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 HƢỚNG THAM GIA CUỘC THI SÁNG TẠO
ROBOCON 2017

SVTH: VÕ HỮU PHƢỚC
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 THUÂT 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 HƢỚNG THAM GIA CUỘC THI SÁNG TẠO
ROBOCON 2017

SVTH: VÕ HỮU PHƢỚC
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
TP HỒ CHÍ MINH

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

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2016

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: ..............................................
TRƢỞNG BỘ MÔN

CÁN BỘ HƢỚNG 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:

1.

2.

Điểm
tối đa

Mục đánh giá

TT

Hình thức và kết cấu ĐATN

Điểm đạt
đƣợc

30

Đ ng format với đ y 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 hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy trình
đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế.

15

Khả năng cải tiến và phát triển

15

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

5

3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

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)


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 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:

1.

2.

Điểm
tối đa

Mục đánh giá

TT

Hình thức và kết cấu ĐATN

Điểm đạt
đƣợc

30

Đ ng format với đ y 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 hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy trình
đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế.

15

Khả năng cải tiến và phát triển

15

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

5

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)


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 ch nh theo góp 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 ch nh
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 năm 20…


LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin cảm n Nhà trường đã x y dựng môi trường học tập tốt, và qu

thầy cô đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức c ng như nh ng kinh nghiệm thực tế đ chúng
em có nền tảng kiến thức c bản trong bốn năm học v a qua, cấp kinh phí hỗ trợ việc
thực hiện Robocon.
Đ c biệt, chúng em xin g i lời cảm n ch n thành đến Th.S Lê Quang Vũ. Thầy
là người trực tiếp hướng dẫn, giúp đ tận tình, đưa ra nh ng nhận xét đ chúng em s a
ch a bỗ sung tính năng và hồn thiện robocon dự thi 2017.
Và chúng em c ng xin ch n thành các anh em trong nhóm Robocon SPK, qu bạn
b đã giúp đ trong thời gian qua.
Tuy có nhiều nỗ lực, nhưng do thời gian thực hiện đề tài không nhiều và kiến
thức, kinh nhiệm c n hạn chế nên đồ án tốt nghiệp c n nhiều thiếu sót. Do đó, chúng em
kính mong qu thầy cơ, c ng như bạn b thơng cảm và rất mong nhận được

kiến đ

hồn thiện đề tài tốt h n.
Chúng em xin ch n thành cảm n
Tp. ồ Chí Minh, ngày 25, tháng 7, năm 2017
Nhóm sinh viên thực hiện

Võ Hữu Phƣớc

Nguyễn V n Thơng

i


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 nh ng kiến thức đã
học vào thực tế thông qua việc thi đấu với nhau. Robocon đ được hình thành cần rất

nhiều công sức chế tạo, cải tiến liên tục cả về c khí và lập trình. Đ đáp ứng được yêu
cầu đó cần phải vận dụng thiết kế c khí trên phần mềm Solidworks, kỹ thuật hàn cắt kim
loại, s dụng thuật toán điều khi n PID đ điều khi n động c DC motor, phư ng thức
giao tiếp I2C, SPI….đ chạy được trên mơ hình thực nghiệm, tham gia cuộc thi robocon
2017 và là mơ hình thực tế đ 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 c khí phần th n chạy đa hướng trong robocon, đồng thời thiết kế mạch điện, lập
trình điều khi n cho nh ng c cấu nói trên.

ii


MỤC LỤC
Trang
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 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc l nh 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 Phư ng 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 C sở lí thuyết về c khí ............................................................................................. 19

