Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT HÚT BỤI TỰ ĐỘNG 1.1 Robot là gì? Robot có nghĩa là người máy là một máy loại có thể thực hiện các công việc tự động bằng sự điều khiển của máy tính hoặc các vi mạch điện tử được thiết lập. Rôbốt là một cơ khí, nhân tạo, ảo, thường là một cơ khí hệ thống. Với sự xuất hiện và chuyển động của mình, robot gây cho người ta cảm giác rằng nó có ý nghĩa tương tự như con người. Từ "robot" thường được hiểu với hai nghĩa: robot cơ khí và tự động hoạt động phần mềm.
Về các lĩnh vực Robot, Mỹ và Nhật Bản là những người đi đầu thế giới về lĩnh vực này. Hầu hết các robot đều sử dụng động cơ, chủ yếu là động cơ DC thay thế hoặc không sử dụng được trong các hoạt động của rô bốt hoặc động cơ AC sử dụng rô bốt công nghiệp và CNC. Chúng tôi thích hợp trong tải nhẹ hệ thống và chuyển đổi yếu tố chủ động là chuyển động quay.2 Robot hút bụi tự động dùng trong nhà là gì? Robot hút bụi tự động (tiếng Anh: robotic vacuum cleaner) là một robot hút bụi với lập trình thông minh giúp tự động hóa việc hút bụi. Robot hút bụi có một số tính năng: tự động làm việc tự động lập bản đồ căn phòng lên phương án làm việc tối ưu, trang bị cảm biến bụi bẩn điều khiển lực hút, linh hoạt thay đổi theo chất liệu sàn khác nhau; màng lọc giúp lọc sạch ion siêu nhỏ và loại bỏ các chất gây kích ứng da; tia tử ngoại UV diệt khuẩn giúp robot hút bụi hiệu quả với cả rác bẩn vật lý và hóa học.
Một công việc gia đình rất đáng chú ý là lau sàn thường được coi là khó chịu, khó khăn, vụng về và nhàm chán. Trong hầu hết các trường hợp, người dọn dẹp được thuê để làm nhiệm vụ này thay vì người dân trong hộ gia đình làm việc đó. Sự khó chịu do công việc vặt lặp đi lặp lại này đòi hỏi phải phát triển một máy hút bụi có thể hỗ trợ con người thực hiện công việc như vậy. Máy hút bụi là một thiết bị cơ điện thường được sử dụng để làm sạch sàn nhà, đồ đạc, thảm và thảm bằng cách hút.
Một động cơ điện bên trong thiết bị làm quay quạt tạo ra một phần chân không và làm cho không khí bên ngoài tràn vào không gian được sơ tán. Điều này buộc mọi bụi bẩn gần vòi phun vào túi bên trong máy hoặc dính vào bên ngoài. Các máy hút bụi hiện nay, mặc dù hiệu quả, nhưng khá cồng kềnh và do đó cần nhân lực lớn để hoạt động tốt. Những chất tẩy rửa được biết đến trước đó là của Daniel Hess ở Iowa (năm 1860) và Ives W.
Trong khi loại trước đây sử dụng ống thổi để tạo ra lực hút và gom bụi bằng chổi quay, loại sau hoạt động với dây curoa được điều khiển bằng quạt quay tay khiến nó hoạt động khó khăn. SVTH: ĐỖ PHẠM THANH - PHẠM ĐỨC TRÍ GVHD: Th.S PHẠM VĂN PHÁT xiv TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Tên Đề Tài: Nghiên Cứu, Thiết Kế Robot Hút Bụi Sử Dụng Trong Gia Đình Vào cuối những năm 1990 và đầu những năm 2000, các loại xe quét hiệu quả hơn được trang bị lực hút hạn chế đã được phát triển. Một số thương hiệu nổi bật là iRoomba, Neato và bObsweep. Tùy thuộc vào mục tiêu thiết kế, robot hút bụi thích hợp cho văn phòng, khách sạn, bệnh viện và gia đình.
