Nghiên cứu thiết kế và chế tạo robot tương tác tại HCMUTE

• Tác giả: Lê Xuân Đạt
• Người hướng dẫn: PSG.TS Nguyễn Ngọc Phương
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử
• Đề tài: Nghiên cứu và chế tạo robot tương tác
• Loại tài liệu: báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 1.1. Lịch sử đầu robot tương tác
• 1.2. Giới thiệu về robot dạng người
• 1.3. Robot dạng người hiện nay
• 1.4. Thiết kế các cơ cấu chuyển động đầu robot tương tác
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CƠ KHÍ MÔ PHỎNG CỔ NGƯỜI
• 2.1. Xác định số bậc tự do và giải phẫu cổ người
• 2.2. Mô hình thiết kế cơ khí và nguyên lý hoạt động của cổ người
• 2.2.1. Mô hình thiết kế cơ khí
• 2.2.2. Nguyên lí hoạt động
• 2.2.3. Chọn động cơ cho khớp cổ
• 2.3. Các tính toán thiết kế cơ khí cổ người
• 2.3.1. Tính toán các quan hệ vận tốc cơ cấu cổ người
• 2.3.2. Tính toán động học thuận cơ cấu cổ người
• 2.3.3. Tính toán động học nghịch cơ cấu cổ người
• 2.3.4. Tính toán bánh răng trong cơ cấu cổ người
• 2.4. Không gian hoạt động cơ cấu cổ người mô phỏng trên Matlab
• 2.4.1. Không gian hoạt động trên mặt phẳng OXY
• 2.4.2. Không gian hoạt động trên mặt phẳng ZOX
• 2.4.3. Không gian hoạt động trên mặt phẳng OXYZ
• 2.4.4. Không gian hoạt động trên mặt phẳng ZOY
• 2.5. Hình ảnh thực tế của mô hình cơ khí mô phỏng cổ người
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG CỦA CẦU MẮT, MÍ MẮT, CƠ HÀM
• 3.1. Mục tiêu thiết kế
• 3.2. Thiết kế cấu trúc chuyển động của phần đầu robot
• 3.2.1. Thiết kế khung xương đầu
• 3.3. Thiết kế cơ cấu chuyển động của cầu mắt
• 3.4. Thiết kế cơ chế nhìn của mắt
• 3.4.1. Cơ chế nhìn của mắt về bên trái và bên phải
• 3.4.2. Cơ chế nhìn của mắt về phía trên và phía dưới
• 3.5. Thiết kế cơ chế chuyển động của mí mắt
• 3.5.1. Sơ lược về cơ chế chuyển động mí mắt
• 3.5.2. Thiết kế cơ chế chuyển động mí mắt trên
• 3.5.3. Thiết kế cơ chế chuyển động mí mắt dưới
• 3.5.4. Tính toán động học cơ chế chuyển động mí mắt
• 3.6. Thiết kế cơ chế chuyển động của lông mày
• 3.6.1. Sơ lược về lông mày
• 3.6.2. Cơ chế kéo lông mày
• 3.7. Cơ chế chuyển động của cằm
• 3.8. Cơ chế chuyển động của môi
• 3.9. Cơ cấu cơ lông mày và cơ môi
• 4. CHƯƠNG 4: MẠCH ĐIỆN
• 4.1. Sơ đồ khối hệ thống
• 4.2. Lựa chọn các thiết bị
• 4.2.1. Nguồn điện cho Servo
• 4.2.2. Mạch điều khiển
• 5. CHƯƠNG 5: PHẦN LẬP TRÌNH VÀ ĐIỀU KHIỂN
• 5.1. Phần mềm sử dụng
• 5.2. Kết quả đạt được
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Nghiên cứu Robot Tương Tác tại HCMUTE Tổng quan về Dự án

