báo cáo bài tập lớn thiết kế hệ thống cơ điện tử đề tài robot vuot dia hinh nhóm 15

báo cáo bài tập lớn thiết kế hệ thống cơ điện tử đề tài robot vượt địa hình. thiết kế hệ thống cơ điện tử đề tài robot vượt địa hình

HỌC PHẦN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Đề tài: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử“Robot Vượt Địa Hình”

Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Trường

Sinh viên thực hiện: Đỗ Đức Cảnh 2020605243

Chu Đức Đạt 2020603569 Trương Đức Dương 2020602738

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM I Thông tin chung

2 Tên nhóm: N15 Họ và tên thành viên

II Nội dung học tập

1 Tên chủ đề: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử: Robot vượt địa hình 2 Hoạt động của sinh viên

Nội dung 1: Phân tích nhiệm vụ thiết kế

- Thiết lập danh sách yêu cầu

Nội dung 2: Thiết kế sơ bộ - Xác định các vấn đề cơ bản - Thiết lập cấu trúc chức năng - Phát triển cấu trúc làm việc - Lựa chọn cấu trúc làm việc

Nội dung 3: Thiết kế cụ thể

- Xây dựng các bước thiết kế cụ thể - Tích hợp hệ thống

- Phác thảo sản phẩm bằng phần mềm CAD và/hoặc bằng bản vẽ phác Áp dụng các công cụ hỗ trợ: Mô hình hóa mô phỏng, CAD, HIL,… để thiết kế sản phẩm

3 Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch bài tập lớn.

IV Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án

1 Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế hệ thống cơ điện tử và các tài liệu tham khảo

2 Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính

TS Nguyễn Anh Tú TS Nguyễn Văn Trường

Mục Lục

LỜI NÓI ĐẦU 4

NỘI DUNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 5

1.1.Yêu cầu thị trường , công ty , môi trường 5

a, Chiến lược phát triển công nghiệp robot của các quốc gia 5

b,Tại thị trường Việt Nam 7

1.2.Tiềm năng thị trường 8

1.3.Giới thiệu về robot vượt địa hình 9

1.3.1 Phân loại theo phương pháp di chuyển 10

1.3.2.Phân loại theo môi trường hoạt động 13

1.3.3.Phân loại theo phương pháp điều khiển 13

1.4 Ứng dụng của robot vượt địa hình 14

1.5.Lên ý tưởng thiết kế 15

1.6.Thiết lập danh sách yêu cầu 16

Nội Dung 2: Thiết Kế Sơ Bộ 20

Nội Dung 3:Thiết Kế Cụ Thể 45

3.1 Xây dựng các bước thiết kế cụ thể 45

3.1.1 Giải pháp nguyên tắc và danh sách yêu cầu 45

3.1.2 Xác định điều kiện hoặc không gian cưỡng bức 45

3.1.3.Nhóm Chức Năng 46

3.1.5.Bố trí hình học 47

3.1.6.Xác định các layout thô , các bộ phận thực hiện chức năng 48

3.1.7.Danh sách kiểm tra 51

3.2.Thiết kế chi tiết 52

3.2.1.Bản vẽ 3D các chi tiết robot vượt địa hình 52

3.2.2 Bản vẽ 2D các chi tiết robot vượt địa hình 55

3.3.3.Điện ,điện tử ,mạch điện 60

TỔNG KẾT 68

Tài Liệu Tham Khảo 69

Hình 5:Ứng dụng trong tìm người ở khu vực khai thác khoáng sản 14

Hình 6:Ứng dụng trong công nghiệp 14

Hình 7:Layer thô các nhóm chức năng 50

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây ngành Cơ Điện tử có những bước phát triển vượt bậc, việc ứng dụng các sản phẩm cơ điện tử vào sản xuất ngày càng phổ biến giúp nâng cao năng suất lao động và hạ giá thành sản phẩm Song song với quá trình phát triển đó là yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác, tin cậy, khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt với thời gian dài của các hệ thống cơ điện tử Vì vậy việc nghiên cứu và thiết kế các hệ thống cơ điện tử để đáp ứng được yêu cầu trên là việc làm cần thiết Sự phát triển của hệ thống cơ điện tử là sự phát triển của các ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hoá đã và đang đạt được nhiều tiến bộ mới

