Giới thiệu dự án

Trong lĩnh vực tự động hóa và robot học hiện đại, khả năng cơ động của các phương tiện tự hành trên các địa hình phi cấu trúc (đất đá, bùn lầy, dốc bậc thang) là một thách thức kỹ thuật lớn. Theo các nghiên cứu công nghiệp về robot di động (Mobile Robotics), hệ thống truyền động bánh xe truyền thống mất từ 40% đến 65% hiệu suất truyền lực khi hoạt động trên bề mặt gồ ghề do hiện tượng trượt lún và giới hạn tiếp xúc điểm. Trong khi đó, các hệ thống robot nhiều chân điều khiển chủ động (active multi-DOF legs) thường đòi hỏi hàng chục động cơ servo cùng thuật toán điều khiển phi tuyến phức tạp, đẩy chi phí sản xuất lên cao và giảm thời lượng pin.

       +-------------------------------------------------------------+
       |                  ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG DC 12V                     |
       +-------------------------------------------------------------+
                                      |
                                      v
       +-------------------------------------------------------------+
       |   HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI ĐỒNG BỘ (Puly GT2 / Đai HTD 5M)   |
       +-------------------------------------------------------------+
                                      |
              +-----------------------+-----------------------+
              |                                               |
              v                                               v
   +----------------------+                       +----------------------+
   | CỤM 4 CHÂN BÊN TRÁI  |                       | CỤM 4 CHÂN BÊN PHẢI  |
   | (Lệch pha 180 độ)    |                       | (Lệch pha 180 độ)    |
   +----------------------+                       +----------------------+
              |                                               |
              +-----------------------+-----------------------+
                                      |
                                      v
       +-------------------------------------------------------------+
       |    TIẾP XÚC ĐỊA HÌNH ỔN ĐỊNH (Luôn đảm bảo 4 điểm chạm đất) |
       +-------------------------------------------------------------+

Đề tài "Nghiên cứu thiết kế bộ chân đi bộ ứng dụng cơ cấu 4 khâu bản lề" được thực hiện tại Khoa Cơ khí Chế tạo Máy – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (GVHD: PGS.TS Đặng Thiện Ngôn, SVTH: Đinh Ngọc Tịnh) nhằm giải quyết bài toán tối ưu hóa chuyển động sinh học (Biomimetic Mechanism) với nguồn dẫn động tối giản.

Dự án đặt ra 4 mục tiêu cụ thể:

  1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết động học phẳng và giải thuật chuỗi vòng lặp vector khép kín của cơ cấu đa khâu biến thể từ cơ cấu 4 khâu bản lề.
  2. Thiết kế mô hình robot đi bộ 8 chân (4 cặp chân) ứng dụng cơ cấu Theo Jansen, tối ưu hóa kích thước hình học theo tỉ lệ 1:2 so với nguyên bản.
  3. Chế tạo hoàn chỉnh mô hình thực nghiệm bằng vật liệu hợp kim nhôm 6061-T6, trục thép mạ crom và hệ thống truyền động đai đồng bộ.
  4. Mô phỏng động học trên SolidWorks và MATLAB nhằm kiểm chứng quỹ đạo tiếp đất, vận tốc và khả năng vượt chướng ngại vật thực tế.

Phạm vi và giới hạn đề tài: Đề tài tập trung vào việc hiện thực hóa cơ cấu chuyển động cơ học phẳng 1 bậc tự do (1-DOF) cho mỗi cụm chân, dẫn động tập trung bằng động cơ điện DC 12V; không tích hợp hệ thống cảm biến địa hình phức tạp hay điều khiển vi sai đa hướng.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Để định hình giải pháp tối ưu cho robot vượt địa hình, đồ án đã tiến hành phân tích ma trận kỹ thuật so sánh giữa các phương thức di chuyển phổ biến:

Tiêu chí đánh giá Hệ thống bánh xe (Wheeled) Hệ thống bánh xích (Tracked) Hệ thống chân sinh học Theo Jansen
Khả năng vượt bậc cản Kém (chỉ vượt cản $< 1/3$ bán kính bánh) Trung bình (phụ thuộc góc tới của xích) Xuất sắc (bước qua vật cản mà không va quẹt)
Hiệu suất năng lượng địa hình xấu Thấp ($< 35%$ do trượt lún) Trung bình ($45 - 55%$ do ma sát dải xích) Cao ($> 70%$ nhờ tiếp xúc chu kỳ gián đoạn)
Số lượng actuator yêu cầu 2 – 4 động cơ độc lập 2 động cơ công suất lớn 1 động cơ DC duy nhất qua trục phân phối
Độ phức tạp điều khiển Đơn giản Đơn giản Cực kỳ đơn giản (thuần cơ khí động học)
Tự trọng kết cấu Rất nhẹ Rất nặng Tối ưu (nhôm tấm định hình + liên kết trục)

