Đặt vấn đề Trong thời đại ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của Khoa học công nghệ nói riêng và tất cả các ngành, các lĩnh vực nói chung. Song song với sự phát triển đó thì vẫn đề ô nhiễm môi trường vẫn đang là một điểm nhấn nguy hiểm cho môi trường sống của con người trên toàn thế giới. Sự ô nhiễm cho đến thời điểm hiện tại thì không chỉ dừng lại cụ thể ở môi trường sống nào mà có thể nói là tất cả. Chính vì vậy, việc bảo vệ và cải thiện môi trường sống không chỉ đơn thuần là mọi người tự ý thức về cách sống, về suy nghĩ mà cụ thể là những giải pháp, những gì mà thực tiễn để bắt tay vào làm sạch sự ô nhiễm đó.
Để đối phó với khối lượng rác khổng lồ được thải ra hàng ngày, thì cần số lượng nhân công rất lớn để thu gom hết, có khi người ta không thể thu gom sạch hết được lượng rác này làm cho rác còn tồn động khá nhiều và nguy cơ gây ra ô nhiễm là rất lớn. 3 Hình ảnh rác trong những ngày lễ, tết Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của cách mạng công nghệ 4.0, sự tham gia của máy móc vào các hoạt động thường ngày đã đóng vai trò rất quan trọng, hỗ trợ cuộc sống của con người dễ dàng hơn, tiện lợi hơn. Các loại Robot thay thế sức lao động của con người trong rất nhiều các hoạt động sản xuất, lao động,. Đặc biệt trong cộng đồng cũng đã có sự xuất hiện của rất nhiều các loại thiết bị công nghệ hiện đại để giải phóng sức lao động của các nhân lực, hỗ trợ người công nhân để có thể đạt được năng suất tốt hơn mỗi ngày.
Vì vậy đề tài “Thiết Kế Chế Tạo Mô Hình Robot Dọn Rác Ứng Dụng Bánh Đa Hướng Swerve Wheel” của nhóm thực hiện là những sinh viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM ngoài việc ý tưởng và mong muốn góp phần cải thiện môi trường sống, một phần nào đó giúp cho môi trường cộng đồng xanh, sạch, đẹp hơn và đó còn là sự vận dụng trải nghiệm những gì đã học được vào đề tài nhằm đạt được mục đích đề ra sao cho hiệu quả nhất.3 Nghiên cứu tổng quan trong nước và ngoài nước Trên thế giới, Robot tự hành đã được nghiên cứu phát triển từ lâu và ngày càng có nhiều ứng dụng đa dạng do tích hợp các công nghệ mới nhất, điển hình là Axter Automation. Robot tự hành của Axter Automation có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng để vận chuyển nhiều loại vật liệu khác nhau bao gồm pallet, cuộn, giá đỡ, xe đẩy và thùng chứa. ➢ Lợi ích của Robot AGV trong Axter Automation: + Tăng hiệu quả và giảm chi phí bằng cách giúp tự động hóa cơ sở sản xuất hoặc nhà kho + Độ tin cậy cao 3 + Đáp ứng nhu cầu của người vận hành một cách kịp thời và chính xác + Có thể được lắp đặt vào các cơ sở hiện có mà không cần sửa đổi ít hoặc không thay đổi cấu trúc của môi trường hoạt động không giống như các giải pháp tự động hóa thông thường thường yêu cầu sửa đổi tốn kém + Có thể được triển khai nhanh chóng trong bất kỳ cơ sở nào và các phương tiện có thể dễ dàng tùy chỉnh để phù hợp với nhu cầu của tải trọng được vận chuyển. + Năng suất cao hơn + Hoạt động gần như suốt ngày đêm mà không cần thời gian nghỉ ngơi và nghỉ dưỡng + Có tuổi thọ lâu dài (trên 10 năm) Hình 1.
