Đặt vấn đề Trong bối cảnh nền kinh tế Việt Nam đang trên đà phát triên nhanh chóng, lĩnh vực y tế cũng cần được chú trọng đầu tư để kịp thời đáp ứng những yêu cầu ngày càng cao của người dân về chất lượng của các dịch vụ chăm sóc sức khỏe. Vì thé, viéc img dung cac robot vao linh vuc y té can được chú trọng nghiên cứu và phát triển nhằm nâng cao chất lượng dich vụ y tế, hỗ trợ tốt nhất các y bác sĩ trong điều trị và chăm sóc sức khỏe. Trong các hoạt động vận chuyên máu ở bệnh viện đòi hỏi phải đảm bảo các túi máu được vận chuyên nhanh chóng, an toàn và hiệu quả. Tuy nhiên, các bệnh viện ở Việt Nam hiện nay, các túi máu thường được vận chuyên thủ công tiềm ân nhiều nguy cơ, gây quá tải cho nhân viên y tế và ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ.
Đề giải quyết vẫn đề trên đòi hỏi phải ứng dụng robot vào hoạt động này đề có thể vận chuyên các sinh phẩm một cách tự động, an toàn và hiệu quả. “Vận chuyển máu tự động giúp giảm thời gian chờ đợi, điều này rất quan trọng để đảm bảo tính toàn vẹn của các sản phẩm máu và mang lai kết quả tích cực cho bệnh nhân. Robot vận chuyển sinh phẩm tự động đảm bảo tính nguyên vẹn của máu và mẫu phẩm — đồng thời đảm bảo chúng đến đó nhanh chóng và an toàn. Từ ngân hàng máu đến phòng cấp cứu, Robot vận chuyển sinh phẩm tự động giúp giảm thiểu sai sót và tăng hiệu quả trên toàn cơ sở chăm sóc sức khỏe, đẳng thời giúp các nhân viên y tế có thời gian tập trung vào những công viéc quan trong khác.
” [I] Trong khuôn khổ của Khóa luận tốt nghiệp, với mong muốn nghiên cứu, thiết kế và phát triên một hệ thống vận chuyển sinh phẩm tự động để giải quyết vấn đề trên và góp phần cho sự phát triển của robot trong hoạt động vận chuyên sinh phâm nói riêng và lĩnh vực y tế nói chung. Nhóm chúng em quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống vận chuyền sinh phẩm tự động”. Đây là một hệ thống có chức năng điều phối và kiểm soát hoạt động của nhiều robot vận chuyển một cách đồng bộ. Bên cạnh đó, hệ thống còn giúp việc quản lý, theo dõi và giám sát các hoạt động vận chuyên sinh phẩm trở nên đễ đàng hơn.
Chúng em mong rằng những kết quả thu được từ quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài trong bài báo cáo này sẽ góp một phần nhỏ vào phát triển lĩnh vực y tế của nước ta cũng như làm cơ sở cho việc phát triển những ý tưởng mới về robot trong tương lai trong lĩnh vực y tế và nhiều lĩnh vực khác. Giới hạn và phạm vỉ nghiên cứu Tìm hiểu về các hệ thống robot tự hành với thiết kế chuyên dụng cho việc vận chuyên sinh phẩm y tế, tập trung vào sự ổn định, an toàn và khả năng làm việc trong môi trường bệnh viện. Nghiên cứu, xây dựng các thuật toán và phần mềm điều khiển robot vận chuyển. Xây dựng hệ thống máy chủ giao tiếp với các robot dé quản lý và vận hành đồng bộ.