Bài viết này phân tích các công trình nghiên cứu và chế tạo robot tương tác tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE). Tập trung vào các đề tài tốt nghiệp của sinh viên, bài viết làm rõ quá trình nghiên cứu khoa học robot, từ khâu thiết kế robot đến chế tạo robot. Đặc biệt, bài viết tập trung vào những thành tựu cụ thể liên quan đến robot HCMUTE, nhấn mạnh sự đóng góp của sinh viên HCMUTE và giảng viên HCMUTE, đặc biệt là từ khoa Công nghệ Thông tin HCMUTE và khoa Cơ khí HCMUTE. Dự án robot HCMUTE này thể hiện hướng đi mới trong nghiên cứu sinh HCMUTE, góp phần vào sự phát triển của công nghệ robot tại Việt Nam. Các nghiên cứu tập trung vào việc tạo ra các robot đa năng, khả năng tương tác người máy, và ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm robot công nghiệp, robot dịch vụ, và robot giáo dục. Các thách thức liên quan đến chi phí chế tạo robot và an toàn robot cũng được đề cập.

1.1. Lý thuyết và Cơ sở Nghiên cứu

Phần này trình bày cơ sở lý thuyết về robot học, bao gồm cơ cấu chuyển động robot, điều khiển robot, cảm biến robot, và phần mềm robot. Các nghiên cứu trước đây về robot dạng người và robot tương tác được khảo sát. Đặc biệt, bài viết phân tích các thuật toán điều khiển robot, thuật toán robot, và mạng neuron robot. Học máy robot được ứng dụng để cải thiện khả năng tương tác. Ngôn ngữ lập trình robot được sử dụng để lập trình các hành vi của robot. Cơ sở dữ liệu robot được xây dựng để hỗ trợ quá trình nghiên cứu. Thiết kế cơ khí robot được thực hiện dựa trên các nguyên tắc cơ học và động lực học. Vật liệu robot được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo độ bền và tính thẩm mỹ. Mô phỏng robot được sử dụng để kiểm tra và tối ưu hóa thiết kế. Kiểm tra và đánh giá robot được thực hiện để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Các vấn đề liên quan đến đạo đức robot và tương lai robot cũng được xem xét.

1.2. Thiết kế và Chế tạo Đầu Robot Tương Tác

Phần này tập trung vào quá trình thiết kế robot và chế tạo robot một đầu robot tương tác. Các thành phần chính của robot bao gồm: cơ cấu chuyển động, hệ thống điều khiển, và cảm biến. Thiết kế cơ khí robot được mô tả chi tiết, bao gồm thiết kế cơ cấu cổ, thiết kế cơ cấu mắt, và thiết kế cơ cấu khuôn mặt. Vật liệu được sử dụng bao gồm: silicone cho da, kim loại cho khung xương. Điện tử robot được sử dụng trong việc thiết kế mạch điều khiển robot và tích hợp cảm biến robot. Quá trình lập trình robot bao gồm việc viết code để điều khiển các động cơ và xử lý tín hiệu từ cảm biến. Mô hình toán học robot được sử dụng để mô tả chuyển động của robot. Phát triển robot được thực hiện từng bước, từ thiết kế đến thử nghiệm và hoàn thiện. Ứng dụng robot trong giáo dục và nghiên cứu được đề cập.

1.3. Kết quả và Ứng dụng

Phần này trình bày các kết quả nghiên cứu đạt được. Hiệu quả của robot tự hành được đánh giá. Khả năng nhận dạng giọng nói robot và điều hướng robot được thử nghiệm. Ứng dụng robot trong công nghiệp và ứng dụng robot trong y tế được đề cập. Bài viết phân tích sự ảnh hưởng của xu hướng công nghệ robot đối với kết quả nghiên cứu. Thị trường robot và tương lai robot được dự đoán. Đào tạo robot và hỗ trợ robot cũng được đề cập. Các bài toán điều khiển robot phức tạp được giải quyết. Mục tiêu nghiên cứu robot ban đầu được so sánh với kết quả thực tế. Thách thức robot trong quá trình nghiên cứu được nêu rõ. Thành tựu nghiên cứu robot đạt được được nhấn mạnh.