Học phần Thiết kế hệ thống Cơ Điện tử được đưa vào giảng dạy với mục đích giúp sinh viên có kiến thức và tư duy trong việc lập kế hoạch công việc theo trình tự hợp lý để có thể thiết kế được một hệ thống cơ điện tử hoạt động ổn định, tối ưu và hiệu quả Học phần cũng rèn luyện cho sinh viên khả năng tư duy hệ thống, kỹ năng làm việc nhóm và kiến thức về nhiều mảng khác nhau, giúp ích cho học tập và công việc sau này

Sau quá trình học tập và tự tìm hiểu về học phần, nhóm sinh viên đã lựa chọn và hoàn thành báo cáo bài tập lớn với đề tài: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử “Robot vượt địa hình” Đây là một đề tài hay và có tính ứng dụng cao trong đời sống đồng thời cũng là cơ sở cho những nghiên cứu và sản phẩm sau này của sinh viên.Tuy đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu và sử dụng các kiến thức bản thân nhưng do sự hạn chế về kiến thức rộng lớn về khoa học nên chúng em không tránh được những thiếu sót hay mặt công nghệ có thể còn lạc hậu Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo tận tình của các thầy trong khoa giúp chúng em bổ sung và nắm vũng vốn kiến thức của mình

NỘI DUNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1.Yêu cầu thị trường , công ty , môi trường

a, Chiến lược phát triển công nghiệp robot của các quốc gia

Công nghiệp robot thông minh là một tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá mức độ tân tiến về công nghệ và cấp độ sản xuất cao nhất của một quốc gia Để nắm bắt cơ hội phát triển và chiếm vị thế cạnh tranh mũi nhọn trong lĩnh vực này, những nền kinh tế chủ lực trên thế giới đã liên tục đề ra các chiến lược phát triển công nghiệp robot Một số quốc gia đầu tư sớm đã thu được nhiều thành quả xứng đáng như: Hoa Kỳ, một số quốc gia châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc

Hoa Kỳ: là quốc gia đầu tiên phát triển và xúc tiến đẩy mạnh ứng dụng robot, nước này hiện đang giữ vai trò dẫn đầu trong công nghệ robot thông minh Năm 2011, Hoa Kỳ đã bắt đầu thực hiện kế hoạch Chung tay cùng sản xuất tiên tiến (Advanced Manufacturing Partnership - AMP), trong đó tuyên bố tiếp sức cho công nghiệp sản xuất bằng robot, phát triển một thế hệ robot thông minh mới dựa trên việc khai thác thế mạnh của công nghệ thông tin, đồng thời đầu tư 70 triệu USD cho nghiên cứu những robot thế hệ tiếp theo

Châu Âu: Tại đây, đổi mới công nghệ robot đã và đang là một lĩnh vực chủ đạo được ưu tiên, được đưa vào các chương trình nghị sự cũng như kế hoạch nghiên cứu phát triển của khu vực Năm 2013 “Kế hoạch công nghiệp 4.0” của Đức cũng dự định duy trì vai trò tiên phong của họ trong công nghiệp chế tạo, đồng thời coi công nghệ sản xuất thông minh và công nghệ robot như là sự khởi đầu của cách mạng công nghiệp mới Trong năm đó, Pháp đã đầu tư 129,6 triệu USD vào công nghiệp robot với mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển bền vững của công nghiệp robot Năm 2014, Hội đồng chung châu Âu và Hiệp hội robot châu Âu đã tài trợ để hiện thực hóa Kế hoạch nghiên cứu phát triển robot châu Âu, đây là kế hoạch cải tiến đổi mới robot tự phục vụ phi chính phủ lớn nhất trên thế giới với 2,8 tỷ EURO tiền đầu tư đến năm 2020 Kế hoạch này được kỳ vọng tạo ra 240.000 công việc và tập hợp được sức mạnh của hơn 200 công ty cùng 12.000 nhà nghiên cứu phát triển để kích thích ứng dụng robot trong sản xuất, nông nghiệp, chăm sóc sức khỏe, vận chuyển, an toàn và gia đình

