CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu về robot sự hình thành và phát triển trên thế giới 1.1 Định nghĩa về robot Robot hay còn gọi là “Người máy" là một loại máy có thể thực hiện những công việc một cách tự động bằng sự điều khiển của máy tính hoặc các vi mạch điện tử được lập trình. Robot là một tác nhân cơ khí, nhân tạo, ảo, thường là một hệ thống cơ khí-điện tử. Từ ngữ "robot" thường được hiểu với hai nghĩa: robot cơ khí và phần mềm tự hoạt động.
Do sự đa dạng mức độ tự động của hệ thống cơ-điện tử mà ranh giới phân chia robot với phần còn lại không được rõ ràng, thể hiện ở quan niệm về định nghĩa robot. Về lĩnh vực Robot, Mỹ và Nhật Bản là những nước đi đầu thế giới về lĩnh vực này. Hầu hết các robot đều sử dụng động cơ điện, chủ yếu là động cơ DC chổi thay hoặc không chổi than được dùng trong các robot di động hoặc động cơ AC dùng trong các robot cong nghiệp và các máy CNC. Chúng thích hợp trong các hệ thống nhẹ tải, và dạng chuyển động chủ yếu là chuyển động quay.2 Tình hình phát triển Robot tổng hợp trong nó có cả khoa học và công nghệ.
Để thiết kế và chế tạo được robot, ta cần có các tri thức của toán học, cơ học, vật lý, điện tử, lý thuyết điều khiển, khoa học tính toán và nhiều tri thức khác. Để có thể ứng dụng được rô bốt, ta cần biết rõ về đối tượng ứng dụng. Robot là sản phẩm tích hợp cả khoa học và công nghệ với độ phức tạp cao. Robot đã có những tiến bộ đáng kể trong hơn nửa thế kỷ qua.
Robot đầu tiên được ứng dụng trong công nghiệp vào những năm 60 để thay thế con người làm các công việc nặng nhọc, nguy hiểm trong môi trường độc hại. Do nhu cầu cần sử dụng ngày càng nhiều trong các quá trình sản xuất phức tạp nên robot cần có những khả năng thích ứng linh họat và thông minh hơn. Ngày nay, ngoài ứng dụng sơ khai ban đầu của rô bốt trong chế tạo máy thì các ứng dụng khác như trong y tế, SVTH:Huỳnh Phú Đông 10 Lớp:Điện0120 Đồ Án 3 chăm sóc sức khỏe, nông nghiệp, đóng tàu, xây dựng, an ninh quốc phòng và gia đình đang có nhu cầu gia tăng đang là động lực cho các robot địa hình và robot dịch vụ phát triển. Có thể kể đến một số loại rô bốt được quan tâm nhiều trong thời gian qua là: tay máy robot, robot di động, robot phỏng sinh học và robot cá nhân ( Tay máy robot bao gồm các loại robot công nghiệp.
Hình 1 Ứng dụng robot trong công nghiệp Robot di động được nghiên cứu nhiều như xe tự hành trên mặt đất AGV, robot tự hành dưới nước AUV, robot tự hành trên không UAV và robot vũ trụ. Với robot phỏng sinh học, các nghiên cứu thời gian qua tập trung vào 2 loại chính là robot đi và robot dáng người. Bên cạnh đó, các loại robot phỏng sinh học dưới nước như robot cá, các cấu trúc chuyển động phỏng theo sinh vật biển cũng được nhiều nhóm nghiên cứu phát triển.3 Phân loại robot Thế giới robot hiện nay đã rất phong phú và đa dạng, vì vậy phân loại chúng không đơn giản. Có rất nhiều quan điểm phân loại khác nhau.
