Đồ án tốt nghiệp: Mobile robot phục vụ bàn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:66

Thêm vào BST

Báo xấu

70
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bên cạnh lĩnh vực Robot công nghiệp đã phát triển lâu đời, Robot di động trong suốt 30 năm qua đã thu hút càng nhiều nghiên cứu. Chưa bao giờ Robot di động được nhắc đến nhiều như hiện nay, và đang trở thành một ngành công nghiệp lớn. Đề tài "Mobile robot phục vụ bàn" nghiên cứu nhằm mục đích hướng đến mô hình tự động hóa trong một lĩnh vực cụ thể để giảm thiểu công nhân. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Mobile robot phục vụ bàn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN Ngành: Kỹ thuật cơ điện tử Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Hoài Nhân Sinh viên thực hiện : Lưu Minh Tiến Ngô Hoàng Giang Sơn MSSV : 1311030220 1311030183 Lớp : 13DCT02 TP. Hồ Chí Minh, 2017
BM04/QT05/ĐT-KT Viện Kỹ thuật Hutech BẢN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP (GVHD nộp Bản nhận xét này về Văn phòng Viện) 1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm……): (1)........................................................... MSSV: ………………… Lớp: ................ (2)........................................................... MSSV: ………………… Lớp: ................ (3)........................................................... MSSV: ………………… Lớp: ................ Ngành : .............................................................................................................. Chuyên ngành : .............................................................................................................. 2. Tên đề tài: ....................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 3. Tổng quát về ĐA/KLTN: Số trang: ....................... Số chương: ........................................ Số bảng số liệu: ....................... Số hình vẽ: ........................................ Số tài liệu tham khảo: ....................... Phần mềm tính toán: ........................................ Số bản vẽ kèm theo: ....................... Hình thức bản vẽ: ........................................ Hiện vật (sản phẩm) kèm theo: ....................................................................................... 4. Nhận xét: a) Về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... b) Những kết quả đạt được của ĐA/KLTN: .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... c) Những hạn chế của ĐA/KLTN: .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 5. Đề nghị: Được bảo vệ (hoặc nộp ĐA/KLTN để chấm)  Không được bảo vệ  TP. HCM, ngày … tháng … năm ………. Giảng viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) Ghi chú: Đính kèm Phiếu chấm điểm ĐA/KLTN.
BM05/QT05/ĐT-KT Viện kỹ thuật Hutech BẢN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP (GVPB nộp Bản nhận xét này về Văn phòng Viện) 1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm……): (1)........................................................... MSSV: ………………… Lớp: ................ (2)........................................................... MSSV: ………………… Lớp: ................ (3)........................................................... MSSV: ………………… Lớp: ................ 2. Tên đề tài: .................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................... 3. Nhận xét: a) Những kết quả đạt được của ĐA/KLTN: .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... b) Những hạn chế của ĐA/KLTN: .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... 4. Đề nghị: Được bảo vệ  Bổ sung thêm để bảo vệ  Không được bảo vệ  5. Các câu hỏi sinh viên cần trả lời trước Hội đồng: (1) .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... (2) .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... (3) .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... TP. HCM, ngày … tháng … năm ………. Giảng viên phản biện (Ký và ghi rõ họ tên) Ghi chú: Đính kèm Phiếu chấm điểm ĐA/KLTN.