Nhật Bản: là một cường quốc robot, Nhật Bản đã đề ra chiến lược phát triển dài hạn cho ngành công nghệ này Chính phủ Nhật Bản dự tính đổ nhiều tiền cho phát triển công nghiệp robot, đưa lĩnh vực này trở thành một trụ cột quan trọng hỗ trợ tăng trưởng kinh tế quốc gia Tháng 6/2014, Chiến lược phục hồi Nhật Bản đã được đề xuất với mục tiêu phát động một cuộc cách mạng công nghiệp mới được vận hành bởi robot

Hàn Quốc: quốc gia này hiện đang xem robot thông minh là 1 trong 10 phương tiện để thúc đẩy tăng trưởng kinh tế quốc gia trong thế kỷ XXI Kế hoạch phát triển robot thông minh được xây dựng vào năm 2009 Chính phủ hy vọng sẽ nâng cao được tính cạnh tranh của công nghiệp robot nội địa, từng bước hoàn thành chuyển đổi từ robot sản xuất truyền thống sang robot dịch vụ thông minh, thông qua một chuỗi chính sách tích cực trong nghiên cứu và phát triển công nghệ Trong cùng năm này, Chiến lược phát triển công nghiệp robot dịch vụ đã được xây dựng, với hy vọng đưa công nghiệp robot của Hàn Quốc xếp hạng cao trên thế giới Năm 2012, Chính phủ khởi công Chiến lược Robot tương lai 2022, với kinh phí đầu tư 350 tỷ won để mở rộng gấp 10 lần quy mô công nghiệp robot hiện tại (tăng giá trị từ 2 nghìn tỷ won thành 25 nghìn tỷ won vào năm 2022) Chiến lược này tập trung vào phát triển robot cứu hộ, robot y tế, robot công nghiệp thông minh và robot sử dụng trong nhà, nhằm phát triển robot như là một công nghiệp trụ cột, cuối cùng nắm lấy thời đại robot Dựa vào chiến lược này, Bộ Kinh tế tri thức đã đề ra Kế hoạch hành động lần thứ hai về robot thông minh (2014-2018), trong đó yêu cầu nâng cao GDP robot quốc nội lên tới 20 nghìn tỷ won và xuất khẩu robot lên tới 7 tỷ USD, chiếm vị trí thứ 3 trên thế giới về robot công nghiệp Ngoài ra, một số quốc gia đã và đang âm thầm xây dựng chiến lược phát triển phù hợp với mục đích của họ, ví dụ như Trung Quốc - quốc gia hiện đang sử dụng robot công nghiệp nhiều nhất trên thế giới

b,Tại thị trường Việt Nam

Nền kinh tế Việt Nam là một trong những nền kinh tế phát triển nhanh nhất thế giới.Tuy nhiên, Việt Nam được liệt vào một trong những nước có sự chuẩn bị yếu nhất cho nền công nghiệp 4.0 theo báo cáo của diễn đàn kinh tế thế giới, xếp hạng thấp trong hạng mục cách mạng khoa học và công nghệ

Để cải thiện tình trạng này,chính phủ đã và đang tập trung phát triển sáng kiến và luật pháp để đẩy nhanh tiến trình hiện đại hóa.Trong mấy năm đổ lại đây, ngành công nghiệp nói chung ,tự động hóa nói riêng được coi là xương sống của nền kinh tế.Trong chiến lược phát triển khoa học và công nghệ chế tạo máy-tự động hóa là một trong bốn hướng ưu tiên, bên cạnh công nghệ thông tin và truyền thông, công nghệ sinh học, công nghệ vật liệu mới và công nghệ môi trường Vì vậy nhu cầu về robot ở Việt Nam đang tăng trưởng như một xu hướng quan trọng nhằm đón đầu xu hướng Robotics và công nghệ cao để giảm nhân công và chi phí vận hành, duy trì lợi thế cạnh tranh cho các doanh nghiệp Robot được sử dụng ngày càng phổ biến trong các nhà máy, xí nghệp và cả trong các hộ gia đình,…