4 Robot AGV trong Axter Automation ➢ Dưới đây là một số ứng dụng của Robot tự hành AGV trong Axter Automation: + Xử lý nguyên liệu thô: AGV thường được sử dụng để vận chuyển các nguyên liệu thô như giấy, thép, cao su, kim loại và nhựa. Điều này bao gồm việc vận chuyển nguyên vật liệu từ nơi nhận đến kho và đưa nguyên vật liệu trực tiếp đến dây chuyền sản xuất. + Chuyển động đang tiến hành: chuyển động trong quá trình làm việc là một ứng dụng AGV rất phổ biến và bao gồm chuyển động lặp đi lặp lại của vật liệu trong suốt quá trình sản xuất. + Xử lý pallet: xử lý pallet là một ứng dụng cực kỳ phổ biến cho các AGV vì chuyển động lặp đi lặp lại của các pallet là rất phổ biến trong các cơ sở sản xuất và phân phối.
4 + Xử lý thành phẩm: di chuyển thành phẩm từ nơi sản xuất đến kho chứa hoặc vận chuyển là quá trình di chuyển cuối cùng của nguyên vật liệu trước khi chúng được giao cho khách hàng. Những chuyển động này thường yêu cầu xử lý vật liệu nhẹ nhàng nhất vì sản phẩm đã hoàn thiện và có thể bị hư hỏng do xử lý thô. + Xử lý vật liệu nguy hiểm: một số xử lý vật liệu tốt hơn nên để một AGV. Vật liệu hoặc sản phẩm được mang theo có thể nguy hiểm hoặc môi trường hoạt động thực tế mà AGV đang vận hành có thể gây hại (ví dụ như phóng xạ, hóa chất, v.) đối với người vận hành.
5 Ứng dụng của Robot tự hành AGV trong Axter Automation Trong thời đại công nghệ 4.0, bệnh viện đang trở thành giống như các nhà máy, do đó, các hệ thống AGV sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng để đảm bảo tính khả dụng và hiệu suất hậu cần tối ưu. ➢ Một số lý do lại áp dụng Robot tự hành trong khuôn viên bệnh viện? − Tăng lương cho nhân viên − Những cải tiến trong công nghệ cảm biến để bản địa hóa và điều hướng, để nhận biết môi trường và tránh va chạm, để quản lý đội xe và theo dõi vật chất, cũng như chẩn đoán chi tiết hơn về các phương tiện cá nhân. − Cần hạn chế tối đa các trường hợp nhiễm trùng theo yêu cầu của Bệnh viện nên các trường hợp nhiễm trùng do người dân di chuyển trong Bệnh viện. − Đặc biệt là thế giới đang trong giai đoạn chống dịch COVID đang diễn ra một cách mất kiểm soát ở nhiều nơi trên thế giới thì xe tự hành giúp giảm thiểu khoảng cách giữa người với người hơn.
➢ Hiệu quả của việc sử dụng xe AGV trong bệnh viện? 5 + Robot AGV cho bệnh viện đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động hàng ngày và giúp nhân viên tập trung vào chuyên môn chăm sóc chính của họ để cung cấp dịch vụ chăm sóc bệnh nhân tốt hơn. + Giúp cải thiện dịch vụ bệnh nhân, chất lượng chăm sóc bệnh nhân, hiệu quả của việc hoạt động, kết quả kinh doanh. + Hạn chế sự tiếp xúc giữa người với người để tránh sự lây lan bệnh tật. ➢ Ứng dụng của xe AGV trong bệnh viện? Chúng ta đã thấy nó ở nhiều nơi, việc di chuyển thứ gì đó từ điểm A đến điểm B là một hoạt động phi giá trị gia tăng có thể được thực hiện bởi một Robot di động.
Đặc biệt, nhiệm vụ chính của AGV tại các bệnh viện là vận chuyển: − Bữa ăn từ bếp đến buồng bệnh và việc trả lại các khay trống cho bếp. − Thùng rác và xe đẩy. Quản lý đầy đủ và trống. − Vận chuyển các loại khăn vải (sạch và bẩn).
