Nghiên cứu chế tạo robot tham gia cuộc thi robocon 2017 phần thân robot

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THÂN ROBOT CHUYỂN
ĐỘNG ĐA HƯỚNG THAM GIA CUỘC THI SÁNG TẠO
ROBOCON 2017

SVTH: VÕ HỮU PHƯỚC
MSSV: 13145197
SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG
MSSV: 13145261
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

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THÂN ROBOT CHUYỂN
ĐỘNG ĐA HƯỚNG THAM GIA CUỘC THI SÁNG TẠO
ROBOCON 2017

SVTH: VÕ HỮU PHƯỚC
MSSV: 13145197
SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG
MSSV: 13145261
GVHD: Th.S LÊ QUANG VŨ

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2017


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


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
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)
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

2.3.Kết quả đạt được:
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

2.4. Những tồn tại (nếu có):
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

3. Đánh giá:

TT
1.

Mục đánh giá
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
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
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
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…

3.
4.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
Tổng điểm

4. Kết luận:

Điểm Điểm đạt
tối đa
được
30
10
10
10
50
5
10

15
15
5
10
10
100




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)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn ……………………………..

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
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 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:
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

5. Câu hỏi:
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................

6. Đánh giá:


TT
1.

Mục đánh giá

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
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
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
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…

3.
4.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
Tổng điểm

Điểm
tối đa
30
10
10
10
50

5

Điểm đạt
được

10
15
15
5
10
10
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)


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
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 hồn chỉnh
đúng theo u 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 năm 20…


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 q 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

Võ Hữu Phước

Nguyễn Văn Thông


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
cơng cơ khí phần thân chạy đa hướng trong robocon, đồng thời thiết kế mạch điện, lập
trình điều khiển cho những cơ cấu nói trên.

MỤC LỤC
Tran

LỜI CẢM ƠN....................................................................................................................i
TÓM TẮT…….................................................................................................................ii
MỤC LỤC…....................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................v
DANH MỤC HÌNH.........................................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG......................................................................................................viii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI................................................................................1
1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước..................................................................1
1.1.1 Tởng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài...................................1
1.1.2 Danh mục các cơng trình liên quan.......................................................................1
1.2 Tính cấp thiết của đề tài..............................................................................................1
1.3 Mục tiêu của đề tài......................................................................................................2
1.4 Phương pháp và phạm vi nghiên cứu..........................................................................2
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT..................................................................................3
1.1 Chủ đề và luật thi sáng tạo Robocon năm 2017..........................................................3
2.2 Cơ sở lí thuyết về cơ khí............................................................................................19
2.2.1 Bánh đa hướng Mecanum...................................................................................19
2.2.2 Ứng dụng phần mềm Solidworks trong thiết kế cơ khí......................................21
2.3 Cơ sở lí thuyết về phần điện, lập trình và điều khiển.................................................22
2.3.1 Phương thức giao tiếp I2C trong Arduino...........................................................22
2.3.2 Thuật toán điều khiển PID..................................................................................23
2.3.3 Phương thức giao tiếp SPI và kết nối playstation với arduino............................26
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CƠ KHÍ.............................................30


3.1 Thiết kế và thi công khung đế....................................................................................30

3.2 Thiết kế và tiện puli gá bánh xe, puli trục môtơ.........................................................32
3.3 Thông số bánh Mecanum...........................................................................................35
3.4 Tính tỉ số truyền động cơ và bánh xe.........................................................................35
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CƠ KHÍ.............................................39
4.1 Thiết kế phần điện, lập trình điều khiển.....................................................................39
4.1.1 Mơ hình hóa phần điện, lập trình, điều khiển.....................................................39
4.1.2 Thiết kế board mạch cho máy chủ......................................................................40
4.1.3 Thiết kế board mạch máy con điều khiển motor bánh xe đa hướng....................41
4.2 Thi công phần điện, lập trình và điều khiển...............................................................43
4.2.1 Mơ tả phần cứng.................................................................................................43
4.2.2 Lắp mạch, kết nối dây........................................................................................53
4.2.3 Lập trình và điều khiển.......................................................................................54
CHƯƠNG 5. THỬ NGHIỆM, VẬN HÀNH TRONG THI ĐẤU VÀ KẾT QUẢ...........63
5.1 Thử nghiệm robocon và vận hành khi thi đấu............................................................63
5.2 Kết quả đạt được........................................................................................................66
CHƯƠNG 6. CHƯƠNG TRÌNH TẬP HUẤN CHO THẾ HỆ KẾ CẬN….....................68
6.1 Sự cần thiết của việc tập huấn cho thế hệ tham gia Robocon kế cận.........................68
6.2 Nội dung chương trình tập huấn................................................................................68
6.2.1 Nội dung chương trình tập huấn thiết kế và thi cơng cơ khí...............................68
6.2.2 Nội dung chương trình tập huấn điện lập trình điều khiển..................................73
6.3 Kết luận và kiến nghị.................................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................77