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thiết kế mobile robot phục vụ. - GVHD: TS. NGUYỄN HOÀI NHÂN - SVTH: LƯU MINH TIẾN NGÔ HOÀNG GIANG SƠN - Lớp: 13DCT02 - Địa chỉ sinh viên: VIỆN KỸ THUẬT HUTECH - Số điện thoại liên lạc: 0934777284 - Ngày nộp đồ án: 28/12/2017 - Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan đề tài này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày…..tháng…..năm 2017 Ký tên
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn quý Thầy/Cô của trường Đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, cũng như quý thầy cô trong khoa Cơ - Điện – Điện Tử đã giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích cũng như kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt 4 năm qua. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy Nguyễn Hoài Nhân, người đã tận tình hướng dẫn nhóm hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Cảm ơn tất cả các Thầy cùng với các bạn, các anh/chị đã tận tình giúp đỡ cũng như hỗ trợ và quan tâm tới em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Kính chúc quý Thầy/Cô và các bạn dồi dào sức khỏe, đạt nhiều thành công trong công việc và cuộc sống. Em xin chân thành cảm ơn! SVTH LƯU MINH TIẾN NGÔ HOÀNG GIANG SƠN
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN DANH MỤC CÁC BẢNG Chương 1: Chương 2: - Bảng 2.1: Thông số động cơ - Bảng 2.2: Chú thích - Bảng 2.3: Bảng công suất Chương 3: - Bảng 3.1: Cổng Serial - Bảng 3.2: Chân ngắt ngoài Chương 4: GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN iv
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH Chương 1: - Hình 1.1: Các lực tác dụng - Hình 1.2: Cấu trúc cơ khí - Hình 1.3: Đế tầng 1 - Hình 1.4: Buly - Hình 1.5: Tầng 2 và tầng 3 Chương 2: - Hình 2.1: Động cơ planet - Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý Chương 3: - Hình 3.1: Board mạch Arduino - Hình 3.2: Sơ đồ chân ATmega 2560 - Hình 3.3: Mạch cầu H216 - Hình 3.4: Nguyên lý hoạt động của cầu H216 - Hình 3.5: Thanh dò line 5 mắt hồng ngoại BFD-1000 - Hình 3.6: Mạch tăng áp XL6009 - Hình 3.7: NodeMCU ESP8266 Chương 4: - Hình 4.1: Sơ đồ mạch điện - Hình 4.2: Top overlay - Hình 4.3: Bottom layer - Hình 4.4: Mô phỏng 3D - Hình 4.5: Sơ đồ khối - Hình 4.6: Cấu tạo chung - Hình 4.7: Lưu đồ giải thuật - Hình 4.8: Demo tầng 1 robot GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN v
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN v
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT - ĐATN : Đồ án tốt nghiệp - SVTH : Sinh viên thực hiện - GVHD : Giáo viên hướng dẫn GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN iii
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN MỤC LỤC MỤC LỤC ............................................................................................................... i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... iii DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................... iv DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH....................... v LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 6 CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CƠ KHÍ ....................................................................... 14 1.1 Cấu tạo phần cơ khí .................................................................................... 14 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ ........................................ 19 2.1 Giả thiết đặt ra ............................................................................................. 19 2.2 Sơ đồ nguyên lý truyền động ...................................................................... 21 2.3 Tính toán công suất và chọn lựa nguồn năng lượng ................................... 22 CHƯƠNG 3: CÁC LINH KIỆN .......................................................................... 23 3.1 Giới thiệu về ARDUINO ............................................................................ 23 3.1.1 Sơ Lược về ARDUINO MEGA .............................................................. 23 3.1.2 Thông số kỹ thuật .................................................................................. 24 3.1.3 Vi điều khiển trung tâm ATmega 2560 ................................................ 25 3.2 Mạch cầu H216 ........................................................................................... 27 3.2.1 Giới thiệu .............................................................................................. 27 3.2.2 Nguyên lý hoạt động của khối cầu H .................................................... 28 3.2.3 Thông số kỹ thuật .................................................................................. 28 GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN i