1.2.Tiềm năng thị trường

Hình 1:Biểu đồ số lượng robot Việt Nam

Từ đồ thị trên có thể cho ta thấy được việc sử dụng robot là xu hướng tất yếu, ở Việt Nam việc ứng dụng robot đang hoàn toàn là các vấn đề của các doanh nghiệp mới được định hướng ưu tiên mà chưa có chiến lược cụ thể Để tăng năng suất lao động,tăng tính cạnh tranh của sản phẩm… chúng ta cần một chương trình hoạch địch dài hạn, có tính thống nhất cao để tạo đường lối áp dụng robot công nghiệp một cách thuận lợi, dễ dàng cho các doanh nghiệp.Việc chế tạo và lắp đặt có thể đảm bảo chất lượng tốt hơn và nhất quán hơn, nâng cao năng suất, an toàn, thúc đẩy phát triển kinh tế và nâng cao đời sống của con người

Vậy Có thể nói Việt Nam là một đất nước tiềm năng đẻ có thể phát triển robot

1.3.Giới thiệu về robot vượt địa hình

Có thể nói Robot là một thành tựu của Cơ Điện Tử đã xuất hiện từ sớm và đang có những thay đổi mạnh mẽ, thông minh hơn, linh hoạt hơn, chính xác hơn Bên cạnh đó việc ứng dụng công nghệ không dây vào việc truyền nhận thông tin giữa người điều khiển và Robot giúp cho Robot hoạt động có hiệu quả hơn nhờ được điều khiển trực tiếp từ con người trong những tình huống bất ngờ mà bản thân không thể xử lý được, ngoài ra nó cũng mang đến sự an toàn cho người điều khiển trong các môi trường công việc nguy hiểm, hay cụ thể hơn là giúp con người mang vác hàng hóa để từ đó tiết kiệm được nhân công cũng như chi phí Robot vượt địa hình là một sản phẩm được thiết kế để giúp con người vận chuyển hàng hóa lên cầu thang một cách dễ dàng và nhanh chóng, nó giúp ta tiết kiệm được sức lực, thời gian Nếu trước kia để vận chuyển một kiện hàng cồng kềnh qua các khu vực địa hình phức tạp mất rất nhiều công sức, nhưng với robot vượt địa hình việc đó được sử lí một cách dễ và nhanh chóng Không chỉ vượt địa hình robot còn có thể hoạt động trên nhiều địa hình khác tùy thuộc vào kiểu dáng thiết kế để phục vụ cho mục đích sử dụng cũng như môi trường làm việc

+Phân Loại Robot

-Robot vượt địa hình có thể phân loại bằng nhiều cách: • Theo môi trường hoạt động,

• Theo phương pháp di chuyển • Theo phương pháp điều khiển

1.3.1 Phân loại theo phương pháp di chuyển

– Robot di chuyển sử dụng bánh xe

Ngày nay, phương thức di chuyển sử dụng bánh là phổ biến nhất, nó mang lại hiệu quả cao trong khi kết cấu lại tương đối đơn giản Mobile robot (còn gọi là robot di động hay robot tự điều khiển) là một loại robot có khả năng tự di chuyển trong môi trường làm việc và không bị cố định tại một vị trí bất kỳ như nhiều loại robot khác Vì chúng có thể di động được nên có khả năng điều hướng một môi trường không kiểm soát mà không cần phải có các thiết bị hướng dẫn vật lý hay cơ động

Mobile robot platform có thể dựa vào thiết bị hướng dẫn cho phép di chuyển tuyến đường định hướng được xác định trước trong không gian tương đối được kiểm soát Loại robot này khác với bất kỳ loại robot công nghiệp thường đặt gần cố định và hoạt động bằng các cánh tay

Hình 2:Robot di chuyển bằng bánh xe

-Robot di chuyển sử dụng chân

Ngày nay, hầu hết các robot hình người đi bằng hai chân dựa trên một phương pháp tiếp cận cân bằng khác nhau, được gọi là Zero Point Moment (ZMP) Nó được ra đời vào khoảng giữa những năm 1980 và được sử dụng bởi các robot nổi tiếng, chẳng hạn như ASIMO và WABIAN-2 Với ZMP, robot dựa vào cảm biến lực trên đôi chân của mình và kiểm soát thông tin phản hồi qua một vòng lặp liên tục để điều chỉnh vị trí và giữ cân bằng

