BÁO CÁO NCKH ĐỀ TÀI ROBOT LEO TƯỜNG THEO THÔNG TƯ MỚI

TRƯỜNG …………………………..

LOGO

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG ROBOT ĐIỀU KHIỂN TỰ
HÀNH PHỤC VỤ QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG, KHẢO SÁT CỨU HỘ,
CỨU NẠN HẦM MỎ”

TÊN NHÓM:

……………………….
1.

TÊN THÀNH VIÊN

2.
3.

LỚP:
GVHD:

………………..

CẨM PHẢ, 2021


MỤC LỤC

Trang ii

LỜI NĨI ĐẦU
Trong thời gian gần đây, đã có những yêu cầu mạnh mẽ về việc sử dụng robot trong
cuộc sống như lau dọn, kiểm tra kết cấu kiến trúc, điều kiện về ẩm mốc, bề mặt vật
liệu tòa nhà cao tầng, hoặc vị trí khó di chuyển đến. Ngồi ra đối với quân sự việc
quan sát phòng thủ, giám sát và chống khủng bố từ trên cao là hết sức cần thiết. Hầu
hết các robot di động ngày nay chủ yếu chuyển động trong mặt phẳng 2D hoặc trên
không mà khơng có khả năng leo tường. Robot leo tường là một thiết bị sử dụng trong
nhiều ứng dụng trong thực tế. Những robot này hoạt động được trực tiếp ở những nơi
nguy hiểm trong những môi trường hoạt động hiểm trở như leo thẳng đứng ở các tịa
nhà, cơng trình cao tầng... Có rất nhiều nghiên cứu trước đây để giải quyết vấn đề này
liên quan đến việc di chuyển và khả năng bám của robot. Các dạng di chuyển robot đã
được nghiên cứu có thể kể ra là: robot di chuyển theo kiểu chân, sử dụng giác hút
chân khơng có tính linh hoạt ở nhiều địa hình khác nhau như bề mặt kính, có thể thay
thế bằng đinh hoặc gai dính với bề mặt gồ ghề, ưu điểm của dạng này là có thể di
chuyển trên từng bề mặt, linh kiện dễ kiếm, chi phi thấp, tuy nhiên cơ cấu phức tạp
trong chuyển động, phải thay đổi bộ phân bám dính thường xuyên. Robot di chuyển
kiểu bánh xe, khung xe sử dụng lực hút từ tính có thể giúp robot vận hành trên bề mặt
tôn hoặc thép, ưu điểm của kiểu này là có thể di chuyển trên bề mặt kim loại, cơ cấu
thiết kế đơn giản, dễ dàng điều khiển, nhược điểm của dạng này là khó khăn trong chế
tạo bánh xe từ tính, robot khơng thể di chuyển trên bề mặt không chịu ảnh hưởng bởi
từ. Robot di chuyển theo kiểu bánh xe có ưu điểm là chuyển động liên tục trên bề mặt
phẳng, nhanh, dễ dàng với các ứng. Phương án sử dụng robot có máy bơm chân
không để tạo áp lực cần các linh kiện là máy nén khí, bộ phận điều khiển, động cơ DC
cũng cơ cấu các van khí, solenoid.

Trang iii


Trong quá trình thực hiện đề tài này, em đã nhận được sự hỗ trợ và góp ý trực tiếp

từ cán bộ hướng dẫn thầy Nguyễn Quang Thành và các thầy cô trong Bộ môn Cơ Kỹ
Thuật – Trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh. Cùng với sự hỗ trợ từ những
người bạn luôn giúp đỡ em vượt qua khó khăn trong suốt q trình thực hiện đề tài
này.
Với sự chủ quan của mình, khơng thể tránh khỏi những sai sót trong q trình thực
hiện. Do đó, rất mong nhận được sự đóng góp của q thầy cơ và các bạn để đề tài
này được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện

