Luận văn ThS VNU-UET: Thiết kế Robot 4 bậc tự do mô phỏng chuyển động tàu thủy

• Tác giả: Đặng Văn Mười
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thăng Long
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghệ - Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử, Truyền Thông
• Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Robot 04 Bậc Tự Do Mô Phỏng Chuyển Động Trên Tàu Thủy
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH
• 1.2. Yêu cầu xây dựng mô hình
• 1.3. Biểu diễn phương hướng của vật thể
• 1.4. TỔNG QUAN VỀ ROBOT
• 1.4.1. Giới thiệu và phân loại robot
• 1.4.2. Phân loại theo dạng hình học của không gian hoạt động
• 1.4.3. Phân loại theo thế hệ
• 1.4.4. Phân loại theo nguồn dẫn động
• 1.4.5. Phân loại theo kết cấu động học
• 1.4.6. Robot song song và ứng dụng
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CƠ KHÍ
• 2.1. TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN MÔ HÌNH
• 2.2. Đánh giá các mô hình robot có sẵn trên thị trường. Lựa chọn mô hình robot song song
• 2.3. Mô hình robot song song 4 bậc tự do
• 2.4. THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
• 2.4.1. Giới thiệu phần mềm Solidworks
• 2.4.2. Thiết kế, mô phỏng và chế tạo
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐIỆN TỬ
• 3.1. THIẾT KẾ, LỰA CHỌN THIẾT BỊ
• 3.1.1. Tính toán, lựa chọn động cơ
• 3.1.2. Tính toán, lựa chọn encoder. Cảm biến chuyển động MPU 6050
• 3.2. Bộ KIT điều khiển Arduino MEGA 2560
• 3.3. Mạch điều khiển động cơ DC
• 3.4. MẠCH ĐIỆN VÀ CÁCH GHÉP NỐI
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
• 4.1. THUẬT TOÁN PID VÀ BỘ LỌC SỐ
• 4.1.1. Thuật toán PID
• 4.1.2. Giới thiệu về thuật toán PID. Ứng dụng điều khiển PID cho robot 4 bậc tự do
• 4.1.3. Lựa chọn bộ thông số PID
• 4.1.4. Thử nghiệm thực tế bộ thông số PID
• 4.1.5. Bộ lọc số
• 4.1.5.1. Bộ lọc số Kalman
• 4.1.5.2. Bộ lọc số Complementary
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM THỰC TẾ
• 5.1.1. Thử nghiệm tốc độ xử lý của vi điều khiển
• 5.1.2. Thử nghiệm giá trị bước dịch chuyển
• 5.1.3. Thử nghiệm bám vị trí của động cơ
• 5.2. PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.2.1. Đối với thiết kế cơ khí
• 5.2.2. Đối với thiết kế điện tử
• 5.2.3. Đối với thiết kế chương trình điều khiển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về luận văn thạc sĩ VNU UET thiết kế robot 04 bậc tự do

Luận văn thạc sĩ tại Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Công nghệ, nghiên cứu về việc thiết kế và chế tạo robot 04 bậc tự do nhằm mô phỏng chuyển động trên tàu thủy. Đề tài này không chỉ mang tính học thuật mà còn có ứng dụng thực tiễn cao trong ngành hàng hải. Việc phát triển robot 04 bậc tự do giúp tối ưu hóa quy trình kiểm tra và thử nghiệm thiết bị trong môi trường mô phỏng, từ đó giảm thiểu rủi ro và chi phí cho các thử nghiệm thực tế.

