Nghiên Cứu Phát Triển Robot SCARA Đa Chức Năng Phục Vụ Tuyển Sinh

LỜI CAM KẾT

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

ABSTRACT

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

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

1.5.1. Cơ sở phương pháp luận

1.5.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tổng quan về Robot công nghiệp

2.1.1. Định nghĩa Robot công nghiệp

2.1.2. Phân loại robot công nghiệp

2.1.2.1. Phân loại theo kết cấu

2.1.2.2. Bậc tự do của robot

2.1.2.3. Trường công tác của robot

2.1.2.4. Kết cấu của tay máy

2.2. Tổng quan về Robot Scara

2.2.1. Định nghĩa Robot Scara

2.2.2. Ứng dụng robot Scara

2.2.3. Lợi ích và hạn chế của Robot Scara

2.3. Nghiên cứu thị trường trong và ngoài nước

2.4. Tổng quan về xử lý ảnh và mã QR code

2.4.1. Khái niệm xử lý ảnh

2.4.2. Các đặc điểm của ảnh và camera ảnh hưởng đến quá trình xử lý ảnh

2.4.3. Khái niệm về QR code, tại sao lựa chọn mã QR code để phân loại

3. CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG CẢI TIẾN THIẾT KẾ CƠ KHÍ

3.1. Đánh giá thực trạng ban đầu

3.2. Xây dựng phương hướng cải tiến thiết kế hệ thống

3.3. Yêu cầu thiết kế và bố trí chức năng

3.4. Phương án lựa chọn tay gắp

3.5. Phương án lựa chọn động cơ

3.6. Phương án lựa chọn thiết bị phân loại sản phẩm

4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ XÂY DỰNG THIẾT KẾ CƠ KHÍ

4.1. Yêu cầu thiết kế

4.2. Tính toán lựa chọn động cơ

4.2.1. Động cơ tay gắp

4.2.2. Động cơ kéo băng tải

4.2.3. Tính toán lựa chọn động cơ cho các khớp

4.3. Thiết kế hệ thống

4.3.1. Thiết kế cụm 1

4.3.2. Thiết kế cụm 2

5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN

5.1. Sơ đồ khối hệ thống

5.2. Tính toán và thiết kế hệ thống

5.2.1. Vi điều khiển STM32F103C8T6

5.2.2. Driver điều khiển động cơ hybrid motor

5.2.3. Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK

5.2.4. Driver điều khiển động cơ bước TB6560

6. CHƯƠNG 6: ĐỘNG HỌC ROBOT VÀ THUẬN TOÁN ĐIỀU KHIỂN

6.1. Động học của Robot Scara

6.1.1. Động học thuận

6.1.2. Tính động học nghịch

6.1.3. Động học vận tốc

6.1.4. Động lực học

6.1.5. Kiểm chứng động học robot bằng Matlab

6.2. Thuật toán điều khiển

6.2.1. Quy trình vận hành

6.2.2. Tính toán tốc độ phát xung cho động cơ

6.2.3. Giải thuật về camera

6.2.3.1. Quy trình nhận diện mã QR code

6.2.3.2. Giải thuật xử lý tọa độ của vật thể

6.2.4. Thiết kế phần mềm điều khiển

6.2.4.1. Thiết kế giao diện điều khiển

6.2.4.2. Chức năng của phần mềm điều khiển

7. CHƯƠNG 7: KẾT QUẢ, ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT

7.1. Kết quả thực nghiệm

7.2. Điều khiển robot SCARA

7.3. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Nghiên cứu robot SCARA

Nghiên cứu robot SCARA là trọng tâm của đề tài, tập trung vào việc phân tích cấu trúc và nguyên lý hoạt động của robot SCARA 3 trục. Robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) được thiết kế với khả năng tuân thủ có chọn lọc, phù hợp cho các ứng dụng lắp ráp và phân loại sản phẩm. Đề tài đã tiến hành đánh giá thực trạng của robot hiện có, tận dụng các thiết bị cơ khí cũ để giảm chi phí và bảo vệ môi trường. Phát triển robot đa chức năng là mục tiêu chính, với việc tích hợp công nghệ xử lý ảnh để phân loại sản phẩm tự động. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn tạo ra một công cụ học tập hiệu quả cho sinh viên.