Tuy nhiên, hầu hết các chất tẩy rửa giá rẻ cần một thuật toán mô hình làm sạch tốt hơn để hoạt động hiệu quả trong khi các máy thông minh khá tốn kém và do đó vượt quá tầm với của hầu hết các ngôi nhà. Những thách thức này đã được cân nhắc kỹ lưỡng trong khi thiết kế robot hút bụi được mô tả trong bài báo này. Robot hút bụi hiện tại được chế tạo từ phế liệu máy tính, cảm biến siêu âm và vi điều khiển Arduino UNO R3 khiến nó tương đối rẻ. Nó điều hướng các phòng bằng cách sử dụng một thuật toán theo khuôn mẫu và cơ chế làm sạch của nó được tăng cường nhờ hai máy quét xoay đặt cạnh nhau.
Hình dạng đĩa của nó đã được xem xét cẩn thận trong thiết kế của các bộ quét trong khi hiệu quả của nó đã được đánh giá.2 Giới thiệu các sản phẩm trên thị trường 1.1 Robot Romba: Robot Roomba của hãng iRobot là một robot hút bụi thông minh. Không giống như các loại máy hút bụi thông thường. Roombathực hiện công việc hút bụi một cách hoàn toàn tự động theo chương trình đã được lập sẵn. Roomba thích hợp cho các gia đình và văn phòng có nền gỗ, thảm, đá hoa.
Với kích thước nhỏ gọn robot có thể di chuyển hết các phòng, những nơi mà máy hút bụi thông thường khó vào được như gầm bàn, giường, sofa, … Các chức năng nổi bật của Roomba là điều khiển từ xa bằng remote control tự cảm nhận tránh vật cản, tự động sạc khi hết nguồn pin. Roomba có khả năng di chuyển linh hoạt như di chuyển hình xoắn ốc, zigzag, … HÌNH 1. 1 Kết cấu của robot Rombo SVTH: ĐỖ PHẠM THANH - PHẠM ĐỨC TRÍ GVHD: Th.S PHẠM VĂN PHÁT xv TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Tên Đề Tài: Nghiên Cứu, Thiết Kế Robot Hút Bụi Sử Dụng Trong Gia Đình 1.2 Robot LG Hombot Hombot là một robot hút bụi thông minh thế hệ mớido hãng LG nghiên cứu chế tạo. 2 Kết cấu robot LG Hombot Hệ thống cảm nhận vật cản của robot sử dụng cảm biến siêu âm, cảm này giúp cho robot phát hiện vật cản hiệu quả, đo khoảng cách chuẩn xác.
Robot tiếp xúc với vật cản từ khoảng cách rất nhỏ với chỉ 5 mm. Không giống như các robot hút bụi khác, Hombot hoạtđộng hiệu quả nhờ các chế độ di chuyển hợp lý, như hình xoáy ốc, zigzag, phân ngăn, phân ô. Trang bị camera nhận biết không gian, từ đó đưa ra lịnh trình làm việc hiệu quả cao. Ví dụ như: những nơi mà robot đã đi qua sẽ không lập lại, ưu tiên làm sạch ở những nơi bẩn hơn.3 Các tính năng chính của robot hút bụi sử dụng trong nhà 1.1 Tích hợp công nghệ Máy hút bụi có bánh xe, hệ thống làm sạch, điện và điều khiển, các cảm biến chống rơi cầu thang và cảm biến tránh vật cản, tất cả đều hoạt động hài hòa để đạt được hiệu quả làm sạch.
Trong khi thiết kế các hệ thống này; triển vọng thẩm mỹ, trọng lượng tổng thể và kết nối điện đã được chú ý thích hợp. Bố cục chung cho thấy vị trí của động cơ quét rác, bánh xe trục và động cơ điều khiển servo trong số những thứ khác.2 Hệ điều khiển chuyển động Chúng tôi đã xem xét trọng lượng gần đúng của robot để phân phối tải trọng lên hệ thống bánh xe một cách chính xác. Trong thực tế, một thiết kế tốt sẽ tập trung tải nhiều hơn vào bánh trục và ít vào bánh trước vì bánh sau được thiết kế để chuyển động lực di chuyển và bánh trước có tác dụng tự chuyển hướng đi của robot. Thiết kế ý tưởng của robot sao cho hệ thống bánh xe của nó đối xứng và chia đều trọng lượng của một robot để nó có thể chịu lực tốt nhất.
