Đồ Án Tốt Nghiệp Về Robot Vận Chuyển Tài Liệu Tại Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh

• Tác giả: Nguyễn Đình Hiếu
• Người hướng dẫn: PGS. Vũ Văn Phong
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa
• Đề tài: Robot Vận Chuyển Tài Liệu
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: TP Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Tình hình nghiên cứu
• 1.2.1. Tình hình nghiên cứu bên ngoài thế giới
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.2.3. Tình hình nghiên cứu tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Nội dung nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Mô hình động học Robot di chuyển hai bánh vi sai
• 2.1.1. Động học thuận của hệ Robot di chuyển hai bánh vi sai
• 2.1.2. Động học nghịch của hệ Robot di chuyển hai bánh vi sai
• 2.2. Giới thiệu về ROS (Robot Operating System)
• 2.2.1. ROS Filesystem Level
• 2.2.2. ROS Computation Graph Level
• 2.2.3. ROS Community Level
• 2.3. Cơ sở lý thuyết về Web
• 2.3.1. Ngôn ngữ lập trình Web
• 2.3.2. Giao tiếp giữa server với ROS và trình duyệt
• 2.4. Thuật toán sử dụng cho Robot
• 2.4.1. Thuật toán Dijkstra
• 2.4.2. Thuật toán Dynamic Window Approach
• 2.4.3. Thuật toán tối ưu đàn kiến (Ant Colony Optimization)
• 2.4.4. Thuật toán PID
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• 3.1. Yêu cầu thiết kế
• 3.2. Thiết kế hệ thống cơ khí
• 3.2.1. Phần khung thân dưới
• 3.2.2. Phần khung thân trên
• 3.2.4. Bản vẽ tổng quan Robot
• 3.2.5. Kết quả thi công
• 3.3. Thiết kế hệ thống điện
• 3.3.1. Tính toán và lựa chọn động cơ
• 3.3.2. Tính toán và lựa chọn nguồn
• 3.3.3. Vi điều khiển Arduino Mega 2560
• 3.3.4. Driver điều khiển động cơ ZDBLD510 DC
• 3.3.5. Máy tính điều khiển trung tâm
• 3.3.6. Cảm biến RPLidar A1-M8
• 3.3.7. Cảm biến MPU 6050
• 3.3.8. Cảm biến siêu âm HC-SR04
• 3.3.9. Kết quả thi công
• 4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG PHẦN MỀM
• 4.1. Mô tả tổng quan Robot vận chuyển tài liệu
• 4.2. Xây dựng bản đồ
• 4.3. Điều hướng Robot trên bản đồ đã tạo
• 4.4. Giải bài toán TSP
• 4.5. Xây dựng giao diện người dùng bằng Web
• 4.5.1. Xây dựng server Apache
• 4.5.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu MySQL/MariaDB
• 4.5.3. Thiết kế và xây dựng lấy thông tin từ trang Web xuống cơ sở dữ liệu
• 4.5.4. Cầu nối Rosbridge
• 4.5.5. Kết nối API một số ứng dụng cho trang Web
• 4.5.6. Thiết kế giao diện dành cho người dùng
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM
• 5.1. Kết quả mô phỏng
• 5.1.1. Mô phỏng trên Matlab
• 5.1.2. Mô phỏng trên Gazebo
• 5.2. Kết quả thực nghiệm
• 5.2.1. Điều khiển vận tốc bánh xe sử dụng bộ điều khiển PID
• 5.2.2. Vẽ bản đồ với Gmapping
• 5.2.3. Kết quả về việc điều hướng robot
• 5.2.4. Khả năng né tránh vật cản
• 5.2.5. Kết quả giải bài toán TSP tối ưu cho Robot
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Đồ Án Tốt Nghiệp Robot Vận Chuyển Tài Liệu

Đồ án tốt nghiệp với đề tài "Robot Vận Chuyển Tài Liệu" tại Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh là một nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực công nghệ robot. Đề tài này không chỉ giúp sinh viên áp dụng kiến thức lý thuyết vào thực tiễn mà còn góp phần vào việc phát triển hệ thống tự động hóa trong môi trường giáo dục. Robot vận chuyển tài liệu được thiết kế nhằm tối ưu hóa quy trình giao nhận tài liệu giữa các phòng ban, từ đó nâng cao hiệu quả làm việc.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu của Đồ Án

Mục tiêu chính của đồ án là phát triển một robot tự động có khả năng vận chuyển tài liệu giữa các phòng ban trong trường. Robot này sẽ giúp giảm thiểu thời gian và công sức của nhân viên, đồng thời đảm bảo an toàn cho tài liệu trong quá trình vận chuyển.