Hình 3:Robot di chuyển bằng chân

-Robot di chuyển sử dụng bánh xích

Đây là cách thức di chuyển phổ biến trong các loại Robot xe tăng quân sự,Robot tự hành agv, hay các loại Robot tự di chuyển trên những khu vực địa hình khó.Sở dĩ bánh xe xích được ứng dụng nhiều trong các Robot trên vì lực kéo mạnh và khả năng thích ứng địa hình nhanh chóng của chúng Thiết kế xích giúp tăng khả năng bám của Robot và giảm khả năng trơn trượt

Hình 4:Robot di chuyển bằng bánh xích

1.3.2.Phân loại theo môi trường hoạt động

+Robot di chuyển trên không +Robot di chuyển dưới nước +Robot di chuyển trên mặt đất

1.3.3.Phân loại theo phương pháp điều khiển

– Robot tự hành (Autonomous robot)

Trong những năm gần đây trên thế giới cùng với việc thông minh hóa robot là nhu cầu phát triển của các mobile robot đã dẫn tới sự bùng nổ trong các nghiên cứu các mobile robot tự trị Hoạt động tự trị có nghĩa là chương trình hoạt động được nạp sẵn trong bộ nhớ của robot, trong quá trình hoạt động không cần tác nhân điều khiển từ bên ngoài

– Robot điều khiển từ xa (Remote control robot)

Bằng cách sử dụng bộ điều điều khiển người ta có thể kiểm soát mọi hoạt động của robot Bộ điều khiển có thể là điện thoại thông minh, các thiết bị điều khiển không dây,… bằng cách điều khiển mobile robot từ xa con người sẽ tránh được các rủi do khi phải làm những công việc nguy hiểm hoặc trong môi trường độc hại

– Robot di chuyển theo lộ trình (Move robot schedule)

Nhóm robot này được sử dụng nhiều trong công nghiệp, y tế,… chúng được tạo ra với mục đích vận chuyển sản phẩm, nguyên vật liệu, dụng cụ,… từ nơi này qua nơi khác và được lập trình chạy theo vạch kẻ sơn trên sàn, trần nhà hoặc đường dây điện trong sàn nhà

1.4 Ứng dụng của robot vượt địa hình

Một trong các ứng dụng nổi bậc của các Robot vượt địa hình là hỗ trợ người công nhân hầm mỏ trong các thao tác di chuyển, tìm kiếm, hỗ trợ cứu nạn trong lĩnh vực khai thác khoáng sản

Hình 5:Ứng dụng trong tìm người ở khu vực khai thác khoáng sản

Trong công nghiệp, robot được thiết kế chủ yếu để di chuyển các thiết bị, vận chuyển nguyên liệu và phụ kiện cần thiết Các robot này được lập trình chạy theo một đường đi nhất định, phục vụ cho từng công việc cụ thể Hiện nay, có hàng ngàn robot loại này phục vụ trong các nhà máy, các khu công nghiệp

Hình 6:Ứng dụng trong công nghiệp

1.5.Lên ý tưởng thiết kế

Sau khi tìm hiểu một số mô hình robot vượt địa hình chúng em mong muốn thiết kế một robot vượt địa hình để thay thế con người làm những công việc nặng nhọc và nguy hiểm Trong đó địa hình đồi núi là địa hình phức tạp và rất phổ biến chính vì thế, vượt được đồi núi thì ứng dụng của loại robot này sẽ đươc ứng dụng rộng rãi Trong đề tài này chúng em tập trung vào việc thiết kế chế tạo robot vượt địa hình đồi núi

Robot vượt địa hình trên thị trường thường bằng ba phương án:bằng xích ,bằng bánh hoặc bằng đai

Robot đi bằng xích có thể dễ dàng hơn trong việc thiết kế và chế tạo mô hình, dễ dàng xác định trọng tâm hơn khi leo

Robot đi bằng bánh có khả năng chuyển động êm, nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản

Qua quá trình phân tích, tìm hiểu trên, đã cung cấp sơ lược phần nào các loại robot với các phương án di chuyển rất đa dạng và phong phú Bên cạnh đó, mỗi phương án đều có các ưu, nhược điểm khác nhau, mà tùy theo ứng dụng, yêu cầu của robot mà ta chọn phương án di chuyển cho phù hợp.Với mong muốn thiết kế một mô hình mới nhằm hướng tới tính sáng tạo và đa dạng các loại robot vượt địa hình trong đồ án này chúng em sử dụng phương án di chuyển bằng bánh xích để vượt địa hình