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN 3.2.4 Ứng dụng............................................................................................... 29 3.3 Cảm biến dò line 5 led ................................................................................ 29 3.3.1 Giới thiệu .............................................................................................. 29 3.3.2 Thông số kỹ thuật .................................................................................. 30 3.4 Mạch tăng áp ............................................................................................... 31 3.4.1 Giới thiệu .............................................................................................. 31 3.4.2 Thông số kỹ thuật .................................................................................. 32 3.5 Wifi ESP8266 NodeMCU........................................................................... 32 3.5.1 Giới thiệu .............................................................................................. 32 3.5.2 Thông số kỹ thuật .................................................................................. 33 CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ........................................................... 34 4.1 Sơ đồ mạch điện và shield .......................................................................... 34 4.1.1 Sơ đồ mạch điện .................................................................................... 34 4.1.2 Thiết kế và thi công shield .................................................................... 35 4.1 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển ............................................................ 36 4.2 Nguyên tắc hoạt động của Robot ................................................................ 38 4.3 Chương trình điều khiển ............................................................................. 39 4.4 Các yêu cầu cho robot ................................................................................. 50 4.4.1 Mức độ hoàn thành ............................................................................... 50 4.4.2 Đánh giá................................................................................................ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 52 GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN ii
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN iii
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thiết kế mobile robot phục vụ. - GVHD: TS. NGUYỄN HOÀI NHÂN - SVTH: LƯU MINH TIẾN NGÔ HOÀNG GIANG SƠN - Lớp: 13DCT02 - Địa chỉ sinh viên: VIỆN KỸ THUẬT HUTECH - Số điện thoại liên lạc: 0934777284 - Ngày nộp đồ án: 28/12/2017 - Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan đề tài này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày…..tháng…..năm 2017 Ký tên
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn quý Thầy/Cô của trường Đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, cũng như quý thầy cô trong khoa Cơ - Điện – Điện Tử đã giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích cũng như kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt 4 năm qua. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy Nguyễn Hoài Nhân, người đã tận tình hướng dẫn nhóm hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Cảm ơn tất cả các Thầy cùng với các bạn, các anh/chị đã tận tình giúp đỡ cũng như hỗ trợ và quan tâm tới em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Kính chúc quý Thầy/Cô và các bạn dồi dào sức khỏe, đạt nhiều thành công trong công việc và cuộc sống. Em xin chân thành cảm ơn! SVTH LƯU MINH TIẾN NGÔ HOÀNG GIANG SƠN
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN MỤC LỤC MỤC LỤC .............................................................................................................. 1 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... 3 DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... 4 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH....................... 5 LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 6 CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CƠ KHÍ ....................................................................... 14 1.1 Cấu tạo phần cơ khí .................................................................................... 14 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ ........................................ 19 2.1 Giả thiết đặt ra ............................................................................................. 19 2.2 Sơ đồ nguyên lý truyền động ...................................................................... 21 2.3 Tính toán công suất và chọn lựa nguồn năng lượng ................................... 22 CHƯƠNG 3: CÁC LINH KIỆN .......................................................................... 23 3.1 Giới thiệu về ARDUINO ............................................................................ 23 3.1.1 Sơ Lược về ARDUINO MEGA .............................................................. 23 3.1.2 Thông số kỹ thuật .................................................................................. 24 3.1.3 Vi điều khiển trung tâm ATmega 2560 ................................................ 25 3.2 Mạch cầu H216 ........................................................................................... 27 3.2.1 Giới thiệu .............................................................................................. 27 3.2.2 Nguyên lý hoạt động của khối cầu H .................................................... 28 3.2.3 Thông số kỹ thuật .................................................................................. 28 GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN 1