2.2.1 Bánh đa hướng Mecanum.................................................................................... 19
2.2.2 Ứng dụng phần mềm Solidworks trong thiết kế c khí....................................... 21
2.3 C sở lí thuyết về phần điện, lập trình và điều khi n ................................................. 22
2.3.1 Phư ng thức giao tiếp I2C trong Arduino ........................................................... 22
2.3.2 Thuật toán điều khi n PID ................................................................................... 23
2.3.3 Phư ng 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

iii


3.2 Thiết kế và tiện puli gá bánh xe, puli trục môt ......................................................... 32
3.3 Thông số bánh Mecanum ............................................................................................ 35
3.4 Tính t số truyền động c và bánh xe .......................................................................... 35
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CƠ KHÍ ............................................. 39
4.1 Thiết kế phần điện, lập trình điều khi n ..................................................................... 39
4.1.1 Mơ hình hóa phần điện, lập trình, điều khi n ...................................................... 39
4.1.2 Thiết kế board mạch cho máy chủ ....................................................................... 40
4.1.3 Thiết kế board mạch máy con điều khi n motor bánh xe đa hướng ................... 41
4.2 Thi cơng phần điện, lập trình và điều khi n ............................................................... 43
4.2.1 Mô tả phần cứng .................................................................................................. 43
4.2.2 Lắp mạch, kết nối d y ......................................................................................... 53
4.2.3 Lập trình và điều khi n ........................................................................................ 54
CHƯƠNG 5. THỬ NGHIỆM, VẬN HÀNH TRONG THI ĐẤU VÀ KẾT QUẢ .......... 63
5.1 Th 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 chư ng trình tập huấn ................................................................................. 68

6.2.1 Nội dung chư ng trình tập huấn thiết kế và thi cơng c khí ............................... 68
6.2.2 Nội dung chư ng trình tập huấn điện lập trình điều khi n.................................. 73
6.3 Kết luận và kiến nghị .................................................................................................. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 77

iv


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ đầy đủ

SZ

Start Zone

LA

Loading Area

TA

Throwing Area

NA

No Contact Area

P

Proportional

PI

Proportional Integral

PD

Proportional Derivative

PID

Proportional Integral Derivative

I2C

Inter-Intergrated Circuit

SCL

Serial Clock Line

SAD

Serial Data

SPI

Serial Peripheral Bus

SCK

Serial Clock

MISO

Master Input Salve Output

MOSI

Master Output Slave Input

SS

Slave Select

PS2

PlayStation2

ABU

Asia-Pacific Broadcasting Union

PU

Poly Urethane

v

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Bánh xe Mecanum đ t chéo thành hình ch “X” ............................................ 20
Hình 2.2: Các hướng di chuy n của bánh Mecanum ...................................................... 20
Hình 2.3: S đồ hoạt động của phư ng thức giao tiếp I2C ............................................. 22
Hình 2.4: S đồ khối bộ điều khi n PID ......................................................................... 24
Hình 2.5: Mục tiêu điều khi n của bộ PID ...................................................................... 24
Hình 2.6: S đồ khối bộ điều khi n ch có P ................................................................... 24
Hình 2.7: S đồ khối bộ điều khi n ch có I .................................................................... 25
Hình 2.8: S đồ khối bộ điều khi n ch có D .................................................................. 25
Hình 2.9: S đồ hoạt động của phư ng thức giao tiếp SPI trong Arduino ..................... 26
Hình 2.10: Đầu ghim của PS2 và ph n biệt d y 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 t 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 t 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 t ph n mềm SolidSorks 2014 ............................. 34
Hình 3.10: Bộ bánh đa hướng Mecanum .......................................................................... 35
Hình 3.11: Hình thực tế d y PU ........................................................................................ 36
Hình 4.1: S đồ khối về

tưởng điều khi n 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: S đồ nguyên l kích ch n điều khi n cầu H kết hợp với cách li ................... 42
Hình 4.5: Board arduino nano ......................................................................................... 43
Hình 4.6: Mạch giảm áp LM2596 ................................................................................... 45

