quang
i
LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin cảm ơn Nhà trường đã xây dựng môi trường học tập tốt, và quý thầy
cô đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức cũng như những kinh nghiệm thực tế để chúng em
có nền tảng kiến thức cơ bản trong bốn năm học vừa qua, cấp kinh phí hỗ trợ việc thực
hiện Robocon.
Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.S Lê Quang Vũ. Thầy là
người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, đưa ra những nhận xét để chúng em sửa
chữa bỗ sung tính năng và hồn thiện robocon dự thi 2017.
Và chúng em cũng xin chân thành các anh em trong nhóm Robocon SPK, quý bạn
bè đã giúp đỡ trong thời gian qua.
Tuy có nhiều nỗ lực, nhưng do thời gian thực hiện đề tài không nhiều và kiến thức,
kinh nhiệm còn hạn chế nên đồ án tốt nghiệp còn nhiều thiếu sót. Do đó, chúng em kính
mong quý thầy cô, cũng như bạn bè thông cảm và rất mong nhận được ý kiến để hoàn
thiện đề tài tốt hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25, tháng 7, năm 2017
Nhóm sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Bình
Nguyễn Văn Quang
ii
TÓM TẮT
Cuộc thi sáng tạo robocon 2017 là cuộc thi khuyến khích sự đam mê và sáng tạo của
sinh viên, giúp sinh viên có điều kiện nghiên cứu và vận dụng những kiến thức đã học
vào thực tế thông qua việc thi đấu với nhau. Robocon để được hình thành cần rất nhiều
công sức chế tạo, cải tiến liên tục cả về cơ khí và lập trình. Để đáp ứng được yêu cầu
đó cần phải vận dụng thiết kế cơ khí trên phần mềm Solidworks, kỹ thuật hàn cắt kim
loại, sử dụng thuật toán điều khiển PID để điều khiển động cơ DC motor, phương thức
giao tiếp I2C, SPI….để chạy được trên mơ hình thực nghiệm, tham gia cuộc thi robocon
2017 và là mơ hình thực tế để cho sinh viên tham robocon tiếp theo học tập.
Trong đề tài này chúng em sẽ thực hiện hai nhiệm vụ lớn nghiên cứu, thiết kế, thi
công cơ khí phần cơ cấu bắn trong robocon, đồng thời thiết kế mạch điện, lập trình điều
khiển cho những cơ cấu nói trên.
iii
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .................................................................................. i
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ...................................................................ii
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ................................................................... v
XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN ............................................................................vii
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .....................................................................................................................ii
TÓM TẮT ......................................................................................................................... iii
MỤC LỤC.......................................................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC CHỬ VIẾT TẮC VÀ KÍ HIỆU .....................................................vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. viii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...............................................................................................xii
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ................................................................................ 1
Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ................................................ 1
Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................... 1
Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 2
Phương pháp và phạm vi nghiên cứu ......................................................... 2
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................. 3
Chủ đề và luật thi sáng tạo Robocon năm 2017 ......................................... 3
iv
Cơ sở lý thuyết về phần cơ khí .................................................................. 11
Cơ sở về thiết kế mạch điện, điều khiển ................................................... 15
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ ...................................................................... 25
Lựa chọn vật liệu ........................................................................................ 25
Ý tưởng thiết kế .......................................................................................... 26
Thi công- Lắp ráp ....................................................................................... 33
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ THI CÔNG PHẦN ĐIỆN, LẶP TRÌNH
ĐIỀU
KHIỂN .................................................................................................................................... 43
Thiết kế board mạch điều khiển ................................................................ 44
v
Sơ đồ mạch điện .......................................................................................... 61
Lặp trình điều khiển ................................................................................... 62
CHƯƠNG 5 THỬ NGHIỆM, VẬN HÀNH THI ĐẤU, KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC...... 66
Thử nghiệm ................................................................................................. 66
Vận hành thi đấu ........................................................................................ 68
Kết quả ......................................................................................................... 70
CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................................... 72
Kết luận........................................................................................................ 72
Những vấn đề còn tồn tại ........................................................................... 72
Kiến nghị phát triển đề tài ......................................................................... 72
Tài liệu tham khảo ........................................................................................................... 73
vi
DANH MỤC CÁC CHỬ VIẾT TẮC VÀ KÍ HIỆU
CT: Chương trình
Đk: điều khiển
ĐH: Đại Học
PS2 : PlayStation 2
BLDC: Brushless DC motor: Động cơ điện một chiều không chổi than.