Có nghĩa là các bánh xe được phân bổ đều trên SVTH: ĐỖ PHẠM THANH - PHẠM ĐỨC TRÍ GVHD: Th.S PHẠM VĂN PHÁT xvi TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Tên Đề Tài: Nghiên Cứu, Thiết Kế Robot Hút Bụi Sử Dụng Trong Gia Đình cấu trúc. Hai bánh xe trục, được dẫn động bằng động cơ DC được điều khiển bằng servo, điều khiển robot bằng cách chuyển hướng bánh xe một cách chủ động và nhanh chóng, chỉ cho phép chuyển động theo các hướng song song và tạo ra mô-men xoắn cần thiết để di chuyển robot. Bánh trước sử dụng loại tự điều hướng. Nó được thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho chuyển động ngược và xuôi của robot.1 Cảm biến siêu âm HR-S04 Vì đặc thù robot hút bụi sử dụng trong gia đình nên trong nhà sẽ có các vật dụng làm vật cản ảnh hưởng đến hoạt động của robot, cũng như sẽ gây hư hại khi va chạm với các vật dụng trong nhà như hư hỏng thiết bị… Do đó, từ nhu cầu thiết yếu mà chúng tôi thiết kế lắp đặt các cảm biến để theo dõi cũng như giúp robot vận hành trong nhà một cách suôn sẻ và tránh được các vật cản một cách tốt nhất để giảm thiểu tối đa các hư hại có thể xảy ra khi robot hoạt động.2 Cảm biến hồng ngoại Cũng như cảm biến siêu âm đẻ tránh các vật cản, thì còn một lí do nữa, là trong gia đình thường có các cầu thang, vì lẽ đó ta phải thiết kế lắp đặt các cảm biến hồng ngoại để theo dõi và tranh được các trường hợp robot đang hoạt động vô tình chạy tới khu vực có cầu thang và rơi xuống gây hư hại nặng nề cho robot.4 Ưu điểm Robot có kích thước nhỏ gọn giúp di chuyển linh hoạt.
Bo lớn các góc nâng cao hiệu quả làm việc. Diện tích không gian bên trong robot khá rộng. Kiểu dáng và màu sắc đẹp. Các phần cấu thành nên robot được bố trí hợp lý 1.5 Nhược điểm Robot hạn chế hoạt động những địa hình nhấp nhô.
Dung lượng pin hơi khiêm tốn khiến cho robot không thể vận hành quá lâu. Lặp lại những diện tích đã làm việc. Robot chưa thể tự xạc nguồn. Giải thuật robot chưa đa dạng, chỉ có thể di chuyển trên mặt sàn phẳng, vật cản sát tường.
Chưa có kết quả thực nghiệm. SVTH: ĐỖ PHẠM THANH - PHẠM ĐỨC TRÍ GVHD: Th.S PHẠM VĂN PHÁT xvii TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Tên Đề Tài: Nghiên Cứu, Thiết Kế Robot Hút Bụi Sử Dụng Trong Gia Đình CHƯƠNG 2: KẾT CẤU PHẦN CỨNG CỦA ROBOT HÚT BỤI 2.1 Quy trình thực hiện Tham khảo sản phẩm robot hút bụi có trên thị trường. Xây dựng các phương án thiết kế. Phân tích và chọn phương án thiết kế.
Thi công phương án lựa chọn. Thử nghiệm sản phẩm. Kết luận và hướng phát triển.2 Yêu cầu kĩ thuật Robot hút bụi chỉ có nhiệm vụ di chuyển hút bụi và tránh vật cản phía trước. Phần cơ khí của robot hút bụi cứng vững để mang được pin, mạch điều khiển, cảm biến… Tốc độ di chuyển không quá nhỏ cũng không lớn quá, không gây khó khăn cho việc điều khiển.
Cơ cấu cơ khí nhỏ gọn, giúp cho robot di chuyển linh hoạt. Kiểu dáng, màu sắc đẹp.