1.1. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động

Robot SCARA được thiết kế với 3 trục tự do, cho phép di chuyển linh hoạt trong không gian làm việc. Cấu trúc bao gồm các khớp quay và tay gắp, được điều khiển bởi hệ thống điện tử và phần mềm. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc xử lý tín hiệu từ cảm biến và camera để thực hiện các tác vụ như gắp, di chuyển và phân loại sản phẩm. Công nghệ robot SCARA đã được nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình vận hành.

1.2. Ứng dụng trong giáo dục

Ứng dụng robot trong giáo dục là một trong những mục tiêu quan trọng của đề tài. Robot SCARA được sử dụng như một công cụ giảng dạy, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động và lập trình robot. Việc tích hợp giao diện điều khiển thân thiện với người dùng giúp người học dễ dàng tương tác và thực hành. Điều này không chỉ nâng cao kiến thức mà còn khơi dậy đam mê nghiên cứu và phát triển robot trong tương lai.

II. Phát triển robot đa chức năng

Phát triển robot đa chức năng là trọng tâm của đề tài, với mục tiêu tạo ra một robot SCARA có khả năng thực hiện nhiều tác vụ khác nhau. Đề tài đã nghiên cứu và tích hợp công nghệ xử lý ảnh để robot có thể nhận diện và phân loại sản phẩm tự động. Robot phục vụ tuyển sinh được thiết kế để hỗ trợ quá trình tuyển sinh, giúp giảm thiểu thời gian và công sức. Việc sử dụng camera và mã QR code giúp robot có thể xử lý thông tin nhanh chóng và chính xác.

2.1. Tích hợp công nghệ xử lý ảnh

Công nghệ xử lý ảnh đã được nghiên cứu và tích hợp vào robot SCARA để nhận diện và phân loại sản phẩm. Ứng dụng robot trong giáo dục được nâng cao thông qua việc sử dụng camera và mã QR code. Điều này giúp robot có thể xác định vị trí và phân loại sản phẩm một cách chính xác. Việc tích hợp công nghệ này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn tạo ra một công cụ học tập hiệu quả cho sinh viên.

2.2. Thiết kế giao diện điều khiển

Giao diện điều khiển được thiết kế để thân thiện với người dùng, giúp người sử dụng dễ dàng tương tác và điều khiển robot. Hệ thống robot trong giáo dục được nâng cao thông qua việc tích hợp giao diện trực quan và dễ sử dụng. Điều này giúp sinh viên có thể thực hành và nghiên cứu một cách hiệu quả, từ đó nâng cao kiến thức và kỹ năng trong lĩnh vực robot.

III. Tương lai của robot trong tuyển sinh

Tương lai của robot trong tuyển sinh được đề cập trong đề tài, với việc ứng dụng robot SCARA để hỗ trợ quá trình tuyển sinh. Tuyển sinh và công nghệ được kết hợp để tạo ra một hệ thống hiệu quả và tiết kiệm thời gian. Robot SCARA có khả năng xử lý thông tin nhanh chóng và chính xác, giúp giảm thiểu sai sót trong quá trình tuyển sinh. Điều này không chỉ nâng cao hiệu quả mà còn tạo ra một công cụ hỗ trợ đắc lực cho các cơ sở giáo dục.

3.1. Ứng dụng thực tiễn

Ứng dụng robot trong giáo dục được nâng cao thông qua việc sử dụng robot SCARA để hỗ trợ quá trình tuyển sinh. Robot tự động hóa giúp giảm thiểu thời gian và công sức, đồng thời nâng cao độ chính xác trong quá trình xử lý thông tin. Điều này tạo ra một hệ thống hiệu quả và tiết kiệm, giúp các cơ sở giáo dục có thể tập trung vào các nhiệm vụ quan trọng khác.

3.2. Hướng phát triển

Hướng phát triển của robot SCARA trong tương lai là tích hợp thêm các công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo và học máy. Tương lai của robot trong tuyển sinh sẽ được nâng cao thông qua việc ứng dụng các công nghệ này để tạo ra một hệ thống thông minh và hiệu quả hơn. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn mở ra nhiều cơ hội phát triển trong lĩnh vực robot và giáo dục.

Nghiên Cứu Và Phát Triển Robot SCARA Đa Chức Năng Hỗ Trợ Tuyển Sinh