1.6.Thiết lập danh sách yêu cầu

Nhóm 15 Danh sách yêu cầu cho robot vượt địa hình Thay

đổi D or W

Yêu cầu

Chịu trách nhiệm

D D D

W

Hình dạng:

Tổng thể robot

• Chiều dài: 30-60 cm • Chiều cao: 15-25cm • Chiều rộng: 20-35 cm Diện tích

• Diện tích hoạt động: 110-210mm2

D W W W

• Cơ cấu nâng hạ: ổn định

• Vận tốc khi đi trên mặt phẳng: 2m/s – 3m/s

W

D W

Khả năng chịu lực:

• Trọng lượng: 12-14kg • Có giảm chấn

• Khả năng chịu tải tối đa: <11kg

D D W W W

Năng Lượng:

• Điện áp ngõ vào: 24 – 48V DC • Điện áp ngõ ra: 24V DC

• Công suất: 40 – 50W

• Công suất động cơ: 20-25W

• Có bộ nguồn sạc điện cho pin: sạc đầy từ (30 – 45 phút)

D D W W W

D D

Vật liệu:

Phần bám bề mặt địa hình:

• Vật liệu cách điện, bám đường tốt • Chịu mài mòn cao, giá thành rẻ Phần khung robot:

• Sử dụng vật liệu độ cứng cao, chịu lực tốt • Dễ dàng tháo, lắp

• Bộ gá: vật liệu nhẹ không yêu cầu chịu nhiệt hay chịu lực

Cơ cấu truyền chuyển động:

• Bền, khả năng chịu lực cao

• Liên kết chặt chẽ đảm bảo truyền lực ổn định

D D D

W

Tín hiệu:

Đầu vào:

• Phím chức năng: tín hiệu yêu cầu thực hiện • Vi xử lí trung tâm: công nghệ mới, tốc độ xử lí cao, thực hiện đồng thời nhiều chương trình

• Hệ thống cảm biến: thu thập thông tin từ môi trường bên ngoài

• Các cổng kết nối ngoại vi: nhận truyền dữ liệu

W D

• Bộ thu phát tín hiệu: truyền nhận dữ liệu với tốc độ cao và ổn định

• Tốc độ: đạt với tốc độ yêu cầu

W

D W D

An toàn:

• Hệ thống: Bảo vệ hệ thống khi quá tải

• Vật liệu: Sử dụng vật liệu thân thiện với môi

trường có thể tái chế

• Tổng thể robot không có vị trí sắc nhọn nào • Điều khiển điện: Chỉ hoạt động với mức điện áp thiết kế

D

D

• Nạp chương trình vào vi xử lí qua cổng giao tiếp

W W W

Quản lí chất lượng:

• Độ ổn định về tín hiệu truyền phát: 99% • Độ bền: từ 4-5 năm

• Hao mòn: 2-5% trong 2-3năm

D

W

Vận hành:

• Địa hình vượt: đồi núi

• Tránh hoạt động khu vực ẩm ướt và trơn

W W

Sản xuất:

• Phương thức sản xuất: sản xuất theo đơn đặt

hàng, sản xuất đơn lẻ

• Chất lượng sản phẩm cuối cùng đạt > 98%

so với yêu cầu đặt ra

W W

Bảo trì bảo dưỡng:

• Dễ dàng tháo lắp và thay thế các bộ phận • Chính sách bảo hành: 2 năm

W

Tái chế:

• Tái chế, tái sử dụng: giữ lại những bộ phận quan trọng và các bộ phận khác đem tái chế

D

Chi phí:

• 6.000.000 - 7.000.000 VND

Nội Dung 2: Thiết Kế Sơ Bộ 2.1.Tóm tắt để xác định các vấn đề cơ bản

Giai đoạn 1: Loại bỏ sở thích cá nhân, bỏ qua các yêu cầu không ảnh hưởng trực tiếp đến chức năng và các ràng buộc cần thiết