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN 3.2.4 Ứng dụng............................................................................................... 29 3.3 Cảm biến dò line 5 led ................................................................................ 29 3.3.1 Giới thiệu .............................................................................................. 29 3.3.2 Thông số kỹ thuật .................................................................................. 30 3.4 Mạch tăng áp ............................................................................................... 31 3.4.1 Giới thiệu .............................................................................................. 31 3.4.2 Thông số kỹ thuật .................................................................................. 32 3.5 Wifi ESP8266 NodeMCU........................................................................... 32 3.5.1 Giới thiệu .............................................................................................. 32 3.5.2 Thông số kỹ thuật .................................................................................. 33 CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ........................................................... 34 4.1 Sơ đồ mạch điện và shield .......................................................................... 34 4.1.1 Sơ đồ mạch điện .................................................................................... 34 4.1.2 Thiết kế và thi công shield .................................................................... 35 4.1 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển ............................................................ 36 4.2 Nguyên tắc hoạt động của Robot ................................................................ 38 4.3 Chương trình điều khiển ............................................................................. 39 4.4 Các yêu cầu cho robot ................................................................................. 50 4.4.1 Mức độ hoàn thành ............................................................................... 50 4.4.2 Đánh giá................................................................................................ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 52 GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN 2
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT - ĐATN : Đồ án tốt nghiệp - SVTH : Sinh viên thực hiện - GVHD : Giáo viên hướng dẫn GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN 3
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN DANH MỤC CÁC BẢNG Chương 1: Chương 2: - Bảng 2.1 - Bảng 2.2 - Bảng 2.3 Chương 3: - Bảng 3.1 - Bảng 3.2 Chương 4: GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN 4
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH Chương 1: - Hình 1.1 - Hình 1.2 - Hình 1.3 - Hình 1.4 - Hình 1.5 Chương 2: - Hình 2.1 - Hình 2.2 Chương 3: - Hình 3.1 - Hình 3.2 - Hình 3.3 - Hình 3.4 - Hình 3.5 - Hình 3.6 - Hình 3.7 - Hình 3.8 - Hình 3.9 Chương 4: - Hình 4.1 - Hình 4.2 - Hình 4.3 - Hình 4.4 - Hình 4.5 - Hình 4.6 - Hình 4.7 GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN 5
MOBILE ROBOT PHỤC VỤ BÀN LỜI MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Bên cạnh lĩnh vực Robot công nghiệp đã phát triển lâu đời, Robot di động trong suốt 30 năm qua đã thu hút càng nhiều nghiên cứu. Chưa bao giờ Robot di động được nhắc đến nhiều như hiện nay, và đang trở thành một ngành công nghiệp lớn. Dựa theo thống kê mới nhất của Liên đoàn quốc tế về Robot (International federation of Robotics), khoảng 77 ngàn Robot dịch vụ (Service Robot) đã được tiêu thụ trong năm vừa qua với giá trị thị trường vào khoảng 13 tỉ USD. Tổ chức này cũng dự báo, thị trường Robot dịch vụ thế giới sẽ đạt mức 17 tỉ USD tiêu thụ hằng năm vào cuối năm 2014. Robot công nghiệp dành cho thực hiện các công việc trong môi trường công xưởng và đã được phát triển khá mạnh trong thế kỷ XX. Nhưng trong thế kỷ này những nghiên cứu về lĩnh vực robot đang chuyển hướng vào việc nghiên cứu robot dịch vụ khi cuộc sống con người ngày càng bận rộn hơn, con người càng quan tâm đến sức khỏe, chất lượng cuộc sống và không muốn làm các công việc như khó khăn, nguy hiểm, lặp đi lặp lại những công việc đơn giản, dơ bẩn. Vì lý do này cần phải nghiên cứu robot dịch vụ thay thế con người. Phạm vi nghiên cứu về Robot dịch vụ rất đa dạng về chủng loại, chức năng của robot ngày càng tinh vi hơn. Robot tiếp tân thay thế con người trong các công việc hướng dẫn khách trong không gian văn phòng, robot bảo vệ thay thế bảo vệ trong việc phát hiện kẻ lạ đột nhập, hướng dẫn di chuyển trong một số điều kiện nguy hiểm, biết chơi nhạc trong dàn nhạc nhà hát, hỗ trợ chức năng thể chất cho người ốm hoặc người già, giáo dục trẻ em về những kiến thức trong GVHD: NGUYỄN HOÀI NHÂN 6