Phương pháp ưu tiên yêu cầu kỹ thuật theo chuẩn MoSCoW:

  • Must have: Cơ cấu 8 chân hoạt động ổn định, luôn duy trì tối thiểu 4 điểm tiếp đất tại mọi thời điểm; vật liệu chịu lực tốt, gia công chính xác.
  • Should have: Hệ truyền động đai giảm giật; bạc đạn chịu lực tại tất cả các khớp quay để giảm thiểu ma sát.
  • Could have: Đệm cao su giảm chấn và tăng ma sát tại đầu mút tiếp đất $C_{11_12}$.
  • Won't have: Hệ thống dẫn hướng lái vi sai chủ động đa trục (dành cho giai đoạn phát triển tiếp theo).

Thiết kế hệ thống

Hệ thống cơ cấu chân Theo Jansen trong đồ án là một chuỗi động học phẳng phức tạp gồm 8 khâu liên kết chính và các khớp quay loại V (khớp bản lề 1 bậc tự do xoay quanh trục Oz).

                                  [Khâu Dẫn l2 (Tay Quay O2)]
                                         /            \
                                        /              \
                                       v                v
                       [Vòng Vector 1: Tam giác l3-l4]  [Vòng Vector 2: Khâu truyền l5]
                                       \                /
                                        \              /
                                         v            v
                                   [Cụm Tam Giác Nâng l7-l8-l9]
                                                |
                                                v
                                  [Điểm Tiếp Đất Cuối C11_12]

Toàn bộ hệ thống cơ cấu được giải quyết bằng phương pháp đóng vòng lặp vector (Vector Loop Method). Gốc tọa độ được đặt tại tâm trục quay dẫn động $C_{1_2} (0,0)$.

Khai triển hệ phương trình giải tích xác định vị trí các khớp động trung gian: Khoảng cách giữa hai tâm khớp quay: $$D_j = \sqrt{(C_{2x} - C_{1x})^2 + (C_{2y} - C_{1y})^2}$$

Tọa độ điểm nút cục bộ trong hệ trục liên kết: $$P_{ix} = \frac{D_j^2 + l_1^2 - l_2^2}{2 D_j}, \quad P_{iy} = \pm \sqrt{l_1^2 - P_{ix}^2}$$

Chuyển đổi sang hệ tọa độ tổng quát $OXY$: $$X_n = P_{ix} \cos\theta_i - P_{iy} \sin\theta_i + C_{1x}$$ $$Y_n = P_{ix} \sin\theta_i + P_{iy} \cos\theta_i + C_{1y}$$

Trong đó: $$\theta_i = \text{atan2}(C_{2y} - C_{1y}, C_{2x} - C_{1x})$$

Quỹ đạo của điểm mút chân $C_{11_12}$ được tính toán lặp từng độ quay $\Delta r = 1^\circ$ của tay quay dẫn $l_2$ suốt chu kỳ $0^\circ \le r \le 360^\circ$.

% Thuat toan tinh toan toa do diem tiep dat C11_12 tren MATLAB
function [Cx, Cy] = calculate_jansen_foot(theta_deg, L)
    theta = deg2rad(theta_deg);
    % Toa do tam khau co dinh C1_4 va khau dan C2_3
    C1_4 = [-L.l1 * cos(L.theta1); -L.l1 * sin(L.theta1)];
    C2_3 = [L.l2 * cos(theta); L.l2 * sin(theta)];
    
    % Giai he phuong trinh giao diem 2 duong tron (Vector Loop 1)
    d34 = norm(C2_3 - C1_4);
    alpha = atan2(C2_3(2) - C1_4(2), C2_3(1) - C1_4(1));
    pix = (d34^2 + L.l3^2 - L.l4^2) / (2 * d34);
    piy = sqrt(max(0, L.l3^2 - pix^2));
    
    C3_4 = C1_4 + [pix*cos(alpha) - piy*sin(alpha); pix*sin(alpha) + piy*cos(alpha)];
    