Trần Hữu Tài

Trang iv


DANH MỤC BẢNG
Trang

Trang v


DANH MỤC HÌNH
Trang

Trang vi


SVTH : Trần Hữu Tài

Luận văn tốt nghiệp

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Nội dung nghiên cứu
Chọn bộ phận bám và dịch chuyển phù hợp để thực hiện công việc đạt năng suất.
Thiết kế, chế tạo bộ điều khiển phù hợp để robot có thể hoạt động tốt ở phạm vi
chiều cao.
Tính tốn chọn bộ phân năng lượng pin giúp đảm bảo thời gian làm việc cho robot.
Robot leo tường dùng kỹ thuật với một cơ cấu tạo tạo áp suất cao nhưng nhỏ gọn, khắc
phục được những khuyết điểm ở trên cùng với kiểu di chuyển bánh xe giúp robot di
chuyển nhanh gọn. Xây dựng một bộ điều khiển không dây cùng với nguồn năng
lượng pin lipo đủ lớn cũng được thực hiện trong nghiên cứu này.

Hình 1.1. Xe robot leo tường vertigo của Disney
Xe robot leo tường là loại xe có khả năng chạy được trên tường (hoặc nhiều loại vật
liệu khác nhau) thẳng đứng dựa trên lực hút của động cơ trong xe đối với mặt tường
hay vật liệu có độ nghiêng nhất định và thẳng đứng.
Xe robot leo tường thường được sử dụng trong nghiên cứu, đo đạc độ rung, dao
động hay độ nghiêng… trên bề mặt cầu đường bằng cách sử dụng thiết bị cảm biến
được gắn trên xe.
Trang 7


SVTH : Trần Hữu Tài

Luận văn tốt nghiệp

Hình 1.2. Một số ứng dụng của xe robot leo tường
Ngày nay, robot được nghiên cứu rất nhiều để phần nào có thể thay thế sức lao động
của con người. Tuy nhiên có một vấn đề được đặt ra và đang là thách thức đối với
người làm robot, đó là phải thiết kế một con robot leo tường, leo trần nhà để quét dọn
và lau chùi (thường là vào những dịp lễ, tết cổ truyền nhà nhà phải quét ván nhện, lau

la phông, lau trần nhà). Công việc này từ trước đến nay thì con người vẫn phải thực
hiện bằng tay và cơng việc cũng khá vất vả, bởi vì khi chúng ta đứng dưới sàn nhà mà
ngước mặt nhìn lên để quét dọn trong thời gian dài thì rất mỏi cổ, mỏi mắt và dễ bị
chóng mặt.

Trang 8


SVTH : Trần Hữu Tài

Luận văn tốt nghiệp

Hình 1.3. Hình ảnh công nhân dọn vệ sinh cao ốc nguy hiểm (M. KOC¸ and O. N.
CORA)
1.2. Tóm tắt luận văn
Trong nghiên cứu thiết kế và chế tạo robot di động có khả năng leo bám trên tường,
trần nhà thì những thách thức lớn nhất đặt ra là robot phải có thể bám được khi gặp
tường có vết nứt hoặc khe hở nhỏ, khơng làm bẩn bề mặt tường, có thể bám được trên
các loại bề mặt khác nhau. Với những thách thức đó thì những phương pháp thường
hay sử dụng như: giác hút chân khơng, dùng keo hoặc các chất dính kết để bám, mơ
phỏng sinh học từ những lồi động vật leo trèo, dùng kỹ thuật từ tính… khơng thể đáp
ứng được. Vì vậy mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu thiết kế và chế tạo robot leo
tường sử dụng phương pháp hút không tiếp xúc. Nội dung chính của phương pháp này
là lấy nguồn khí được cấp từ máy nén khí, qua cơ cấu hút được thiết kế để đẩy vận tốc
dịng khí lên rất cao và từ đó sẽ tạo ra vùng áp suất thấp có khả năng hút tường.
Phương pháp này có thể giải quyết được những khó khăn và thách thức đã nêu. Robot
leo tường trần nhà có tính ứng dụng cao có thể dùng để kiểm tra, bảo trì và lau chùi
kính các tòa nhà cao tầng. Robot leo tường được cấu tạo bởi ba bộ phận chính: bộ
phận bám tường, bộ phận di chuyển và phần điều khiển cho robot. Bản báo cáo này
trình bày kết quả thiết kế, chế tạo một mơ hình robot leo tường và trần nhà theo các