vi


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 ph n biệt d y 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 khi n 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: S dồ đấu d y phần điện đế đa hướng robot ................................................... 53
Hình 4.16: Quy định chức năng các phím bấm PS2 khi lập trình khi bấm đ n lẻ ............ 54
Hình 4.17: S đồ nguyên l chung điều khi n máy chủ ................................................... 55
Hình 4.18: Lưu đồ thuật tốn x l của máy chủ .............................................................. 56
Hình 4.19: Lưu đồ thuật toán g i truyền I2C của máy chủ ............................................... 59
Hình 4.20: Lưu đồ thuật tốn điều khi n của máy con ..................................................... 60
Hình 4.21: Lưu đồ chư ng trình điều khi n PID vận tốc………………………………..63
Hình 5.1: Robot chạy qua vị trí cấp đ a ........................................................................... 64
Hình 5.2: Robot di chuy n bắn đ a lên spot kế nhau ....................................................... 65
Hình 5.3: Robot đứng n khơng ép thành khi lùi phía sau ............................................ 65
Hình 5.4: Robot di chuy n t spot lùn qua spot xa nhất ................................................. 66
Hình 5.5: Chạy đế đa hướng của robot khi thi đấu.......................................................... 67
Hình 6.1: Buổi training thiết kế và thi cơng c khí ......................................................... 76

vii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Đấu d y gi a PS2 và Arduino ........................................................................... 29
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật của arduino nano ................................................................. 44
Bảng 4.2 Đấu d y gi a PS2 và Arduino ........................................................................... 48
Bảng 4.3 Bảng quy đổi t giá trị c nhận t I2C về v_dat (v ng/gi y) ............................. 61

viii


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1

T nh h nh nghiên cứu trong và ngoài nƣớc

1.1.1 Tổng quan t nh h nh nghiên cứu thuộc nh vực của đề tài
Trong nước: có nhiều đề tài nghiên cứu dùng l thuyết điều khi n PID đ điều
khi n motor, phư ng thức giao tiếp I2C, Playstation PS2… Sự kết hợp của chúng với kỹ
thuật c khí đ điều khi n bánh xe đa hướng một phần quan trọng của c cấu robot phục
vụ tham gia cuộc thi sáng tạo Robocon 2017. Chúng đã đ t ra nhiều vấn đề cần phải giải
quyết lẫn về c khí lẫn lập trình điều khi n.
Ngồi nước: cơng trình nghiên cứu chủ yếu là thiết kế, thi cơng, điều khi n, x l
và tính tốn đ tạo các con robot hoàn ch nh nhằm phục vụ cho con người ngày nay....
Đăc biệt thiết kế sáng tạo robot tham gia cuộc thi sáng tạo robot Ch u Á- Thái Bình
Dư ng tổ chức mỗi năm một lần.
1.1.2 Danh mục các công tr nh iên quan
Nghiên cứu của PGS.TS Đ ng Văn Nghìn (Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh –
Khoa C Khí) với luận văn thạc s : “Nghiên cứu thiết kế banh xe Mecanum dùng cho xe

n ng” [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

T nh cấp thiết của đề tài
Cuộc thi sáng tạo robocon 2017 là một trong nh ng cuộc thi lớn được được sự

quan t m của nhiều trường đại học, cao đẳng của nhiều quốc gia. Cuộc thi là c 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 m t l thuyết lẫn thực hành. Trong quá
trình tri n khai robot luôn đ t ra nh ng bài toán kỹ thuật cần phải giải quyết cả về c khí
kiến thức mới, vận dụng lại nh ng kiến đã học trên trường lớp và đưa ra sáng kiến mới
về

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 nh n

1


lực tư ng lai được các nhà tuy n dụng u thích. Nhưng đ có được điều đó sinh viên
cần phải bỏ nhiều công sức, thời gian, quyết t m, đồn kết thì mới vượt qua được nh ng
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 đ tham gia cuộc thi sáng tạo robocon 2017 , c ng nhằm điều kiện cho
các em sinh viên kế tiếp tham gia robocon có tiền đề thuận lợi về kiến thức, kinh nghiêm
đ đạt thành tích cao h n.