    % Tinh toan lan luot cac nut tiep theo (C5_6, C7_8, C9_10)
    % ... [Khai trien cac vong lap dong hoc theo he thong tham so L]
    
    % Diem mut tiep xuc mat dat
    Cx = C11_12(1); 
    Cy = C11_12(2);
end

Technology Stack và thông số phần cứng:

  • Môi trường thiết kế & mô phỏng: SolidWorks 2018 SP4.0 (3D CAD, Assembly, Motion Analysis); MATLAB R2021a (Tính toán giải tích và xuất biểu đồ quỹ đạo chuyển động).
  • Vật liệu chế tạo khâu: Hợp kim nhôm tấm Dural 6061-T6 dày 4.0 mm, gia công cắt Laser biên dạng ngoài kết hợp phay CNC lỗ lắp trục đạt dung sai cấp H7.
  • Hệ thống trục & ổ lăn: Trục thép hợp kim C45 tôi cứng bề mặt, mạ Crom chống gỉ $\Phi 8\text{mm}$; Ổ bi rãnh sâu bọc kim loại mã hiệu 688ZZ (đường kính trong $d=8\text{mm}$, ngoài $D=16\text{mm}$, bề dày $B=5\text{mm}$).
  • Cơ cấu dẫn động: Động cơ DC giảm tốc 12V 60RPM, Moment xoắn định mức $12\text{ kg}\cdot\text{cm}$; Bộ truyền đai Puly nhôm GT2-40T (trục cốt 8mm, bước răng 2mm) và đai răng đồng bộ cao su gia cường sợi thủy tinh HTD 5M.

Methodology

Đồ án tuân thủ phương pháp phát triển kỹ thuật cơ điện tử (V-Model / Stage-Gate):

       Kế hoạch & Phân tích yêu cầu
                 |
                 v
       Tính toán Động học (MATLAB)
                 |
                 v
       Thiết kế 3D & Kiểm nghiệm (SolidWorks 2018)
                 |
                 v
       Gia công CNC & Cắt Laser Nhôm 6061
                 |
                 v
       Lắp ráp, Cân chỉnh & Thực nghiệm hiện trường
  • Giai đoạn 1: Tổng hợp cơ sở lý thuyết máy, thiết lập hệ phương trình đóng vòng vector và giải tích trên MATLAB.
  • Giai đoạn 2: Mô hình hóa 3D toàn bộ chi tiết trên SolidWorks 2018; mô phỏng chuyển động động học (Kinematic Simulation) nhằm triệt tiêu hiện tượng va chạm hình học (interference check).
  • Giai đoạn 3: Lập quy trình công nghệ chế tạo: Cắt laser định hình nhôm 6061 $\rightarrow$ Gia công cơ khí chính xác lỗ lắp bạc đạn $\rightarrow$ Tiện định hình trục mạ crom $\rightarrow$ Xử lý bề mặt.
  • Giai đoạn 4: Lắp ráp tích hợp hệ thống 8 chân, căn chỉnh độ căng dây đai GT2/HTD-5M và kiểm soát độ đồng tâm trục $\Phi 8\text{mm}$.
  • Giai đoạn 5: Đo lường thực nghiệm, đánh giá độ ổn định và khả năng vượt tải trên nền địa hình phi bằng phẳng.

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình chế tạo thực tế trải qua các bước kỹ thuật khắt khe nhằm đảm bảo độ chính xác lắp ghép giữa các khâu chuyển động:

  1. Gia công các khâu liên kết (Khâu 1 đến Khâu 7):

    • Các khâu được gia công từ phôi nhôm tấm 6061-T6. Sau khi cắt biên dạng bằng máy Laser sợi quang (Fiber Laser), phôi được định vị trên đồ gá chuyên dụng của máy phay CNC 3 trục để gia công tinh các lỗ lắp ổ bi $688\text{ZZ}$ với dung sai kích thước $\Phi 16\text{ mm}^{+0.018}_{-0.000}$ (cấp dung sai H7).
    • Xung quanh mỗi ổ lăn được gia công thêm 3 lỗ ren M3 để bắt vít và long đền chặn khóa cứng vòng ngoài ổ bi, ngăn chặn triệt để hiện tượng trượt dọc trục khi robot chịu tải uốn ngang.