Trang 9


SVTH : Trần Hữu Tài

Luận văn tốt nghiệp

yêu cầu về vận tốc tiến trong khoảng từ 0,2 - 0,4 m/s, với độ bám đủ lớn và một bộ
điều khiển phù hợp. Để hoạt động được robot, một cơ cấu tạo ra áp suất bên dưới robot
được điều khiển bởi vi điều khiển Arduino. Kết quả nghiên cứu cho thấy robot thiết kế
đạt yêu cầu đề ra, hoạt động tốt ở phạm vi các tịa nhà cao tầng có chiều cao từ 20 30m.
1.3. Phương tiện nghiên cứu
Phương pháp khảo cứu tài liệu: Tham khảo, tra cứu từ các tài liệu có liên quan để
thấu hiểu những kiến thức có liên quan đến đề tài đang thực hiện; Phương tiện: tạp chí
chun ngành, các sách kỹ thuật chun mơn, các website, diễn đàn trực tuyến, …

Hình 1.4. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu luận văn

Trang 10


SVTH : Trần Hữu Tài

Luận văn tốt nghiệp

1.4. Mục đích của đề tài
Cho tới nay, phần lớn các robot leo trèo đều sử dụng các kỹ thuật cơ bản như:
- Kỹ thuật từ tính được sử dụng để leo trên bề mặt kim loại.
- Kỹ thuật hút chân không cho những bề mặt nhẵn không lồi lõm.

- Kỹ thuật làm phát sinh lực hút dựa trên nguyên tắc khí động học.
- Kỹ thuật mô phỏng sinh học tương tự lấy cảm hứng từ động vật leo trèo.
- Kỹ thuật sử dụng keo và các loại chất dính kết để bám dính.

Mặc dù vậy, những cơng nghệ đó chỉ hiệu quả đối với một số bề mặt nhất định nên
vẫn còn khơng ít những mặt tồn tại cần khắc phục như: không thể bám vào bề mặt xốp
hoặc đầy bụi của các tồ nhà. Mặt khác, nếu sử dụng chất dính để bám vào bề mặt thì
có thể để lại cho bề mặt những vết dơ mà ta không mong muốn.
Trong phần luận văn này cũng sẽ tiếp bước nghiên cứu về lĩnh vực robot leo tường
để dần hoàn thiện hơn nữa những mặt tồn tại hiện nay chưa được khắc phục như đã nói
ở trên. Vì vậy mục đích nghiên cứu là: thiết kế và chế tạo robot có thể leo được trên
tường, bám được trên trần nhà để thực hiện cơng việc mà con người khó có thể thực
hiện được.
1.5. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài
1.5.1. Nhiệm vụ của đề tài
- Thiết kế, chế tạo được Robot có thể leo được trên tường, bám được trên trần nhà
thông qua cơ cấu hút được cung cấp khí nén từ máy nén khí thơng thường
- Thiết kế, chế tạo được robot có thể bám được trên nhiều loại vật liệu bề mặt khác
nhau như: tường, gỗ, kim loại, kính, nhựa...
- Tính tốn, thiết kế cơ cấu bám tường cũng như tính tốn lực hút và các thơng số
liên quan giữa cơ cấu hút và máy nén khí
- Tính tốn, thiết kế hình dáng và kết cấu cho robot leo tường
- Thiết kế bộ điều khiển cho robot
Trang 11