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
SZ
LA
TA
NA

P
PI
PD
PID
I2C
SCL
SAD
SPI
SCK
MISO
MOSI
SS
PS2
ABU
PU

Chữ đầy đủ
Start Zone
Loading Area
Throwing Area
No Contact Area
Proportional
Proportional Integral
Proportional Derivative
Proportional Integral Derivative
Inter-Intergrated Circuit
Serial Clock Line
Serial Data
Serial Peripheral Bus
Serial Clock

Master Input Salve Output
Master Output Slave Input
Slave Select
PlayStation2
Asia-Pacific Broadcasting Union
Poly Urethane


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Bánh xe Mecanum đặt chéo thành hình chữ “X”............................................20
Hình 2.2: Các hướng di chuyển của bánh Mecanum......................................................20
Hình 2.3: Sơ đồ hoạt động của phương thức giao tiếp I2C.............................................22
Hình 2.4: Sơ đồ khối bộ điều khiển PID.........................................................................24
Hình 2.5: Mục tiêu điều khiển của bộ PID.....................................................................24
Hình 2.6: Sơ đồ khối bộ điều khiển chỉ có P..................................................................24
Hình 2.7: Sơ đồ khối bộ điều khiển chỉ có I...................................................................25
Hình 2.8: Sơ đồ khối bộ điều khiển chỉ có D..................................................................25
Hình 2.9: Sơ đồ hoạt động của phương thức giao tiếp SPI trong Arduino......................26
Hình 2.10:Đầu ghim của PS2 và phân biệt dây chức năng của PS2................................28
Hình 3.1: Hình chiếu bằng của đế robot.........................................................................30
Hình 3.2: Hình chiếu cạnh của đế robot.........................................................................31
Hình 3.3: Hình 3D của đế robot vẽ từ phần mềm SolidSorks.........................................31
Hình 3.4: Hình thực tế khung đế thi robocon 2017........................................................32
Hình 3.5: Hình chiếu đứng của puli................................................................................32
Hình 3.6: Hình chiếu bằng của puli................................................................................33
Hình 3.7: Hình 3D của puli vẽ từ phần mềm SolidSorks................................................33
Hình 3.8: Hình thực tế puli ráp lên bánh Mecanum........................................................34
Hình 3.9: Hình 3D puli trục moto vẽ từ phân mềm SolidSorks 2014.............................34
Hình 3.10:Bộ bánh đa hướng Mecanum..........................................................................35
Hình 3.11: Hình thực tế dây PU.......................................................................................36

Hình 4.1: Sơ đồ khối về ý tưởng điều khiển trên Robocon.............................................39
Hình 4.2: Mạch in board mạch máy chủ thiết kế trên Eagle...........................................40
Hình 4.3: Mạch in board mạch máy con thiết kế trên Eagle...........................................41
Hình 4.4: Sơ đồ ngun lý kích chân điều khiển cầu H kết hợp với cách li...................42
Hình 4.5: Board arduino nano........................................................................................43