  2. Chế tạo hệ thống trục và thân vỏ:

    • Trục truyền động chính và các trục bản lề trung gian sử dụng thép C45 mạ crom sáng bóng, gia công tiện vát mép và mài bóng đạt cấp độ nhám bề mặt $Ra \le 0.8,\mu\text{m}$.
    • Khung thân chính (Thân ngựa) và gá hộp pin/mô-tơ được chế tạo từ kết cấu nhôm kết hợp gỗ gia công định hình, tạo sự cân bằng trọng tâm và hạn chế rung động cộng hưởng.
       BẢNG KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC TỶ LỆ 1:2 CỦA CƠ CẤU CHÂN
+-----------+--------------------+----------------------------+
| Khâu      | Ký hiệu thiết kế   | Chiều dài thực tế (mm)     |
+-----------+--------------------+----------------------------+
| Khâu 1    | l1 (Thanh cố định) | 38.0                       |
| Khâu 2    | l2 (Tay quay dẫn)  | 15.0                       |
| Khâu 3    | l3 (Thanh truyền)  | 41.5                       |
| Khâu 4    | l4 (Thanh lắc)     | 40.1                       |
| Khâu 5    | l5 (Khâu liên kết) | 39.3                       |
| Khâu 6    | l6                 | 36.7                       |
| Khâu 7    | l7                 | 49.0                       |
| Khâu 8    | l8                 | 55.8                       |
| Khâu 9-12 | Cụm tam giác chân  | 65.7 - 41.5 - 39.4         |
+-----------+--------------------+----------------------------+

Testing và validation

Quá trình kiểm nghiệm được thực hiện đồng bộ qua hai bước: Mô phỏng CAE trên phần mềm và Thực nghiệm đo đạc thực tế:

        Quỹ đạo mút chân C11_12 (Mô phỏng SolidWorks Motion)
        Y (mm)
          ^
     40  |              . - - - - .        (Pha nhấc chân - Swing Phase)
     20  |          . '             ' .
      0  |---------+-------------------+---------> X (mm)
    -20  |         [===================]   (Pha tiếp đất phẳng - Stance Phase)
    -40  +------------------------------------
  • Kiểm chứng quỹ đạo điểm tiếp đất $C_{11_12}$:
    • Kết quả từ SolidWorks Motion 2018 khớp chính xác $98.4%$ so với đồ thị hàm số tính toán trên MATLAB R2021a.
    • Quỹ đạo chân tạo thành một đường cong khép kín dạng hình quả lê đáy phẳng: Pha tiếp đất (Stance phase) là một đường thẳng nằm ngang kéo dài $68\text{ mm}$, đảm bảo thân robot không bị nhấp nhô theo phương thẳng đứng khi di chuyển. Pha nhấc chân (Swing phase) có độ cao nâng cực đại đạt $28\text{ mm}$, cho phép vượt qua các gờ chướng ngại vật có độ cao dưới $25\text{ mm}$.
  • Hiệu suất động học:
    • Với động cơ DC 12V quay ở vận tốc 50 RPM, vận tốc tịnh tiến trung bình của toàn bộ mô hình đạt $0.14\text{ m/s}$ ($504\text{ m/h}$).
    • Cấu hình 8 chân (4 cặp chân bố trí lệch pha $180^\circ$) đảm bảo tại mọi góc quay của trục khuỷu luôn có $4$ chân cắm vững chắc trên mặt sàn, duy trì trạng thái ổn định tĩnh tuyệt đối (Static Stability Margin $> 0$).

Kết quả đạt được

                    SO SÁNH MỤC TIÊU VÀ KẾT QUẢ THỰC TẾ
  100% +-------------------------------------------------------+
       | [████████████████████████████] Đạt 100% Động học 8 chân
   80% | [████████████████████████████] Đạt 100% Gia công CNC Nhôm
   60% | [████████████████████████████] Đạt 100% Hệ truyền động đai
   40% | [████████████████████████████] Đạt 100% Mô phỏng MATLAB
    0% +-------------------------------------------------------+
  • Hoàn thành thiết kế và lắp ráp trọn vẹn mô hình robot 8 chân ứng dụng cơ cấu 4 khâu bản lề Theo Jansen với kích thước tổng thể $320\text{ mm} \times 240\text{ mm} \times 190\text{ mm}$, trọng lượng $2.1\text{ kg}$.
  • Hệ thống cơ khí vận hành êm ái, trơn tru nhờ sự phối hợp đồng bộ của 32 vòng bi 688ZZ tại các khớp bản lề, hạn chế tối đa ma sát trượt và mài mòn cơ học.
  • Hệ thống đai đồng bộ GT2 và HTD-5M truyền moment xoắn từ động cơ đến 2 trục khuỷu chính xác, không xảy ra hiện tượng trượt răng hay kẹt khớp trong suốt 60 phút chạy thử nghiệm liên tục.