SVTH : Trần Hữu Tài

Luận văn tốt nghiệp

1.5.2. Giới hạn đề tài
- Robot này được thiết kế và sử dụng trong phạm vi khoảng cách từ sàn nhà lên đến
trần nhà
- Robot chỉ di chuyển trong các bề mặt là mặt phẳng không bao phải là mặt cong
- Thời gian có hạn nên đề tài chỉ dừng lại ở việc ứng dụng kết quả nghiên cứu bộ
điều khiển không dây bằng sóng bluetooth mà khơng phải nghiên cứu phần tự di
chuyển và tránh vật cản của robot khi di chuyển trên trần nhà
1.6. Phương pháp nghiên cứu
- Từ cơ sở lý thuyết nền tảng là phương trình Bernoully ta phát thảo sơ bộ hình dáng
hình học cho cơ cấu hút. Sau đó, tiến hành thử nghiệm và ghi nhận các thơng số đạt
được như: lực hút, áp suất khí nén, lưu lượng khí cấp vào cơ cấu hút trong một đơn vị
thời gian…
- Mơ phỏng dịng khí đi vào và đi ra khỏi cơ cấu hút bằng phần mềm Ansys hoặc
CFDesign. Qua mơ phỏng để ta có thể thấy được sự phân bố vận tốc, áp suất bên trong
cơ cấu hút làm cơ sở để ta thiết kế cải tiến lại
- Thiết kế lại hình dáng hình học cho cơ cấu hút

Trang 12


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của xe khá đơn giản. Khi di chuyển dưới mặt đất, nó chỉ dùng
bánh như mọi ơ tơ khác. Nhưng nếu phải leo tường, cánh quạt chạy bằng mô tơ ở thân
xe sẽ hoạt động hết công suất để ép chiếc xe “dính chặt” vào bề mặt tường. Lực đẩy sẽ
được điều chỉnh sao cho 4 bánh xe vẫn có thể di chuyển một cách nhanh chóng trên

tường.
Sở dĩ robot có thể di chuyển trên bề mặt thẳng đứng là nhờ có cánh quạt phản lực
quay với vận tốc lớn, tạo ra chênh lệch áp suất giữa trong và ngoài buồng khí, khi áp
lực lớn hơn trọng lực của thân robot thì nó có thể dính ở tường được.
2.1.1. Lý thuyết và ứng dụng phương trình bernoulli
Khảo sát dịng khơng khí chuyển động bên trong ống dẫn như hình 2.0.

Hình 2.5. Khơng khí chuyển động trong ống dẫn
Phương trình Bernoulli cho dịng khí chuyển động giữa hai mặt cắt :

Trong đó:
- Áp suất tĩnh, .

Trang 13


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

, – Áp suất động.
, – Áp suất tổng.
– Vận tốc chuyển động của khơng khí,.
– Trọng lượng riêng của khơng khí, .
– Khối lượng riêng của khơng khí,
- Độ cao tính từ mặt phẳng quy chuẩn, .
– Tổn thất áp suất khi dòng chảy đi qua 2 mặt cắt
Phương trình Bernoulli nói lên nối quan hệ giữa áp suất , vận tốc và độ cao , mặc
dù được xét trong điều kiện khí lý tưởng nhưng để áp dụng cho bài toán thực tế cũng
khá phức tạp bởi vì ta phải xét đến rất nhiều yếu tố gây ra tổn thất áp suất như:

+ Chiều dài ông dẫn.
+ Độ nhẵn thành ống.
+ Độ lớn tiết diện ống dẫn.
+ Tốc độ chảy.
+ Sự thay đổi tiết diện.
+ Sự thay đổi hướngchuyển động.
+ Trọng lượng riêng, độ nhớt…
Do đó nếu vận dụng phương trình Bernoulli vào bài tốn thực, lưu chất thực (khơng
cịn lý tưởng nữa) thì sẽ phức tạp hơn nhiều. Do mục đích nghiên cứu là tìm ra nguyên
lý hút để ứng dụng vào việc chế tạo robot leo tường nên ta giả thiết rằng chất khí là lý
tưởng và bỏ qua tổn thất áp suất. Vì vậy phương trình được viết lại.