− Thuốc và các vật tư khác trong bệnh viện (nhà thuốc, phòng thí nghiệm, v. − Hơn nữa, nhiều người di chuyển xe đẩy giữa các khoa khác nhau của bệnh viện và có nhiều khả năng lây nhiễm và lây truyền bệnh hơn. − Trở thành bắt buộc để giảm thiểu sự lây lan của virus và vi khuẩn. Robot di động không bị ốm, không ho và không chạm vào mọi thứ chúng tìm thấy trên đường đi của chúng.
− Một ứng dụng đặc biệt khác là Robot khử trùng bằng tia cực tím, về cơ bản là một Robot di động tự động có bộ phát tia cực tím diệt virus và vi khuẩn Hình 1. 6 Ứng dụng của xe AGV trong bệnh viện 6 1.4 Giới hạn đề tài Do ý tưởng thiết kế và thực hiện đề tài là Thiết Kế Và Thi Công Mô Hình Robot Dọn Rác Ứng Dụng Đế Đa Hướng còn khá mới mẻ và thời gian thực hiện đề tài tương đối ngắn, cùng với việc thi công chế tạo mô hình Robot, cũng như trình độ chuyên môn của nhóm thực hiện đề tài có hạn và nhiều yếu tố khách quan khác. Chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành bản thuyết mình cũng như mô hình đồ án này, nhưng chỉ giải quyết được một số vấn đề chính đặt ra: - Thiết kế, tính toán những phần quan trọng của Robot dọn rác - Bản vẽ chi tiết và bản vẽ lắp của mô hình Robot - Thiết kế thi công Board mạch cũng như hệ thống điều khiển Robot - Lập trình điều khiển truyền động của Robot bằng bộ xử lý ARM - Sử dụng công nghệ xử lý ảnh với Raspberry Pi 3 - Sử dụng đế đa hướng Swerve Wheel để truyền động - Thi công chế tạo mô hình Robot dọn rác 7 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cơ sở lý thuyết về công nghệ Vào những năm 1960, khi Robot công nghiệp đầu tiên được đưa vào đây chuyền lắp ráp ô tô thì kỹ thuật và các ứng dụng của nó còn phát triển chậm và khá nguy hiểm cho người sử dụng. Robot có kích cỡ khá cồng kềnh, công suất lớn, không đáp ứng yêu cầu sản xuất của các nhà ứng dụng, và thường được sử dụng để hỗ trợ máy thuỷ lực.
Năm 1980, Robot được cải tiến để trở thành thiết bị điều khiển điện tử có độ chính xác cao và hiệu suất lớn hơn. Đến những thập kỷ gần đây, lịch sử ngành công nghiệp Robot đã có nhiều ý tưởng khoa học kỹ thuật thực dụng hơn. Các ứng dụng Robot có nhiều đột phá trong các lĩnh vực y tế, sản xuất, dân dụng và kinh doanh. Những công nghệ Robot như kỹ thuật vi xử lý, kỹ thuật trí tuệ nhân tạo, hệ thống điều khiển và kiểm soát trong các dây chuỳền sản xuất… đã mở ra một thời đại mới trong ngành công nghiệp Robot nói riêng và ngành công nghiệp hiện đại hoá nói chung.
Theo các chuyên gia, sự tăng trưởng công nghệ tích hợp trong các bộ vi xử lý và những bước tiến lớn trong công nghệ điều khiển tự động hoá đã giúp Robot thực hiện được những nhiệm vụ quan trọng trong công nghiệp sản xuất và đời sống xã hội. Chúng không chỉ thực hiện được những công việc tại các bệnh viện, nhà kho, phòng thí nghiệm mà còn tham gia vào những môi trường nguy hiểm, độc hại. Tuy nhiên, bên cạnh những tính năng hữu ích, Robot hiện nay vẫn còn ẩn chứa nhiều nguy cơ gây nguy hiểm cho con người và những rủi ro trong quá trình sản xuất.