1.3

Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là điều khi n và chạy thực tế đế đa hướng một phần của c cấu

trong robot tham gia cuộc thi sáng tạo Robocon 2017.
Dựa vào đó, chúng em tiến hành thiết kế, chế tạo c khí và mạch điện phục vụ cho
c cấu đế đa hướng.
Đồng thời, chúng em tiến hành lập trình, điều khi n, th nghiệm và n ng cao
nhiều tính năng cho robot.
1.4

Phƣơng pháp và phạm vi nghiên cứu
Phư ng pháp nghiên cứu kết hợp gi a l thuyết và thực nghiệm. Nghiên cứu các

tài liệu về điều khi n và lập trình các module trên robot, dựa vào đó chúng em thiết kế
mô phỏng, th nghiêm, tiến hành chế tạo mô hình và chạy thực tế.
Phạm vi nghiên cứu gồm điều khi n tốc độ DC motor, kết hợp x l tín hiệu phím
bấm t playstation, g i truyền tín hiệu điều khi n thông qua phư ng thức giao tiếp I2C
đồng thời thiết kế và chế tạo c khí cho phần đế và th n robot phục vụ cho việc chạy đế
đa hướng cho robot . T đó, chúng em đánh giá kết quả l 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
tri n của đề tài.

2


CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1

Chủ đề và uật thi sáng tạo Robocon n m 2017

LUẬT THI ĐẤU
0.

Các thuật ngữ và định ngh a (Terms and Definitions)
Các thuật ng (Terms)

Định ngh a (Definitions)

Robot

The robot that will throw the flying
discs
Là robot sẽ ném đ a trong cuộc thi này

Flying disc

The flying disc to be used in the

Đ a bay

contest.
Product name: Volley® Soft Saucer
Colors: Red and Blue A team
uses fifty (50) in each game.
Abbreviation: Disc
Là đ a được s dụng trong thi đấu
Tên sản phẩm: Volley® Soft Saucer

Màu sắc: Đỏ và xanh dư ng
Một đội sẽ s dụng 50 đ a cho một
trận đấu
Tên gọi tắt là: Đ a

Spot

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 đ a sẽ được ném

3


đến
Trên s n thi đấu có 7 vị trí với độ cao
và diện tích khác nhau.
Tại t m của mỗi vị trí đáp này có một
lỗ trống với đường kính là
150mm. Một trái bóng sẽ được đ t
trên mỗi lỗ trống này tại thời
đi m bắt đầu trận đấu

Beach ball

The beach ball (inflated diameter

Trái bóng

30cm) on the spots.
Seven (7) colors.
Abbreviation: Ball
Là trái bóng (đường kính khi b m
phồng lên là 30cm) đ t trên các
spot.
Có 7 màu sắc khác nhau
Tên gọi tắt là: bóng

Start Zone

Zone from where the robot starts the

Vùng xuất phát

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

Loading Area

Area where the discs are placed. The

Vùng lấy đ a

robot loads the discs here.
Abbreviation: LA
Là vùng đ t các đ a bay, robot sẽ di
chuy n đến và lấy các đ a tại
vùng này
Tên gọi tắt là: LA

Throwing Area

Area from which the robot throws the

4


Vùng ném đ a

discs.
Abbreviation: TA
Là vùng mà robot sẽ đứng đ ném đ a
lên các spot
Tên gọi tắt là: TA

No Contact Area

Area which the robot cannot come in

Vùng không được x m phạm

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

1. Mơ 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 gi a hai đội, mỗi đội ch có một robot.
1.2 The game field is a rectangle divided into two sides for each team. (see Figures)
S n thi đấu có hình ch nhật được chia thành hai phần s n 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 s n thi đấu bao gồm vùng xuất phát, vùng ném đ a và vùng lấy đ a 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.