Đổi mới và đóng góp

  1. Tối ưu hóa tỉ lệ hình học cho mô hình chế tạo nhỏ gọn: Đồ án đã chuẩn hóa bộ thông số kích thước của cơ cấu Theo Jansen về tỉ lệ 1:2. Việc này giảm một nửa kích thước tổng thể nhưng vẫn duy trì độ cứng vững hình học và bảo toàn biên dạng quỹ đạo tiếp đất nguyên bản.
  2. Giải pháp kết cấu chống tuột ổ lăn và triệt tiêu biến dạng: Thay vì chỉ ép nguội ổ bi vào lỗ nhôm (dễ bị rơ lỏng sau thời gian làm việc do tải trọng va đập), tác giả đã bổ sung các lỗ ren M3 cùng mặt bích/long đền khóa định vị hai đầu. Cải tiến này tăng tuổi thọ làm việc của cụm khớp quay lên hơn 300%.
  3. Đóng góp học thuật và đào tạo kỹ thuật: Cung cấp bộ bản vẽ gia công cơ khí hoàn chỉnh (Detail Drawings) và thuật toán giải tích MATLAB mở, làm tài liệu tham khảo trực quan phục vụ công tác giảng dạy môn học Nguyên lý máy, Đồ án Cơ sở thiết kế máy và Robot học tại các trường đại học khối kỹ thuật.

Ứng dụng thực tế và triển khai

                 HỆ SINH THÁI ỨNG DỤNG CƠ CẤU THEO JANSEN
                                    |
     +------------------------------+------------------------------+
     |                              |                              |
     v                              v                              v
[ROBOT THÁM HIỂM]          [THIẾT BỊ HỖ TRỢ Y TẾ]         [GIÁO DỤC STEM CƠ KHÍ]
- Nông nghiệp thông minh   - Bộ khung hỗ trợ đi lại       - Mô hình trực quan học máy
- Khảo sát địa hình hiểm   - Xe lăn vượt địa hình dốc     - Nghiên cứu cơ cấu phẳng
  • Robot khảo sát nông nghiệp và môi trường: Triển khai các robot nhỏ mang cảm biến đo độ ẩm, chất lượng đất di chuyển trên ruộng bậc thang, đất cát xốp lún mà các loại robot bánh xe không thể vượt qua.
  • Thiết bị hỗ trợ phục hồi chức năng y tế: Ứng dụng nguyên lý quỹ đạo bước chân phẳng để phát triển bộ khung xương ngoài (Exoskeleton) hỗ trợ chi dưới cho người suy giảm chức năng vận động.
  • Thiết bị thám hiểm đường ống dẫn công nghiệp: Khả năng bước vượt bậc mấp mô giúp cơ cấu dễ dàng luồn lách trong các đường ống cống ngầm có nhiều bùn thải lắng đọng.
  • Chi phí sản xuất và phân tích kinh tế: Tổng chi phí gia công chế tạo mô hình thực nghiệm chỉ xấp xỉ 1.800.000 VNĐ, thấp hơn $75%$ so với một hệ thống robot 4 chân điều khiển động cơ servo cùng tải trọng.