Hình 4.6: Mạch giảm áp LM2596..................................................................................45
Hình 4.7: Mạch nguồn cách ly trong cơng nghiệp 24VDC sang 5VDC.........................46
Hình 4.8: Tay game Playstation PS2..............................................................................46
Hình 4.9: Đầu ghim của PS2 và phân biệt dây chức năng của PS2................................47
Hình 4.10:Mạch cầu H 43A IBT-2...................................................................................48
Hình 4.11: Board mạch máy chủ......................................................................................50
Hình 4.12:Board mạch máy con điều khiển motor bánh xe đa hướng.............................50
Hình 4.13:Motor encoder: Minertia motor......................................................................51
Hình 4.14:Pin Li Po TIGER-4500MAH-6S-45C............................................................52
Hình 4.15:Sơ dồ đấu dây phần điện đế đa hướng robot...................................................53
Hình 4.16:Quy định chức năng các phím bấm PS2 khi lập trình khi bấm đơn lẻ............54
Hình 4.17:Sơ đồ nguyên lý chung điều khiển máy chủ...................................................55
Hình 4.18:Lưu đồ thuật tốn xử lý của máy chủ.............................................................56
Hình 4.19:Lưu đồ thuật tốn gửi truyền I2C của máy chủ...............................................59
Hình 4.20:Lưu đồ thuật tốn điều khiển của máy con.....................................................60
Hình 4.21: Lưu đồ chương trình điều khiển PID vận tốc………………………………..63
Hình 5.1: Robot chạy qua vị trí cấp đĩa..........................................................................64
Hình 5.2: Robot di chủn bắn đĩa lên spot kế nhau......................................................65
Hình 5.3: Robot đứng n khơng ép thành khi lùi phía sau............................................65
Hình 5.4: Robot di chủn từ spot lùn qua spot xa nhất.................................................66
Hình 5.5: Chạy đế đa hướng của robot khi thi đấu.........................................................67
Hình 6.1: B̉i training thiết kế và thi cơng cơ khí.........................................................76

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Đấu dây giữa PS2 và Arduino..........................................................................29
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật của arduino nano.................................................................44
Bảng 4.2 Đấu dây giữa PS2 và Arduino..........................................................................48
Bảng 4.3 Bảng quy đổi từ giá trị c nhận từ I2C về v_dat (vòng/giây)..............................61


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1
Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài
Trong nước: có nhiều đề tài nghiên cứu dùng lý thuyết điều khiển PID để điều
khiển motor, phương thức giao tiếp I2C, Playstation PS2… Sự kết hợp của chúng với kỹ
thuật cơ khí để điều khiển bánh xe đa hướng một phần quan trọng của cơ cấu robot phục
vụ tham gia cuộc thi sáng tạo Robocon 2017. Chúng đã đặt ra nhiều vấn đề cần phải giải
quyết lẫn về cơ khí lẫn lập trình điều khiển.
Ngồi nước: cơng trình nghiên cứu chủ yếu là thiết kế, thi cơng, điều khiển, xử lý
và tính tốn để tạo các con robot hoàn chỉnh nhằm phục vụ cho con người ngày nay....
Đăc biệt thiết kế sáng tạo robot tham gia cuộc thi sáng tạo robot Châu Á- Thái Bình
Dương tở chức mỗi năm một lần.
1.1.2 Danh mục các công trình liên quan
Nghiên cứu của PGS.TS Đặng Văn Nghìn (Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh –
Khoa Cơ Khí) với luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu thiết kế banh xe Mecanum dùng cho xe
nâng” [1].
Nghiên cứu của Florentina Adăscăliţei, Ioan Doroftei (”Gh. Asachi” Technical
University of Iasi, Mechanical Engineering Faculty) với đề tài: “Practical Applications
for Mobile Robots based on Mecanum Wheels - a systematic survey” [2].
1.2

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
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

1


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.
Chúng em cần thiết phải nghiên cứu và chế tạo robocon nhằm phục vụ cho việc
tham gia cuộc thi để 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.
1.3
Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là điều khiển và chạy thực tế đế đa hướng một phần của cơ cấu
trong robot tham gia cuộc thi sáng tạo Robocon 2017.
Dựa vào đó, chúng em tiến hành thiết kế, chế tạo cơ khí và mạch điện phục vụ cho
cơ cấu đế đa hướng.
Đồng thời, chúng em tiến hành lập trình, điều khiển, thử nghiệm và nâng cao
nhiều tính năng cho robot.

1.4
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 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 gồm 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
đồng thời thiết kế và chế tạo cơ khí cho phần đế và thân robot phục vụ cho việc chạy đế
đa hướng cho robot . 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
1.1
Chủ đề và luật thi sáng tạo Robocon năm 2017
LUẬT THI ĐẤU
1.
Các thuật ngữ và định nghĩa (Terms and Definitions)
Các thuật ngữ (Terms)
Robot

Định nghĩa (Definitions)
The robot that will throw the flying
discs

Flying disc

Là robot sẽ ném đĩa trong cuộc thi này
The flying disc to be used in the

Đĩa bay

contest.
Product name: Volley® Soft Saucer
Colors: Red and Blue A team
uses fifty (50) in each game.
Abbreviation: Disc
Là đĩa được sử dụng trong thi đấu
Tên sản phẩm: Volley® Soft Saucer
Màu sắc: Đỏ và xanh dương
Một đội sẽ sử dụng 50 đĩa cho một
trận đấu

Spot

Tên gọi tắt là: Đĩa
The place to land the discs.