1.1. Ý nghĩa của việc thiết kế robot 04 bậc tự do

Thiết kế robot 04 bậc tự do có ý nghĩa quan trọng trong việc mô phỏng các chuyển động phức tạp trên tàu thủy. Robot này giúp kiểm tra các thiết bị trong điều kiện tương tự như thực tế, từ đó nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn

Mục tiêu chính của luận văn là phát triển một hệ thống robot có khả năng mô phỏng chuyển động trên tàu thủy, từ đó phục vụ cho việc kiểm tra và tối ưu hóa các thiết bị truyền thông vệ tinh. Hệ thống này sẽ giúp tiết kiệm thời gian và chi phí cho các thử nghiệm thực tế.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế robot 04 bậc tự do

Việc thiết kế robot 04 bậc tự do không chỉ đơn thuần là một bài toán kỹ thuật mà còn gặp phải nhiều thách thức trong quá trình thực hiện. Các vấn đề như độ chính xác trong mô phỏng, khả năng điều khiển và tích hợp các cảm biến là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ chính xác trong mô phỏng chuyển động

Độ chính xác trong mô phỏng chuyển động là yếu tố quyết định đến hiệu quả của robot. Cần phải đảm bảo rằng các thông số chuyển động được mô phỏng chính xác để phản ánh đúng thực tế trên tàu thủy.

2.2. Khả năng điều khiển và tích hợp cảm biến

Khả năng điều khiển robot 04 bậc tự do yêu cầu sự tích hợp hoàn hảo giữa các cảm biến và hệ thống điều khiển. Việc lựa chọn cảm biến phù hợp và lập trình điều khiển chính xác là rất quan trọng để đảm bảo robot hoạt động hiệu quả.

III. Phương pháp thiết kế robot 04 bậc tự do hiệu quả

Để thiết kế robot 04 bậc tự do, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng và các công cụ thiết kế cơ khí là rất cần thiết để tạo ra một sản phẩm hoàn thiện.

3.1. Sử dụng phần mềm Solidworks trong thiết kế

Phần mềm Solidworks được sử dụng để thiết kế và mô phỏng các bộ phận của robot. Việc này giúp giảm thiểu thời gian và chi phí trong quá trình phát triển sản phẩm.

3.2. Lựa chọn linh kiện và vật tư phù hợp

Lựa chọn linh kiện và vật tư là một trong những bước quan trọng trong quá trình thiết kế. Cần phải đảm bảo rằng các linh kiện được chọn có chất lượng tốt và phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của robot.

IV. Ứng dụng thực tiễn của robot 04 bậc tự do trong ngành hàng hải

Robot 04 bậc tự do có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành hàng hải, đặc biệt là trong việc kiểm tra và thử nghiệm các thiết bị truyền thông trên tàu thủy. Việc sử dụng robot giúp tiết kiệm chi phí và thời gian cho các thử nghiệm thực tế.

4.1. Kiểm tra thiết bị truyền thông vệ tinh

Robot được sử dụng để mô phỏng các điều kiện thực tế trên tàu thủy, từ đó kiểm tra hiệu suất của các thiết bị truyền thông vệ tinh. Điều này giúp đảm bảo rằng các thiết bị hoạt động ổn định trong mọi điều kiện.

4.2. Nâng cao hiệu quả nghiên cứu và phát triển

Việc sử dụng robot 04 bậc tự do trong nghiên cứu giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác của các thử nghiệm. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển các sản phẩm mới trong ngành hàng hải.

V. Kết luận và tương lai của robot 04 bậc tự do

Robot 04 bậc tự do không chỉ là một sản phẩm nghiên cứu mà còn mở ra nhiều cơ hội mới trong ngành hàng hải. Tương lai của robot này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho các ứng dụng thực tiễn.

5.1. Tương lai của robot trong ngành hàng hải

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, robot 04 bậc tự do sẽ ngày càng được cải tiến và ứng dụng rộng rãi hơn trong ngành hàng hải. Điều này sẽ giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong các hoạt động kiểm tra và thử nghiệm.

5.2. Hướng phát triển sản phẩm trong tương lai

Hướng phát triển sản phẩm trong tương lai sẽ tập trung vào việc cải tiến tính năng và khả năng hoạt động của robot. Việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới sẽ giúp robot 04 bậc tự do trở thành một công cụ hữu ích trong nhiều lĩnh vực khác nhau.