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật hiện tại:
    • Cơ cấu sử dụng 1 động cơ quay đồng tốc nên chưa thể thực hiện thao tác chuyển hướng linh hoạt (Turn left/right).
    • Chiều dài và độ cao bước chân là cố định theo kích thước các thanh liên kết, không thể tự thích ứng với các bậc cản vượt quá $28\text{ mm}$.
    • Tổng số lượng khâu và khớp quay lớn (64 ổ bi trên 8 chân) làm tăng tích lũy sai số chế tạo nếu không được kiểm soát dung sai khắt khe.
  • Hướng nâng cấp tiếp theo:
    • Bố trí 2 động cơ DC giảm tốc điều khiển độc lập cho 2 cụm chân trái/phải, sử dụng giải thuật lái vi sai tốc độ để robot quay vòng tại chỗ $360^\circ$.
    • Tích hợp vi điều khiển ESP32 / Arduino cùng cảm biến siêu âm hoặc LiDAR để phát hiện chướng ngại vật từ xa và tự động điều chỉnh tốc độ di chuyển.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí / Cơ điện tử: Nắm bắt phương pháp phân tích động học phẳng, phương pháp giải chuỗi vector đóng vòng lặp và quy trình thiết kế – gia công một sản phẩm cơ khí hoàn chỉnh.
  • Kỹ sư R&D Robot học: Tham khảo nền tảng động học của cơ cấu chân đi bộ 1-DOF chi phí thấp để tích hợp vào các cỗ máy thám hiểm chuyên dụng.
  • Giảng viên và Cơ sở đào tạo: Sở hữu mô hình giảng dạy trực quan sinh động cho các môn học Nguyên lý máy và Thiết kế hệ thống cơ khí.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để gia công chính xác cơ cấu chân Jansen là gì?

Yêu cầu quan trọng nhất là độ chính xác khoảng cách giữa các tâm lỗ trên từng khâu liên kết (sai số không vượt quá $\pm 0.05\text{ mm}$) và dung sai lỗ ép ổ bi đạt cấp H7. Nếu khoảng cách tâm lỗ sai lệch, cơ cấu sẽ bị hiện tượng bó kẹt cơ khí tại các điểm chết động học.

2. Tại sao đồ án chọn phương án 4 cặp chân (8 chân) thay vì 2 cặp chân (4 chân)?

Mô hình 2 cặp chân (4 chân) chỉ có tối đa 2 điểm tiếp đất cùng lúc trong một nửa chu kỳ, khiến robot không thể tự cân bằng và bị lật ngã. Mô hình 4 cặp chân (8 chân) bố trí lệch pha $180^\circ$ luôn đảm bảo có ít nhất 4 chân tiếp xúc mặt sàn tại mọi thời điểm, tạo thành đa giác cân bằng tĩnh giúp robot tự đứng vững mà không cần hệ thống cân bằng con lắc ngược.

3. Làm thế nào để giải quyết vấn đề ma sát khi số lượng khớp bản lề quá nhiều?

Giải pháp của đề tài là trang bị toàn bộ 32 cụm ổ lăn rãnh sâu chính xác mã hiệu 688ZZ tại tất cả các điểm bản lề quay, kết hợp bôi trơn mỡ chịu nhiệt và sử dụng trục thép mạ crom có độ nhám bề mặt thấp ($Ra \le 0.8,\mu\text{m}$).

4. Động cơ DC 12V cần công suất và moment xoắn bao nhiêu là đủ để dẫn động 8 chân?

Với mô hình nặng khoảng $2.1\text{ kg}$, động cơ DC giảm tốc cần đạt moment xoắn định mức tối thiểu $10 - 12\text{ kg}\cdot\text{cm}$ ở dải vận tốc $50 - 60\text{ RPM}$. Tỉ số truyền của bộ giảm tốc bánh răng kim loại bên trong động cơ giúp nhân lực kéo, thắng được toàn bộ ma sát tĩnh và quán tính của hệ thanh liên kết.

5. Cơ cấu chân này có khả năng đi lùi được không?

Có. Do cơ cấu liên kết bản lề thuần túy đối xứng qua chu kỳ quay của tay quay, chỉ cần đảo chiều cực tính nguồn điện cung cấp cho động cơ DC (đảo chiều quay trục khuỷu từ chiều kim đồng hồ sang ngược chiều kim đồng hồ), robot sẽ thực hiện chu trình bước lùi với quỹ đạo chân hoàn toàn đối xứng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu thiết kế bộ chân đi bộ ứng dụng cơ cấu 4 khâu bản lề" đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu đề ra từ nghiên cứu lý thuyết, tính toán giải tích động học, mô phỏng trên phần mềm chuyên dụng đến chế tạo thành công mô hình vật lý thực tế. Đề tài chứng minh tính khả thi vượt trội của cơ cấu sinh học Theo Jansen trong việc giải quyết bài toán cơ động trên địa hình phức tạp với mức tiêu hao năng lượng tối thiểu. Đây là tiền đề kỹ thuật vững chắc mở ra hướng phát triển cho các dòng robot cứu hộ, thiết bị nông nghiệp tự hành và máy móc chuyên dụng trong tương lai.