Vị trí đáp

On the field are seven (7) with
different heights and areas.
In the center of each is a hole with a
diameter of 150mm. At the start
of the match, a beach ball rests on
each.

Là vị trí đáp mà các đĩa sẽ được ném
đến
Trên sân thi đấu có 7 vị trí với độ cao

3


và diện tích khác nhau.
Tại tâm của mỗi vị trí đáp này có một
lỗ trống với đường kính là
150mm. Một trái bóng sẽ được đặt
trên mỗi lỗ trống này tại thời
Beach ball

điểm bắt đầu trận đấu
The beach ball (inflated diameter

Trái bóng

30cm) on the spots.
Seven (7) colors.
Abbreviation: Ball
Là trái bóng (đường kính khi bơm
phồng lên là 30cm) đặt trên các
spot.
Có 7 màu sắc khác nhau

Start Zone

Tên gọi tắt là: bóng

Zone from where the robot starts the

Vùng xuất phát

game.
Abbreviation: SZ
Là vùng mà robot xuất phát khi bắt
đầu thi đấu

Loading Area

Tên gọi tắt là: SZ
Area where the discs are placed. The

Vùng lấy đĩa

robot loads the discs here.
Abbreviation: LA
Là vùng đặt các đĩa bay, robot sẽ di
chuyển đến và lấy các đĩa tại
vùng này

Throwing Area

Tên gọi tắt là: LA
Area from which the robot throws the

Vùng ném đĩa

discs.

Abbreviation: TA
Là vùng mà robot sẽ đứng để ném đĩa

4


lên các spot
No Contact Area

Tên gọi tắt là: TA
Area which the robot cannot come in

Vùng không được xâm phạm

contact with. The robot is able
to enter the space above.
Abbreviation: NC
Là vùng mà robot không được chạm
vào mặt sàn thi đấu. Robot có
thể xâm phạm vùng khơng gian phía
trên.
Tên gọi tắt là: NC

1. Mô tả khái quát về cuộc thi (Contest outline)
1.1 Each game will be conducted between two teams, each with one (1) robot.
Mỗi trận thi đấu sẽ được diễn ra giữa hai đội, mỗi đội chỉ có một robot.
1.2 The game field is a rectangle divided into two sides for each team. (see Figures)
Sân thi đấu có hình chữ nhật được chia thành hai phần sân riêng biệt cho mỗi đội. (Xem
hình vẽ)
1.3 Each side consists of a Start Zone, Throwing Area, and Loading Area as seen in

Figures.
Mỗi phần sân thi đấu bao gồm vùng xuất phát, vùng ném đĩa và vùng lấy đĩa như trong
hình vẽ
1.4 On the field are seven (7) spots consisting of a circular table attached to a
column with varying heights and areas.
Trên sân thi đấu có 7 spot dạng bàn hình tròn được đặt trên các cột có độ cao và diện tích
khác nhau.
1.5 Of the seven (7) spots, five (5) are placed along the center line dividing the sides,
while the remaining

5


two (2) are placed near to each side.
Năm (5) trong số bảy (7) spot này được bố trí nằm trên đường thẳng phân chia sân thi
đấu thành hai phần, hai (2) vị trí còn lại được đặt ở phần sân của hai đội.
1.6 The heights and sizes of each spot are as shown in Figures.
Chiều cao và diện tích của mỗi spot được mơ tả trong hình vẽ.
1.7 At the start of the game, a beach ball rests on the center of all the spots.
Khi bắt đầu trận đấu, bóng sẽ được đặt ở chính giữ của tất cả các spot
1.8 The number of discs a team can use during the game shall be fifty (50) placed at
the Loading Area.
Số lượng đĩa mà một đội có thể sử dụng trong một trận đấu là 50 đĩa, các đĩa này được
đặt tại vùng lấy đĩa.
1.9 After the start of the game, the team may load discs onto its robot once the robot
reaches the Loading Area.
Sau khi trận đấu bắt đầu, đội chơi có thể lấy đĩa đặt lên robot của đội mình khi robot di
chuyển vào vùng lấy đĩa.
1.10 The robots of both teams may throw discs at any ball on any spot to knock the
balls off the spots.