PWM : Pulse Width Modulation.
DC motor: Direct Curent Motor.
SPI: Serial Peripheral Bus.
SCK: Serial Clock.
MISO: Master Input Salve Output
MOSI: Master Output Slave Input.
PID: Proportional Integral Derivative
Rulo: Con lăn hình trụ.
vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Tổng thể sân thi đấu .................................................................................. 5
Hình 2.2 Bản vẽ sân thi đấu nhìn từ trên xuống ....................................................... 5
Hình 2.3 Bản vẽ 3d sân thi đấu ................................................................................ 6
Hình 2.4 Đĩa (đạn) và banh dùng trong cuộc thi ...................................................... 7
Hình 2.5 Mơ phỏng lực tác động chuyện động ném xiên của vật .......................... 12
Hình 2.6 Sơ đồ khối động cơ BLDC ...................................................................... 15
Hình 2.7 Stato của động cơ BLDC ......................................................................... 16
Hình 2.8 Các dạng sức điện động của động cơ BLDC .......................................... 17
Hình 2.9 Các dạng Rotor của động cơ một chiều khơng chổi than........................ 18
Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển ......................................................... 18
Hình 2.11 Nguyên tắc điều khiển truyền thống động cơ BLDC ............................ 19
Hình 2.12 Sơ đồ giao tiếp I2C ................................................................................ 20
Hình 2.13 Sơ đồ chân kết nối SPI trên Arduino ..................................................... 21
Hình 2.14 Sơ đồ khối một hệ kín bộ PID ............................................................... 23
Hình 3.1 Một số kiểu Inox...................................................................................... 25
Hình 3.2 Vật liệu format......................................................................................... 26
Hình 3.3 Ý tưởng nồng bắn với 2 motor đặt thẳng hàng ....................................... 26
Hình 3.4 Ý tưởng bắn đĩa bằng cơ cấu ly tâm........................................................ 27
Hình 3.5 Đĩa dùng cho cuộc thi robocon 2017 ...................................................... 28
Hình 3.6 Ý tưởng thiết kế nạp đĩa từ dưới lên ....................................................... 28
Hình 3.7 Thiết kế cơ cấu nâng đĩa .......................................................................... 29
Hình 3.8 Lắp ghép mô phỏng cơ cấu bắn thẳng 2 rulo .......................................... 29
Hình 3.9 Robot có cơ cấu bắn thẳng 2 rulo ............................................................ 30
viii
Hình 3.10 Cơ cấu nạp đĩa từ trên xuống ................................................................ 30
Hình 3.11 Lắp ghép mơ phỏng cơ cấu nạp đĩa và cơ cấu bắn ly tâm .................... 31
Hình 3.12 Cơ cấu gạt đĩa vào nồng bắn ................................................................. 31
Hình 3.13 Nồng bắn với 2 rulo ............................................................................... 32
Hình 3.14 Khung nồng bắn .................................................................................... 32
Hình 3.15 Robot hồn thiện với cơ cấu bắn thẳng ................................................. 33
Hình 3.16 Cơ cấu cấp đĩa ....................................................................................... 34
Hình 3.17 Cơ cấu nâng đĩa ..................................................................................... 35
Hình 3.18 Thử nghiệm khả năng nâng giữ đĩa ....................................................... 35
Hình 3.19 Lị xo trợ lực nâng đĩa ........................................................................... 36