Nếu ống khơng có sự chệnh lệch nhiều về độ cao của hai điểm xét thì phương trình
tiếp tục được viết lại:

Trang 14


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

Phương trình cho thấy rằng vận tốc v và áp suất p tỉ lệ nghịch với nhau. Vận tốc
càng tăng thì áp suất trong ống sẽ càng giảm để luôn luôn đảm bảo vế phải là hằng số.
Vì vậy ta thấy rằng khơng nhất thiết phải dùng máy hút khí để tạo chân khơng mà ta có
thể dùng máy nén khí để thổi, làm sao để tạo được vận tốc v càng lớn thì ta sẽ thu
được áp suất p càng nhỏ, khi đó ta cũng sẽ có được lực hút mà ta cần giống như
phương pháp hút chân khơng.

Hình 2.6. Khung Robot dùng động cơ tạo áp suất

2.1.2. Cơ sở chọn phần mềm mô phỏng và kết quả mô phỏng cho thiết kế thử
nghiệm
ANSYS được lập ra từ năm 1970, do nhóm nghiên cứu của Dr. John Swanson, hệ
thống tính tốn Swanson (Swanson Analysis System) tại hợp chủng quốc Hoa Kỳ, là
một gói phần mềm dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn để phân tích các bài tốn
vật lý cơ học, chuyển các phương trình vi phân, phương trình đạo hàm riêng từ dạng
giải tích về dạng số với việc sử dụng phương pháp rời rạc hóa và gần đúng để giải và
mô phỏng ứng xử của một hệ vật lý khi chịu tác động của các loại tải trọng khác nhau.

Trang 15


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

- Cơ sở chọn phần mềm Ansys:
+ Vì Ansys dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn để tính tốn và mơ phỏng, đây là
phương pháp phổ biến nhất hiện nay và cho phép chúng ta giải những bài toán phức
tạp với sai số cho phép.
+ Ngồi phần mềm Ansys cịn có phần mềm CFDesign V10 và một số phần mềm
khác cũng có thể mơ phỏng khí động học tốt, tuy nhiên trong ANSYS có nhiều modul
khác nhau như: ANSYS/Multiphysics, ANSYS/Mechanical, ANSYS/Professional,
ANSYS/Structural,

ANSYS/LSDYNA,

NSYS/LinearPlus,

ASYS/Thermal,

ANSYS/Emag, ANSYS/FLOTRAN, ANSYS/PrepPost, ANSYS CFX, ANSYS ED,
ANSYS PTD, ANSYS TASPCB, ANSYS ICEM CFD, ANSYS AI*Evironment,
ANSYS DesignXploder, ANSYS DesignModeler, ANSYS DesignExplode VT,
ANSYS BledeModeler, ANSYS TurboGrid, ANSYS AUTODYN… Hiện nay, phần
mềm ANSYS không ngừng phát triển ra các phiên bản mới như ANSYS 11, ANSYS
12, ANSYS 13. ANSYS có thể giải được các bài tốn tuyến tính, phi tuyến trong các
lĩnh vực như cơ học vật rắn, cơ học lưu chất… Mặt khác, phần mềm ANSYS không
chỉ hỗ trợ hơn 200 kiểu phân tử khác nhau, mỗi kiểu phần tử là một dạng bài toán, mà
còn kết nối với các phần mềm khác như ACAD, SOILDWORK, PRO/E,
Hypermesh….để phân tích các bài tốn có kết cấu phức tạp.
+ Với những lý do đã nêu trên đủ để thấy ANSYS là phần mềm rất mạnh, đa môi
trường và tương tác tốt với nhiều phần mềm khác. Vì vậy ANSYS được lựa chọn để
nghiên cứu sau này và mơ phỏng cho bài tốn này.