Mỗi quan điểm phục vụ một mục đích riêng. Tuy nhiên, có thể nêu ra đây 3 cách phân loại cơ bản: theo kết cấu, theo điều khiển và theo phạm vi ứng dụng của robot Phân loại theo kết cấu: Theo kết cấu (hay theo hình học), người ta phân robot thành các loại: đề các, trụ, cầu, SCARA, kiểu tay người và các dạng khác. SVTH:Huỳnh Phú Đông 11 Lớp:Điện0120 Đồ Án 3 Phân loại theo điều khiển: Có 2 kiểu điều khiển robot: điểu khiển hở và điều khiển kín. Điều khiển hở, dùng truyền động bước ( động cơ điện, động cơ thủy lực,… ) mà quãng đường hoặc góc dịch chuyển tỷ lệ với số xung điều khiển.
Kiểu điều khiển này đơn giản, nhưng đạt độ chính xác thấp. Điều khiển kín (hay điều khiển servo), sử dụng tín hiệu phản hồi vị trí để tãng độ chính xác điều khiển. Có 2 kiểu điều khiển servo: điều khiển điểm – điểm và điều khiển theo đường (contour). Với kiểu điều khiển điểm – điểm, phần công tác dịch chuyển từ điểm này đến điểm kia theo đường thẳng với tốc độ cao.
Nó chỉ làm việc tại các điểm dừng. Kiểu điều khiển này được dùng trên các robot hàn điểm, vận chuyển, tán đinh, bắn đinh,… Điều khiển contour đảm bảo cho phần công tác dịch chuyển theo quỹ đạo bất kỳ, với tốc độ có thể điều khiển được. Có thể gặp kiểu điểu khiển này trên các robot hàn hồ quang, phun sơn. Phân loại theo ứng dụng: Cách phân loại này dựa vào ứng dụng của robot.
Ví dụ, có robot công nghiệp, robot dùng trong nghiên cứu khoa học, robot dùng trong kỹ thuật vũ trụ, robot dùng trong quân sự,… 1.4 Ứng dụng của robot Robot ra đời giúp các dây chuyền sản xuất được tổ chức lại, năng suất và hiệu quả sản xuất được tăng lên rõ rệt. Trong ngành điện tử chúng ta thì Robot được sử dụng nhiều trong công nghệ Đức, công nghệ hàn cắt kim loại, sơn, phun phủ kim loại, tháo lắp vận chuyển, lắp ráp sản phẩm bằng Robot. Ngày nay thì xuất hiện nhiều dây chuyền sản xuất tự động gồm các máy CNC với Robot công nghiệp, các dây chuyền đó đạt mức độ tự động hóa cao, hoạt động linh hoạt… 1.5 Giới thiệu về robot điều khiển bằng wifi Phát triển Robot luôn là một giấc mơ của con người để tạo ra những cỗ máy hoạt động như con người. Nhận ra bài phát biểu và trả lời do đó là một phần quan trọng của giấc mơ này với những cải tiến của công nghệ và nghiên cứu về trí tuệ nhân tạo, giấc mơ này trở thành sự thật một cách tương đối.
Trong dự án này, nó nhằm mục đích đóng góp cho giấc mơ hiện tại. Điều khiển máy móc và hoạt động xung quanh bằng kết nối Wifi trên điện thoại làm cho SVTH:Huỳnh Phú Đông 12 Lớp:Điện0120 Đồ Án 3 cuộc sống của con người dễ dàng và nhẹ nhàng hơn. Dự án này có thể dễ dàng việc triển khai phương pháp này. Robot được điều khiển bằng điện thoại di động.
Lệnh điều khiển sẽ được thực hiện từ ứng dụng kết nối với robot được xử lý trên máy tính hoặc điện thoại và gửi đến robot và cuối cùng robot hoạt động cho phù hợp. Công việc liên quan đến đồ án này là phổ biến trong xã hội ngày nay. Tôi chọn chủ đề này vì nó là một bước đệm vào một thế giới đang ngày càng công nghiệp hóa hơn mỗi năm. Robot được sử dụng trong nhiều ứng dụng trong thế giới thực như sản xuất, xây dựng tàu vũ trụ, quân sự thiết bị, ứng dụng y tế và thậm chí cả đồ gia dụng như máy hút bụi cá nhân.