❖ Hình dạng:

Tổng thể robot

• Chiều dài: 30-60 cm • Chiều cao: 15-25 cm • Chiều rộng: 20-35 cm ❖ Diện tích

• Khả năng mang tải: < 11kg ❖ Năng Lượng:

• Điện áp ngõ vào: 24 – 48V DC • Điện áp ngõ ra: 24V DC

• Công suất: 40 – 50W

• Công suất động cơ: 20-25W

• Có bộ nguồn sạc điện cho pin: sạc đầy từ 30-45p

• Bền, khả năng chịu lực cao

• Liên kết chặt chẽ đảm bảo truyền lực ổn định ❖ Tín hiệu:

• Phím chức năng: tín hiệu yêu cầu thực hiện

• Bộ xử lí trung tâm: công nghệ mới, tốc độ xử lý cao, thực hiện nhiều thao tác

• Hệ thống cảm biến: thu thập thông tin từ môi trường bên ngoài • Các cổng kết nối ngoại vi: nhận truyền dữ liệu

• Bộ thu phát tín hiệu: truyền nhận dữ liệu với tốc độ cao, ổn định ❖ An toàn:

• Hệ thống: Bảo vệ khi quá nhiệt

• Vật liệu: Sử dụng vật liệu thân thiện có thể tái chế • Robot không có vị trí sắc nhọn nào

• Điều khiển điện: Chỉ hoạt động với mức điện áp được thiết kế ❖ Lắp ráp:

• Lắp ráp phần cơ khí: người có chuyên môn thực hiện

• In và lắp ráp mạch điện tử: Đảm bảo chính xác với yêu cầu thiết kế

❖ Quản lí chất lượng:

• Độ ổn định về tín hiệu truyền phát: 99% • Độ bền: từ 4-5 năm

• Hao mòn: 2-5% trong 2-3 năm ❖ Vận hành:

• Địa hình vượt đồi núi ❖ Sản xuất:

• Phương thức sản xuất: sản xuất theo đơn đặt hàng, sản xuất đơn lẻ

• Chất lượng sản phẩm cuối cùng đạt > 98% so với yêu cầu đặt ra ❖ Bảo trì bảo dưỡng

• Dễ dàng tháo lắp và thay thế các bộ phận • Chính sách bảo hành: 2 năm

Giai đoạn 2: Chuyển đổi dữ liệu định lượng thành dữ liệu định tính và giảm chúng thành các tuyên bố thiết yếu

❖ Hình dạng:

Tổng thể robot • Chiều dài • Chiều rộng • Chiều cao Diện tích

• Điện áp ngõ vào • Điện áp ngõ ra • Công suất

• Công suất động cơ ❖ Vật liệu:

Phần bám bề mặt địa hình:

• Vật liệu cách điện • Chịu mài mòn tốt

Phần khung robot:

• Vật liệu có độ cứng cao • Dễ dàng tháo lắp

• Bộ gá dùng vật liệu nhẹ Cơ cấu truyền chuyển động:

• Bền, chịu lực tốt

• Liên kết chặt chẽ đảm bảo ổn định ❖ Tín hiệu:

Đầu vào:

• Phím chức năng • Vi xử lí trung tâm • Hệ thống cảm biến

• Các cổng kết nối ngoại vi • Bộ thu phát tín hiệu Đầu ra • Tốc độ

❖ An toàn

• Hệ thống • Vật liệu

• Tổng thể robot • Điều khiển điện ❖ Lắp ráp:

• Phần cơ khí do người có chuyên môn lắp ráp • In và lắp mạch điện tử đảm bảo độ chính xác ❖ Quản lí chất lượng:

• Độ ổn định về tín hiệu truyền phát: 99% • Độ bền: từ 4-5 năm

• Hao mòn: 2-5% trong 2-3 năm

❖ Vận hành:

• Địa hình vượt • Đồi núi

❖ Sản xuất:

• Phương thức sản xuất

• Chất lượng sản phẩm cuối cùng ❖ Bảo trì bảo dưỡng:

• Dễ dàng tháo lắp và thay thế các bộ phận • Chính sách bảo hành: 2 năm

❖ Năng Lượng:

• Điện áp ngõ vào • Điện áp ngõ ra • Công suất

• Công suất động cơ ❖ Vật liệu:

Phần bám bề mặt địa hình: • Vật liệu Phần khung robot:

• Vật liệu • Bộ gá

Cơ cấu truyền chuyển động: • Vật liệu

❖ Tín hiệu:

Đầu vào:

• Phím chức năng • Vi xử lí trung tâm • Hệ thống cảm biến

• Các cổng kết nối ngoại vi • Bộ thu phát tín hiệu Đầu ra:

• Tốc độ An toàn

• Hệ thống • Vật liệu • Con người • Điều khiển điện

❖ Lắp ráp:

• Phần cơ khí • Phần điện

❖ Quản lí chất lượng:

• Độ ổn định về tín hiệu truyền phát • Độ bền

• Hao mòn ❖ Vận hành:

• Địa hình vận hành • Đồi núi thấp ❖ Sản xuất:

• Phương thức sản xuất

• Chất lượng sản phẩm cuối cùng ❖ Bảo trì bảo dưỡng:

• Dễ dàng tháo lắp và thay thế các bộ phận • Chính sách bảo hành: 2 năm

❖ Tái chế:

• Có thể tái chế

Giai đoạn 4: Hình thành vấn đề theo các thuật ngữ trung lập về giải pháp

-Thiết kế robot vượt đồi núi tự động hoặc bán tự động dùng để chở hàng hóa

2.2 Thiết kế cấu trúc chức năng

Tín Hiệu Hiển Thị Tín Hiệu Điều Khiển Và Cảnh Báo

Chú Thích:

: Đường Vật Liệu

: Đường Điện Năng

: Đường Tín Hiệu

29 Điều khiển

tự động

Điều khiển bằng tay

Bộ xử lý tín hiệu và điều khiển

Báo Hiệu

Khởi Động

Lưu trữ năng lượng

Biến đổi điện áp

Chuyển đổi điện-cơ

Dẫn động

Đo tín hiệu môi trường

Thiết lập địa hình

Chuyển đổi

Vượt Địa Hình Đo góc nghiêng

Bảo vệ mạch điện

Xác định Vị Trí

Đo tốc độ

Nhận Biết Va trạm

Hiển Thị

Tín Hiệu

Điện năng

Vị Trí

Robot Vượt

Địa Hình

Tín Hiệu Cảnh Báo

Tốc Độ và trạng thái

2.2.2 Sơ đồ chức năng con

-Xử lý tín hiệu và điều khiển

-Điều khiển tự động

Tín hiệu phản hồi

Xử lý Tín hiệu

Truyền Tín hiệu điều khiển Tín hiệu

điều khiển

Tín hiệu điều khiển

đã xử lý

Tín hiệu ra Truyền

tín hiệu Nhập tín

hiệu điều khiển

Các tham số cài đặt tự động Tín hiệu điều

khiển

-Điều khiển bằng tay

-Lưu trữ năng lượng

-Bảo vệ mạch điện

Tín hiệu Nhận tín hiệu

điều khiển Phát tín hiệu

điều khiển

Tín hiệụ điều khiển Tín hiệu điều

khiển

Lưu trữ Kết nối

Truyền điện

Điện năng Sạc điện

Điện năng

Hiển thị Xử lý tín hiệu và điều khiển

Tự động ngắt

Điện năng

Báo tín hiệu Xử lý tín hiệu và điều khiển

-Biến đổi điện áp

Điện năng đã biến đổi Tăng/ Hạ áp

DC

Điều hướng Giảm tốc

Chuyển động

Cơ năng Điện năng

Đo khoảng cách Tín hiệu

Xử lý tín hiệu và điều khiển

Thiết lập vị trí

Báo tínhiệu

-Thiết lập địa hình

-Đo tín hiệu môi trường

-Chuyển đổi cơ cấu

địa hình

Tín hiệu mô phỏng Vị trí bắt đầu

Cơ năng Địa hình

Xử lý tín hiệu và điều khiển

-Nâng đỡ

-Vượt địa hình

Địa hình

Tạo kết cấu nâng đỡ

Cơ năng Kết nối các

chi tiết Cơ năng

Báo tín hiệu Xử lý tín hiệu và điều khiển