5


Trên s n thi đấu có 7 spot dạng bàn hình tr n được đ t 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

two (2) are placed near to each side.
Năm (5) trong số bảy (7) spot này được bố trí nằm trên đường thẳng ph n chia s n thi
đấu thành hai phần, hai (2) vị trí c n lại được đ t ở phần s n 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 đ t ở chính gi 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 đ a mà một đội có th s dụng trong một trận đấu là 50 đ a, các đ a này được
đ t tại vùng lấy đ a.
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 ch i có th lấy đ a đ t lên robot của đội mình khi robot di
chuy n vào vùng lấy đ a.
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 th ném đ a đ loại bỏ nh ng trái bóng ở bất kỳ spot nào trên s n
thi đấu.
1.11 Scores wi be counted when a team’s disc ands on a spot where its ba has
been knocked off.
Đi m số sẽ được tính khi đ a của các đội nằm trên các spot đã loại bỏ nh ng trái bóng.

6


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.
Khi tất cả bóng đã bị loại bỏ ra khỏi spot và một đội ném được đ a 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 không có đội nào đạt được chiến thắng “APPARE” ho c cả hai đội đã s dụng
hết 50 đ a ho c đã hết thời gian 3 phút thì trận đấu sẽ được d ng lại. Đội giành chiến
thắng là đội đạt được đi m số cao h n 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 đ hiệu ch nh 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 ch nh
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 ch nh robot khi có tín hiệu cho phép t trọng tài và bắt
buộc phải d ng việc hiệu ch nh sau khi kết thúc 1 phút chuẩn bị.

7


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 ch nh robot xong trong khoảng thời gian 1 phút cho phép, đội
đó có th tiếp
tục hiệu ch nh 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 ch nh robot, trận đấu sẽ được bắt đầu bằng tín hiệu t 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 t trọng tài, các đội đã h an tất việc hiệu ch nh robot thì được
phép điều khi n
cho robot di chuy n.
2.3 Team members during the game (Vị tr của các thành viên thi đấu ch nh 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 s n thi đấu khi chưa có sự cho phép t 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 tr khi được sự
cho phép của
trọng tài trong quá trình retry ho c lấy đ a.

8


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 khi n robot bằng tay thì người điều khi n (đã đăng k trước) phải
đứng bên ngoài s n thi đấu.
2.4 Handling of the discs (Lấy đ a)
2.4.1 During the game, a team may load the discs once all parts of the robot

touching the game field floor completely enter the Loading Area, and permission is
given by the referee.
Trong quá trình thi đấu, tất cả các bộ phận tiếp xúc với m t s n thi đấu được s dụng đ
lấy đ a của robot phải nằm hoàn toàn trong vùng lấy đ a.
2.4.2 Team members may load the discs manually.
Người điều khi n robot có th lấy đ a bằng tay.
2.4.3 Jigs and containers such as magazines may be used during loading, but if these
are to remain attached to the robot, they shall be included in the robot size.
Đế định vị và hộp dạng như kho chứa có th được s dụng đ lấy đ a nhưng sau khi được
kết nối vào robot thì các bộ phận này sẽ được tính là kích thước của robot.
2.4.4 After loading, a team may restart after permission from the referee. Until
then, no part of the robot may touch the floor outside the Loading Area. If a team is
deemed to be in violation, the robot must return to LA for a mandatory retry.
Sau khi lấy đ a xong, đội ch i có th xin trọng tài xuất phát lại. Khi xuất phát lại thì
khơng có bộ phận nào của robot được phép chạm vào m t s n thi đấu phía bên ngồi
vùng lấy đ a. Nếu đội nào vi phạm đội đó bắt buộc phải retry lại ở vùng lấy đ a.
2.4.5 The robot may throw discs only when it is in contact with the Throwing Area
and no other area.
Robot ch có th ném đ a khi di chuy n vào vùng ném đ a và khơng có bộ phận nào tiếp
xúc với các vùng khác.

9