Trang 16


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ XE ROBOT LEO TƯỜNG
3.1. Chọn vật liệu thiết kế
Vật liệu thiết kế được chọn ở đây địi hỏi phải có độ cứng thích hợp để có thể chịu
được áp suất khí nén và khơng bị biến dạng, vật liệu phải dễ tìm, dễ gia cơng và đặc
biệt là phải “Nhẹ”. Để đáp ứng u cầu đó thì Poly Resin là loại vật liệu được lựa
chọn. Ta sử dụng loại vật liệu này phụ thuộc vào hình dáng hình học và khả năng cơng
nghệ, việc này sẽ được phân tích lựa chọn cụ thể ở phần tiếp theo, còn bây giờ ta xem
xét đặc điểm và tính chất vật lý của chúng:

Thông số kỹ thuật
- Độ nhớt :
- Thời gian gel hóa:
- Thời gian đóng rắn: 26 phút
- Chỉ số Thixotropic:
- Giá trị Axit:
Tính chất vật liệu
- Độ hấp thụ nước (7 ngày):
- Độ cứng Barcol: 48 BHC (D2583-67)
- Nhiệt độ biến dạng:
- Độ dãn dài: 3.2%
- Khối lượng riêng
- Độ bền uốn: 82.4 MPa
- MôĐun uốn: 5257.3 MPa
- Độ bền kéo: 29.4 MPa

Trang 17


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

Hình 3.7. Sản phẩm khung in 3D từ nhựa PolyResin của lần thực hành
làm robot đầu tiên
Động cơ hút tạo áp suất là các động cơ dễ tìm thấy trên thị trường đáp ứng đủ yêu
cầu tạo lực hút bám cho robot. Động cơ hoạt động cho robot là các động cơ DC cỡ
nhỏ, có tốc độ đáp ứng nhành. Nguồn năng lượng pin lipo có cơng suất lớn được chọn
lựa. Bộ điều khiển phù hợp cho robot hoạt động ở tầm 20-30 m là vi mạch thu nhận
sóng bluetooth,dễ dàng giao tiếp với vi điều khiển ardruino. Các module điều khiển

động cơ, mạch cơng suất là các linh kiện dễ tìm trên thị trường để dễ dàng thay thế.

Trang 18


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

STT

Tên

1

Khung xe

2

Arduino

3

Servo

4

Giá DC

5

Động cơ

6

Pin 3s

7

HC_06

8

Bulong

9

Esc

10

Biến trở

11

Trục cân bằng

12

Động cơ 3 pha

13

Cánh quạt
Bảng 3.1. Bảng liệt kê vật liệu cần thiết

Chọn bộ phận bám và dịch chuyển phù hợp để thực hiện công việc đạt năng suất.
Thiết kế, chế tạo bộ điều khiển phù hợp để robot có thể hoạt động tốt ở phạm vi chiều
cao. Tính tốn chọn bộ phân năng lượng pin giúp đảm bảo thời gian làm việc cho
robot. Robot leo tường dùng kỹ thuật với một cơ cấu tạo tạo áp suất cao nhưng nhỏ
gọn, khắc phục được những khuyết điểm ở trên cùng với kiểu di chuyển bánh xe giúp
robot di chuyển nhanh gọn thích hợp cho các cơng việc như lau chùi kính của các tịa
nhà cao tầng, đo đạc kết cấu xây dựng,… được đề cập đến trong nghiên cứu dưới đây.
Xây dựng 1 bộ điều khiển không dây cùng với nguồn năng lượng pin lipo đủ lớn giúp
cũng được thực hiện trong nghiên cứu này.
3.2. Chọn hệ thống bánh dẫn giúp Robot di chuyển
Để robot có thể di chuyển được thì phải sử dụng hệ thống bánh dẫn. Chúng ta sẽ lần
lượt điểm qua tất cả các loại bánh dẫn được sử dụng cho robot di động để có thể chọn
ra loại bánh dẫn phù hợp với mục tiêu thiết kế robot leo tường của chúng ta.