Robot của cả hai đội có thể ném đĩa để loại bỏ những trái bóng ở bất kỳ spot nào trên sân
thi đấu.
1.11 Scores will be counted when a team’s disc lands on a spot where its ball has
been knocked off.
Điểm số sẽ được tính khi đĩa của các đội nằm trên các spot đã loại bỏ những trái bóng.
1.12 When all the balls have been knocked off of their spot and a team successfully
lands its discs on all
the spots, that team reaches “APPARE!”, and is declared the winner of the game.

6


Khi tất cả bóng đã bị loại bỏ ra khỏi spot và một đội ném được đĩa của đội mình nằm trên
tất cả các spot
thì đội đó đạt được chiến thắng “APPARE” và là đội giành chiến thắng của trận đấu.
1.13 If neither team reaches “APPARE!”, and either both use up the fifty (50) discs
or the game time of three (3) minutes passes, the game shall end. The winner will be
decided by who has the higher score at the said end of the game.
Nếu như khơng có đội nào đạt được chiến thắng “APPARE” hoặc cả hai đội đã sử dụng
hết 50 đĩa hoặc đã hết thời gian 3 phút thì trận đấu sẽ được dừng lại. Đội giành chiến
thắng là đội đạt được điểm số cao hơn khi kết thúc trận đấu.
2. Diễn biến trận thi đấu (Game Procedure)
2.1 Set-up (Hiệu chỉnh robot)
2.1.1 Prior to each game, a one-minute set-up time is given to the teams through the
signal from the referee.
Trước mỗi trận đấu, các đội sẽ có một phút để hiệu chỉnh robot sau tín hiệu của trọng tài.
2.1.2 The three (3) team members and up to three (3) pit crew members shall be
allowed to participate in the set-up.
Ba thành viên thi đấu chính thức và các thành viên hỗ trợ được phép tham gia hiệu chỉnh
robot.

2.1.3 Each team shall commence set-up when the signal is given, and must stop when
the one (1) minute is up.
Các đội thi đấu sẽ bắt đầu hiệu chỉnh robot khi có tín hiệu cho phép từ trọng tài và bắt
buộc phải dừng việc hiệu chỉnh sau khi kết thúc 1 phút chuẩn bị.
2.1.4 If a team fails to complete its set-up within the given one (1) minute, it may
resume set-up after the start of the game by obtaining permission from the referee.
Nếu đội thi đấu chưa hiệu chỉnh robot xong trong khoảng thời gian 1 phút cho phép, đội
đó có thể tiếp

7


tục hiệu chỉnh sau tín hiệu bắt đầu trận đấu và được sự cho phép của trọng tài.
2.2 Start of the game (Bắt đầu trận đấu)
2.2.1 After the end of set-up time, the game shall begin at the signal from the referee.
Sau khi kết thúc 1 phút hiệu chỉnh robot, trận đấu sẽ được bắt đầu bằng tín hiệu từ trọng
tài.
2.2.2 Teams that complete their set-up after the start of the game shall obtain
permission from the referee at that moment to commence moving their robots.
Sau hiệu lệnh xuất phát từ trọng tài, các đội đã hòan tất việc hiệu chỉnh robot thì được
phép điều khiển
cho robot di chuyển.
2.3 Team members during the game (Vị trí của các thành viên thi đấu chính thức)
2.3.1 Team members are not allowed to enter the game field without permission
from the referee.
Các thành viên KHÔNG được phép đi vào sân thi đấu khi chưa có sự cho phép từ các
trọng tài
2.3.2 Team members are not allowed to touch their robot other than after referee
permission during a retry or disc loading.
Các thành viên thi đấu KHÔNG được phép chạm vào robot của đội mình trừ khi được sự

cho phép của
trọng tài trong quá trình retry hoặc lấy đĩa.
2.3.3 If a team is controlling the robot manually, one (1) pre-registered operator may
do so from the designated area outside the game field.
Nếu đội thi đấu điều khiển robot bằng tay thì người điều khiển (đã đăng ký trước) phải
đứng bên ngoài sân thi đấu.
2.4 Handling of the discs (Lấy đĩa)

8