Robot là một chủ đề rất quan trọng đang thúc đẩy xã hội của chúng ta tiến lên và hướng tới những cải tiến mới. Đồng thời, Wi-Fi đang trở thành một tiện ích được sử dụng nhiều hơn trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nhiều robot được sử dụng đang được điều khiển thông qua kết nối có dây hoặc một dạng kết nối khác, truyền thông không dây. Sẽ rất có ích nếu nghiên cứu sâu hơn về ý tưởng kiểm soát một robot ở mọi nơi trên thế giới thông qua việc sử dụng kết nối Wi-Fi.
Đồ án này sẽ phá vỡ bề ngoài về khả năng điều khiển robot được đặt ở bất kỳ đâu, từ bất kỳ vị trí nào khác có quyền truy cập vào kết nối internet. Nghiên cứu sâu hơn về thế giới robot từ xa sẽ cho phép con người nói chung làm được nhiều việc hơn chúng ta có thể trước đây. Một robot có thể được người dùng điều khiển từ bất kỳ điểm nào sẽ cho phép chúng ta khám phá những lĩnh vực mà chúng ta không thể tự mình thực hiện một cách an toàn. Điều quan trọng là phải thực hiện các bước cần thiết để thúc đẩy hơn nữa những tiến bộ công nghệ của chúng ta.6 Tổng quan robot giám sát điều khiển bằng Wifi 1.1 Sự phát triển Ngày nay Robot học đã đạt được những thành tựu to lớn trong nền sản xuất công nghiệp.
Những cánh tay robot có khả năng làm việc với tốc độ cao, chính xác và liên tục làm tăng năng suất lao động tăng nhiều lần. Chúng có thể làm việc trong các môi trường độc hại như hàn, phun sơn, các nhà máy hạt nhân, hay lắp ráp các linh kiện điện tử tạo ra điện thoại, máy tính,…Một công việc đòi hỏi sự tỉ mỉ, chính SVTH:Huỳnh Phú Đông 13 Lớp:Điện0120 Đồ Án 3 xác cao. Tuy nhiên những Robot này có hạn chế chung đó là hạn chế về không gian làm việc. Không gian làm việc của chúng bị giới hạn bởi các số bậc tự do tay máy và vị trí gắn chúng.
Ngược lại, các Robot tự hành lại có khả năng hoạt động một cách linh hoạt trong các môi trường khác nhau.2 Mô hình hóa của robot Sự phát triển của giám sát robot là một lĩnh vực ngày càng được quan tâm do ứng dụng của nó trong nhiều lĩnh vực khác nhau như an ninh, giám sát công nghiệp, và tự động hóa ngôi nhà. Sự giám sát robot sử dụng ESP32-CAM là một dự án tập trung vào việc phát triển một nền tảng chi phí thấp và robot giám sát hiệu quả cho trong nhà và sử dụng ngoài trời. Robot giám sát đang trở thành ngày càng phổ biến trong thời hiện đại do khả năng giám sát và thu thập của họ thông tin từ một địa điểm từ xa. Việc sử dụng của mô-đun CAM ESP32, là một mô-đun máy ảnh tích hợp với Wi-Fi và Kết nối Bluetooth đã biến điều đó thành hiện thực để tạo ra các robot giám sát có thể được điều khiển từ xa.
Mô-đun CAM ESP32 có kích thước nhỏ mô-đun máy ảnh có thể dễ dàng tích hợp thành một robot. Mô-đun này cung cấp hình ảnh chất lượng cao và có thể được điều khiển bằng cách sử dụng vi điều khiển ESP32. ESP32 Mô-đun CAM cũng có Wi-Fi và Bluetooth khả năng kết nối, cho phép dễ dàng giao tiếp với trạm điều khiển từ xa hoặc một máy tính. Với mô- đun CAM ESP32, nó là có thể tạo ra một robot giám sát có thể được điều khiển từ xa từ máy tính hoặc một thiết bị di động.
Robot có thể được được lập trình để di chuyển xung quanh một khu vực cụ thể và ghi lại hình ảnh hoặc video của vùng lân cận.