Thiết kế các bản vẽ 3D và bản vẽ 2D bằng phần mềm Solidworks và sử dụng phần mềm Matlab đê mô phỏng chuyên động, tính toán và hoàn chỉnh thiết kế hệ thống. Gia công, lắp ráp và chế tạo mô hình robot để triển khai thực nghiệm. Các thông số thiết kế hệ thống ban đầu như sau: Số lượng robot hệ thống quản lý: 2 robot /tang Không gian hoạt động: giới hạn chiều rộng 1,2 (m) đến 1,6 (m), di chuyên giữa các phòng Khối lượng vận chuyên tối đa của robot: 12 (kg) Tốc độ tối đa của robot: 150 (rpm) Công suất trung bình: 1000 sinh phâm/ngày 1. Các nội dung thực hiện Đề tài bao gồm các nội dung chính như sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan Chương 2: Giới thiệu tổn quan và cơ sở lý thuyết Chương 3: Thiết kế và gia công cơ khí robot Chương 4: Thiết kế bộ điều khiển robot Chương 5: Xây dựng hệ thống truyền thông giữa các robot và mạng trung tâm Chương 6: Thi công mô hình điều khiển thực nghiệm Chương 7: Kết luận và hướng phát triển CHUONG 2: CO SO LY THUYET 2.
Tổng quan về hệ thống vận chuyển hàng hóa 2. Hệ thống vận chuyển sử dụng băng tải Băng tải là I trong những phương án có thể xem xét khi muốn vận chuyên hàng hóa giữa các phòng. Trước hết, băng tải cho phép đi chuyên hàng hóa một cách linh hoạt và nhanh chóng giữa các phòng, khu vực khác nhau, giúp tối ưu hóa luồng vật tư. Hơn nữa, sử dụng băng tải giúp giảm nhu cầu về nhân lực, tiết kiệm chi phí nhân công trong khi vẫn đảm bảo tốc độ xếp đỡ và vận chuyên hàng hóa.
Không chỉ vậy, việc tích hợp băng tải vào hệ thống còn mang lại lợi ích về mặt an toàn, loại bỏ rủi ro tai nạn lao động do di chuyển hàng thủ công. Nhìn chung, việc sử dụng băng tải để vận chuyển hàng hóa giữa các phòng trong nhà kho là một giải pháp hiệu quả, góp phần nâng cao năng suất và hiệu quả hoạt động.1 Hệ thông băng tải 2. Hệ thống vận chuyển sử dụng AGV Hệ thống vận chuyên hàng hóa sử dụng AGV đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các kho hàng và trung tâm logistics hiện đại. AGV là những phương tiện vận chuyên tự động, không cần người lái, được lập trình và điều khiển bởi hệ thống máy tính trung tâm.
Chúng được trang bị các cảm biến và công nghệ định vị đề tự hướng dẫn và di chuyên an toàn trong môi trường kho hàng. Việc sử dụng hệ thống AGV mang lại nhiều ưu điểm như tăng năng suất vận chuyển, giảm chi phi nhân công, nâng cao độ chính xác, cải thiện an toàn và tăng khả năng linh hoạt. Tuy nhiên, triển khai hệ thống AGV cũng đòi hỏi các khoản đầu tư lớn về cơ sở hạ tầng, công 4 nghệ và đào tạo nhân viên, vì vậy doanh nghiệp cần tiến hành đánh giá kỹ lưỡng trước khi quyết định áp dụng.2 Hệ thông vận chuyên sử dụng AGV 2. Hệ thống Autostore Hiện nay, với nhu cầu tiêu dùng tăng nhanh, kho hàng chiếm một khối lượng lớn không tương xứng so với số lượng hàng hóa lưu trữ tương đối hạn chế.
Điều này đã dẫn đến sự xuất hiện của một thế hệ kho mới.3 Hệ thống autoStore Với sự ra đời của các nhà kho mới, các công ty tiếp tục tận dụng công nghệ từ các nhà kho cũ cùng với robot AMR. Tuy nhiên, trong báo cáo này, chúng em cho rằng các nhà kho thế hệ mới rất phù hợp với robot AGV. Việc sử dụng robot AGV trở nên hợp lý và có nhiều ưu điểm so với robot AMR. Các nhà kho mới đã giải quyết được những hạn chế trước đây của AGV, như nhu cầu về đường đi cụ thể và khả năng hoạt động trong môi trường không có chướng ngại vật.