1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là các robot di động sử dụng công nghệ điều khiển tự động. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc thiết kế, lập trình và thử nghiệm robot trong môi trường thực tế tại Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh.

II. Thách thức trong việc Vận Chuyển Tài Liệu bằng Robot

Việc vận chuyển tài liệu bằng robot gặp phải nhiều thách thức, bao gồm việc xác định lộ trình tối ưu và đảm bảo an toàn cho tài liệu. Các vấn đề này cần được giải quyết để đảm bảo hiệu quả của hệ thống tự động hóa. Sự phát triển của công nghệ robot cũng đặt ra yêu cầu cao về khả năng xử lý và lập trình cho robot.

2.1. Vấn đề xác định lộ trình

Một trong những thách thức lớn nhất là xác định lộ trình tối ưu cho robot. Việc này đòi hỏi sử dụng các thuật toán như Ant Colony Optimization (ACO) để tối ưu hóa đường đi, giúp robot di chuyển hiệu quả và nhanh chóng.

2.2. An toàn và bảo mật tài liệu

Đảm bảo an toàn cho tài liệu trong quá trình vận chuyển là một yếu tố quan trọng. Robot cần được lập trình để tránh va chạm và bảo vệ tài liệu khỏi các rủi ro như mất mát hoặc truy cập trái phép.

III. Phương pháp Thiết kế Robot Vận Chuyển Tài Liệu

Để thiết kế robot vận chuyển tài liệu, nhóm nghiên cứu đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm việc sử dụng ROS (Robot Operating System) và các công cụ lập trình hiện đại. Việc này giúp tối ưu hóa quy trình phát triển và đảm bảo tính khả thi của robot trong thực tế.

3.1. Sử dụng ROS trong phát triển Robot

ROS cung cấp một nền tảng mạnh mẽ cho việc phát triển robot, cho phép lập trình viên dễ dàng tích hợp các cảm biến và thiết bị điều khiển. Việc sử dụng ROS giúp tăng cường khả năng tương tác và điều khiển robot trong môi trường thực tế.

3.2. Thiết kế phần cứng và phần mềm

Thiết kế phần cứng bao gồm việc lựa chọn động cơ, cảm biến và các linh kiện cần thiết cho robot. Phần mềm được lập trình để điều khiển robot, xử lý dữ liệu từ cảm biến và thực hiện các thuật toán tối ưu hóa lộ trình.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Robot Vận Chuyển Tài Liệu

Robot vận chuyển tài liệu không chỉ có ứng dụng trong môi trường giáo dục mà còn có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như bệnh viện, khách sạn và nhà máy. Việc sử dụng robot giúp tăng cường hiệu quả và giảm thiểu chi phí lao động.

4.1. Ứng dụng trong môi trường giáo dục

Tại Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh, robot vận chuyển tài liệu giúp sinh viên và giảng viên tiết kiệm thời gian trong việc giao nhận tài liệu, từ đó nâng cao hiệu quả học tập và giảng dạy.

4.2. Ứng dụng trong lĩnh vực dịch vụ

Robot cũng có thể được sử dụng trong các lĩnh vực dịch vụ như khách sạn và bệnh viện, nơi mà việc vận chuyển hàng hóa và tài liệu là rất quan trọng. Robot giúp cải thiện trải nghiệm của khách hàng và tăng cường hiệu quả hoạt động.

V. Kết luận và Tương lai của Robot Vận Chuyển Tài Liệu

Robot vận chuyển tài liệu đang trở thành một phần quan trọng trong việc tự động hóa quy trình làm việc. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến và ứng dụng mới, giúp nâng cao hiệu quả và an toàn trong việc vận chuyển tài liệu.

5.1. Tiềm năng phát triển trong tương lai

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, robot vận chuyển tài liệu có thể được cải tiến để hoạt động hiệu quả hơn, với khả năng tự học và thích ứng với môi trường làm việc.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện khả năng nhận diện và xử lý tình huống của robot, từ đó nâng cao tính tự động và an toàn trong quá trình vận chuyển tài liệu.