Trang 19


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

3.2.1. Bánh xe tiêu chuẩn (Standard Wheels)
Bánh xe tiêu chuẩn là loại bánh xe mà bánh của nó có dạng hình trịn, bánh xe sẽ
quay quanh trục bánh. Đây là loại bánh xe mà ta thường gặp và được ứng dụng rất

nhiều trong thực tế. Chúng có các kiểu dáng như sau:

Hình 3.8. Các loại bánh xe tiêu chuẩn
Đối với các bánh xe tiêu chuẩn thì chúng sẽ có từ 1 đến 2 bậc tự do. Hình 3.2a là
loại bánh xe cố định (Fixed Wheel), nó có 1 bậc tự do, cịn tất cả các kiểu cịn lại như
hình 3.2b, hình 3.2c và hình 3.2d đều có 2 bậc tự do và những loại này đều là những
bánh lái để đổi hướng di chuyển cho robot. Tùy theo ý đồ thực hiện việc đánh lái cho
robot như thế nào mà ta chọn các kiểu khác nhau cho phù hợp. Hình 3.2b là loại bánh
lái (Steered Wheel), nó có tác dụng đánh lái trực tiếp vì vậy nó có trục lái và trục bánh
xe vng góc nhau trong cùng một mặt phẳng và đồng thời trục lái nằm trong mặt
phẳng bánh xe. Hình 3.2c là loại bánh lái có bánh lệch sang một bên (Lateral Offset
Wheel), loại này cũng có trục lái và trục bánh xe vng góc nhau trong cùng mặt
phẳng, tuy nhiên trục lái khơng nằm trong mặt phẳng bánh xe. Hình 3.2d là loại bánh
lái (Castor Wheel) có trục bánh và trục lái không nằm trong một mặt phẳng, nhưng
trục lái nằm trong mặt phẳng bánh xe, loại này giúp chuyển hướng cho robot nhanh
hơn và cũng thích hợp hơn cho những trường hợp bẻ lái phía sau, nó sẽ giúp chuyển
hướng được nhạy hơn.
3.2.2. Bánh xe đa hướng (Omnidirectional Wheels)
Nếu với bánh xe tiêu chuẩn loại cố định (Fixed Wheel) thì khi di chuyển nó chỉ có
thể đi theo một hướng nhất định và không đổi hướng được, nhưng với bánh xe đa
hướng (Omnidirectional Wheels) thì khi đặt cố định nó vẫn có thể đổi hướng được mà
Trang 20


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

khơng cần phải có cơ cấu bẻ lái, đó là nhờ chúng có bố trí những bánh xe nhỏ nằm trên
vành bánh xe.

Hình 3.9. Biểu diễn các kiểu bánh xe đa hướng

Hình 3.10. Kí hiệu về các loại bánh xe
3.2.3. Những phương án bố trí hệ thống bánh dẫn và ứng dụng thực tế
Sơ đồ bố trí

Miêu tả

Sử dụng 1 bánh truyền
động tiêu chuẩn và 1
bánh lái không truyền
động tiêu chuần

Trang 21

Ứng dụng


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

Sử dụng 2 bánh truyền
động tiêu chuẩn và hệ
thống tự cân bằng cho
robot

Sử dụng 2 bánh truyền
động tiêu chuẩn và cặp

bánh bẻ lái

Sử dụng 2 bánh truyền
động tiêu chuẩn và 1
bánh lái không truyền
động tiêu chuần

Sử dụng 2 bánh cố
định tiêu chuẩn và 1
bánh lái có truyền
động tiêu chuẩn

Trang 22


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

Sử dụng 3 bánh lái có
truyền động tiêu chuần

Sử dụng 2 cặp bánh
truyền động tiêu chuẩn
và 1 bộ truyền động
tuyến tính để bẻ lái

Sử dụng liên tiếp một
chuỗi bánh truyền
động tiêu chuẩn hoặc

sử dụng dạng tương tự
vậy nhưng dùng xích
nối 2 bánh truyền động
tiêu chuẩn đầu và cuối

Sử dụng 3 bánh đa
hướng và được bố trí
dạng hình trịn

Trang 23


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

Sử dụng 4 bánh đa
hướng

Bảng 3.2. Những phương án bố trí hệ thống bánh dẫn và ứng dụng thực tế

Trang 24


Tài liệu tham khảo

Luận văn tốt nghiệp

Ngoài ra, trường hợp thông thường nhất mà ta thường gặp là dạng 3 bánh và 4 bánh
được phân bố như sơ đồ sau:

Bảng 3.3. Các trường hợp thường gặp dạng 3 và 4 bánh

Trang 25