Điểm then chốt là các nhà kho thế hệ mới là môi trường khép kín, chỉ cần hệ thống điều khiển mà không cần sự can thiệp của con người. Điều này khiến việc triển khai hoặc mở rộng mô hình robot AGV trở nên cực kỳ đơn giản và tiết kiệm chỉ phí. Vì vậy, với những ưu điểm về tinh đơn giản, ổn định và khả năng tự động hóa của mô hình, việc sử dụng robot AGV trong các nhà kho thế hệ mới được đánh giá là một lựa chọn rất phù hợp và hiệu quả. Đây là một xu hướng đáng chú ý trong ngành công nghiệp logistics hién nay.
Các thành phần chính của hệ thống vận chuyển hàng hóa: buffer restricted zone robot grid/rail 1/O shaft stack height — (with or without lift picking level Hình 2.4 Cầu trúc của hệ thong autoStore ¢ Robot AGV: Phương tiện vận tải tự động được dẫn hướng bằng đường ray trên lưới, có khả năng nâng và đặt container bằng cơ cấu nâng của nó. e _ Ray: Không gian hoạt động robot sẽ xung quanh các ray. Ray được thiết kế theo dạng lưới cố định, giúp robot di chuyển dễ dàng e Hệ thống cảm biến: các hệ thống cảm biến xung quanh giúp robot biết chính xác tọa độ của mình. e Các ô chứa hàng: Các kiện hàng sẽ được sắp xếp chồng lên nhau vào nơi chứa hàng.
6 © _ Trạm lấy hàng: Trạm lấy hàng thường được thiết kế và bố trí một cách khoa học, nhằm tối ưu hóa quy trình lấy hàng. Sơ lược về Mobile Robot Mobile Robot, là các hệ thống công nghệ tiên tiến được thiết kế dé thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau và cung cấp hỗ trợ trong các môi trường khác nhau. Những robot này đang cách mạng hóa các ngành công nghiệp và cuộc sống hàng ngày bằng cách cung cấp một loạt các dịch vụ và lợi ích cho cá nhân, doanh nghiệp và xã hội nói chung. Hiện nay, Mobile robot được chia thành 2 dạng chính là AGV và AMR: Robot AGV (Automated Guide Vehicle): Robot van chuyén AGV hay con goi la xe tu hanh AGV (Automated Guided Vehicle).
Giúp vận chuyển sản phâm, hàng hóa, nguyên liệu trong các nhà máy, kho bãi. Giảm thiểu sự can thiệp của con người cũng như tăng cường hiệu quả sản xuất.5 Robot AGV trong nha kho Robot AMR (Autonomous Mobile Robot): AMR 1a robot di động tự động, có khả năng tự đình hình và tự điều chỉnh để di chuyên trong môi trường động. Ứng dụng của AMR. thường được sử dụng để tự động hóa các công việc như đóng gói, đặt hàng và vận chuyên trong nhà kho.6 Robot AMR trong đời sống 2.
Các thành phần chính của robot Mobile Mobile robot có những thành phần chính như sau: ©_ Khung chịu luc (Chassis): Day là phan cơ khí chịu lực chính của robot, được thiết kế đề chịu được trọng lượng của các thành phần khác và hỗ trợ việc di chuyển. e Hệ thống di chuyển (Locomotion system): Bao gồm các bánh xe, chân hoặc các cơ chế đặc biệt khác để cho phép robot đi chuyên, như động cơ điện, hệ thống truyền động, v. e_ Cảm biến (Sensors): Các cảm biến như camera, cảm biến quang, cảm biến va chạm, cảm biến định vị, v. giúp robot cảm nhận và tương tác với môi trường xung quanh.
e Hệ thống điều khiển (Control system): Bao gồm các mạch điện tử, bộ vi xử lý, hệ thống điều khiển và lập trình để kiêm soát và điều hướng các hoạt động của robot. e Nguồn điện (Power source): Thường là pin hoặc ắc quy để cung cấp năng lượng cho robot hoạt động. e Bộ nhớ và xử lý (Memory and computation): Các thiết bị lưu trữ dữ liệu và các vi xử lý để phân tích và thực hiện các lệnh.