Hình 3.20 Thi cơng khung nồng bắn ...................................................................... 37
Hình 3.21 Lắp ghép rulo vào nồng bắn .................................................................. 37
Hình 3.22 Hai rulo nồng bắn .................................................................................. 38
Hình 3.23 Thân robot ............................................................................................. 38
Hình 3.24 Lắp ráp phần nạp đĩa với nồng bắn ....................................................... 39
Hình 3.25 Nồng bắn được lắp lên thân robot ......................................................... 39
Hình 3.26 Lắp motor phụ vào nồng bắn................................................................. 40
Hình 3.27 Hồn chỉnh lắp ghép rulo phụ lên nồng bắn.......................................... 40
Hình 3.28 Lắp ráp hồn thiện 2 motor ................................................................... 41
Hình 3.29 Thi cơng cơ cấu trục vít nâng nồng ....................................................... 41
Hình 3.30 Robot hồn chỉnh chuẩn bị thi đấu vịng miền mam ............................. 42
Hình 4.1 Sơ đồ khối mạch điều khiển tổng quát .................................................... 43
Hình 4.2 Sơ đồ khối ý tưởng điều khiển nồng bắn. ............................................... 44
Hình 4.3 Mạch in board điều khiển rulo lớn và rc servo cấp đĩa ........................... 45
ix
Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển rulo lớn và servo cấp đĩa ........... 46
Hình 4.5 Mạch in board điều khiển motor nâng hạ nồng ....................................... 46
Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý mạch điện board motor nâng hạ ................................... 47
Hình 4.7 Module cầu H- BTS7960 ........................................................................ 47
Hình 4.8 Mạch điều khiển động cơ bldc ................................................................ 49
Hình 4.9 Sáu mosfec điều khiển các pha cảu động cơ bldc ................................... 50
Hình 4.10 Arduino Nano R3 .................................................................................. 51
Hình 4.11 Tay game PlayStaytion 2 ....................................................................... 53
Hình 4.12 Sơ đồ dây của PlayStaytion 2 ................................................................ 53
Hình 4.13 Nút JoyStick trên PlayStayion 2............................................................ 54
Hình 4.14 Module cách ly 24v-5v .......................................................................... 55
Hình 4.15 IC cách ly quang OPTO PC817 ............................................................ 56
Hình 4.16 Kí hiệu chân kết nối Opto PC817.......................................................... 56
Hình 4.17 Mạch điều khiển cách ly motor 12v ...................................................... 57
Hình 4.18 Sơ đồ mạch điện LM2596 ..................................................................... 58
Hình 4.19 Module LM2596.................................................................................... 58
Hình 4.20 Pin Lipo TIGER-4500MAH-6S-45C .................................................... 59
Hình 4.21 Board mạch điều khiển motor rulo lớn và cấp đĩa ................................ 60
Hình 4.22 Board mạch điều khiển motor nâng hạ.................................................. 60
Hình 4.23 Sơ đồ mạch điện phần thân robot .......................................................... 61
Hình 4.24 Lưu đồ thuật tốn máy chủ ................................................................... 62
Hình 4.25 Lưu đồ thuật tốn thực hiện ct nút nhấn máy chủ ................................. 63
Hình 4.26 Lưu đồ thuật toán điều khiển máy 6 (cấp đĩa và rulo lớn) .................... 64
Hình 4.27 Lưu đồ thuật tốn điều khiển rulo phụ .................................................. 64
x
Hình 4.28 Lưu đồ thuật tốn chỉnh nồng máy 5..................................................... 65
Hình 5.1 kiểm tra phần điện và cơ khí robot .......................................................... 66
Hình 5.2 Thử cơ cấu nạp đĩa .................................................................................. 67
Hình 5.3 Thử nghiệm bắn đĩa trên sân thi đấu của trường ..................................... 68
Hình 5.4 Luyện tập thi đối khánh tại sân thi đấu của trường ................................. 69
Hình 5.5 Trận đấu giữa đội SPK-INJ (đỏ) và SPK-CRATOT (xanh) ................... 69
Hình 5.6 Đội SPK- INJ (sân đỏ) đang hướng tới chiến thắng tuyệt đối ................ 70
Hình 5.7 SPK-INJ (sân đỏ) dành chiến thắng tuyệt đối appare. ............................ 71
xi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Thuật ngữ chuyên môn cho robocon 2017................................................ 3
Bảng 4.1 Thông số arduino Nano R3 ..................................................................... 52
Bảng 4.2 Kết nối PS2 với Arduino ......................................................................... 54
xii
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài
Robocon từ lâu đả trở thành tâm điểm nghiên cứu của các trường đại học trong nước
và khu vực Châu Á Thái Bình Dương. Do tính đặc thù của Robocon là mổi năm chủ đề
và luật thi khác nhau nên hướng thiết kế và điều khiển có sự thay đổi, tuy nhiên vẩn dự
trên các nên tảng về điện và lặp trình cơ bản. Có nhiều đề tài robocon nghiên cứu dùng
lý thuyết điều khiển PID để điều khiển motor, phương thức giao tiếp I2C, Playstation
PS2…Chúng đã đặt ra nhiều vấn đề cần phải giải quyết lẫn về cơ khí lẫn lập trình điều
khiển.
Tính cấp thiết của đề tài
Cuộc thi sáng tạo robocon 2017 là một trong những cuộc thi lớn được được sự quan
tâm của nhiều trường đại học, cao đẳng của nhiều quốc gia. Cuộc thi là cơ hội cho sinh
viên đam mê, sáng tạo, yêu thích khoa học kỹ thuật vận dụng vào thực tế. Quá trình
tham gia robocon là quá trình nghiên cứu cả về mặt lý thuyết lẫn thực hành. Trong quá
trình triển khai robot ln đặt ra những bài tốn kỹ thuật cần phải giải quyết cả về cơ
khí lẫn lập trình điều khiển. Để giải quyết được những bài tốn đó sinh viên sẽ phải tìm
tịi kiến thức mới, vận dụng lại những kiến đã học trên trường lớp và đưa ra sáng kiến
mới về ý tưởng và thi cơng nó. Thơng qua đó sinh viên nắm chắc kiến thức đã học, có
kinh nghiệm thực tế, phát huy được sở trường và trao dồi thêm kiến thức mới, là nguồn
nhân lực tương lai được các nhà tuyển dụng yêu thích. Nhưng để có được điều đó sinh
viên cần phải bỏ nhiều cơng sức, thời gian, quyết tâm, đồn kết thì mới vượt qua được
những khó khăn và đạt được kết quả như mong muốn.
Tham gia nghiên cứu và chế tạo robocon bên cạnh việc phục vụ tham gia cuộc thi
sáng tạo robocon 2017, cũng nhằm điều kiện cho các em sinh viên kế tiếp tham gia
robocon có tiền đề thuận lợi về kiến thức, kinh nghiêm để đạt thành tích cao hơn.
1
Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là thiết kế, chế tạo và thử nghiệm cơ cấu bắn để thực hiện nhiệm
vụ ném đĩa trong robot tham gia cuộc thi sáng tạo Robocon 2017.
Phối hợp phần cơ cấu bắn và phần để để hoàn thiện robot.
Xây dựng một chương trình để tào tạo, chia sẽ kinh nghiệm cho các thế hệ robocon
của khoa Cơ Khí Động Lực năm sau được phát triển tốt hơn.
Phương pháp và phạm vi nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm. Nghiên cứu các tài
liệu về thiết kế cơ khí, điều khiển và lập trình các module trên robot, dựa vào đó chúng
em thiết kế mơ phỏng, thử nghiêm, tiến hành chế tạo mơ hình và chạy thực tế.
Phạm vi nghiên cứu : thiết kế cơ cấu cơ khí, điều khiển tốc độ DC motor, kết hợp
xử lý tín hiệu phím bấm từ playstation, gửi truyền tín hiệu điều khiển thơng qua phương
thức giao tiếp I2C. Từ đó, chúng em đánh giá kết quả lý thuyết và kết quả thực nghiệm
dựa trên mơ hình thực tế. Cuối cùng, chúng em đưa ra nhận xét và đề xuất hướng phát
triển của đề tài.
2
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chủ đề và luật thi sáng tạo Robocon năm 2017
Chủ đề cuộc thi sáng tạo Robocon 2017 lấy trên ý tưởng trò chơi dân gian ở Nhật là
ném quạt (Sensu), người chơi sẻ ném chiếc quạt giấy sao cho làm rơi mục tiêu đặt ở
trên chiếc hộp. Chò chơi mang đến sự vui tười, giải trí và thể hiện tinh thần Asobi
(chơi không phải để cạnh tranh mà để mang lại niềm vui cho mọi người).
Từ cảm hứng đó chủ để Robocon sẻ là ném các đĩa xốp lên các trụ có đặt mục tiêu
sao cho mục tiêu (bóng trịn) bị rớt nhưng đĩa vẩn nằm trên trụ.
Một số thuật ngử chuyên môn cho robocon 2017
Bảng 2.1 Thuật ngữ chuyên môn cho robocon 2017
Định nghĩa
Khái niệm
Robot
Robot sẽ phóng, ném đĩa
Đạn để sử dụng trong cuộc thi
Tên sản phẩm: Volley® Soft Saucer
Flying disc
Màu sắc: Đỏ - Xanh
Số lượng các đội được sử dụng : 50 (Tối đa)
Viết tắt: disc
Vị trí đặt đĩa
Spot
Trong sân đấu sẽ có 7 vị trí với độ cao khác nhau
Trung tâm là một hình tròn có đường kính 150mm. Khi
bắt đầu trận đấu trên mỗi vị trí sẽ được 1 quả bóng
Các quả bóng có đường kính 30cm
Beach Ball
7 màu. Ký hiệu: Ball
3
Vùng khởi động
Start Zone
Ký hiệu: SZ
Vị trí nạp đạn (đĩa) Cho Robot
Loading Area
Ký hiệu: LA
Khu vực ném đĩa
Throwing Area
Ký hiệu: TA
No Contact
AreA
Khu vực các Robot không được xâm phạm
Ký hiệu: NC
Khái quát về luật thi
Trận đâu sẽ được tiến hành giữa hai đội, Mỗi đội sẽ được sử dụng một con Robot.
Khu vực thi đâu là một hình chữ nhật được chia thành khu vực dành cho mỗi đội
Mỗi bên sẽ gồm có khu bắt đầu, Khu nén đĩa, khu nạp đạn ( Đĩa ) như trong hình
Trong sân đấu sẽ gồm có 7 điểm, tại đó sẽ có 7 bảng hình tròn được gắn lên 7 cột với
các độ cao khác nhau.
Ở 7 điểm này có 5 điểm nằm ở đường trung tâm của sân đấu ( Đường chia sân đấu)
Có 2 điểm nằm ở vị trí gần phần sân của mỗi đội.Độ cao cũng như kích thước của các
cột được mơ tả như trong hình
Khi trận đấu bắt đầu, Trên các cột ở đường trung tâm (Đường chia sân đấu) sẽ có
một quả bóng.
Số lượng sử đạn (Đĩa) được sử dụng trong trận đáu là 50 được đặt tại khu vực nạp
đạn.
Sau khi bắt đầu trận đấu, các đội phải nạp đạn vào Robot tại khu vực nạp đạn
Robot của mỗi đội phải phóng đạn (phóng những chiếc đĩa) để đụng và làm rơi bóng ra
khỏi vị trí cột.
4
