Đặt vấn đề Trước tình hình diễn biến phức tạp của đại dịch Covid, việc hạn chế tiếp xúc, giữ khoảng cách giữa chúng ta cũng là biện pháp phòng dịch hữu hiệu và cần thiết, đặc biệt là ở những nơi đông người qua lại như là khách sạn, nhà nghỉ thì việc phòng ngừa lại càng phải chú trọng hơn. Để giải quyết vấn đề đó, nhóm chúng em xin đề xuất phương án Robot tự hành vận chuyển hành lí trong khách sạn nhằm thay thế những người phục vụ tiếp xúc với khách hàng. Với việc đưa Robot tự hành vào phục vụ trong khách sạn thì có những ưu điểm như: • Hạn chế được sự tiếp xúc giữa các nhân viên khách sạn với khách hàng, qua đó hạn chế được sự lây lan virus. • Giảm thiểu được nguồn nhân lực, tiết kiệm được chi phí thuê nhân viên.
• Tăng năng suất công việc khi robot cùng lúc có thể mang rất nhiều đồ, có thể tương đương với từ 2 đến 3 nhân viên phục vụ. Trương Công Tuấn 19 TTTN:Xe tự hành vận chuyển hành lí đa tầng • Bảo mật, an toàn, tránh xảy ra hiện tượng thất lạc đồ trong quá trình vận chuyển. • Hiện nay trong Smart Home cần rất nhiều robot có tính năng tự động như AGV để phục vụ nhu cầu của con người Trên thực tế, cũng đã có rất nhiều khách sạn đã đưa robot vào trong quá trình phục vụ vận chuyển để tiết kiệm chi phí cũng như tăng năng suất, ngoài ra còn đem lại trải nghiệm mới lạ và thú vị cho khách hàng khi ghé thăm.7 mô tả robot vận chuyển hành lí trong khách sạn Shelton Los Angeles.8 mô tả robot với chức năng tương tự tại Nhật Bản.7: Robot vận chuyển hành lí trong khách sạn Shelton Los Angeles Hình 1.8: Robot vận chuyển hành lí trong khách sạn tại Nhật Bản GVHD: TS. Trương Công Tuấn 20 TTTN:Xe tự hành vận chuyển hành lí đa tầng 1.
Thao khảo mẫu AGV nổi bật Cùng tham khảo một mẫu robot mang tên Segway Delivery Robotic S2 (hình 1.9) xuất xứ từ Trung Quốc với chức năng vận chuyển hàng trong một không gian rộng. S2 là rô bốt giao hàng được phát triển để đáp ứng nhu cầu giao hàng chuyên sâu trong các tình huống khác nhau. Bằng cách áp dụng một số công nghệ cốt lõi hàng đầu quốc tế do Ninebot phát triển độc lập, S2 cung cấp phân phối an toàn hơn và thông minh hơn, hiệu quả và đáng tin cậy cho người tiêu dùng.9: Segway Delivery Robotic S2 S2 sử dụng Laser + Visual SLAM: Thuật toán bản địa hóa và điều hướng SLAM tự phát triển giúp thực hiện bản đồ hóa và bản đồ hóa tự trị ba chiều. Đồng thời, các cảm biến phát hiện mặt đất 3D và thuật toán phân đoạn trực quan mới nhất được thêm vào để tăng cường đáng kể độ an toàn khi vận hành.
Dựa trên việc cập nhật bản đồ liên tục và mối tương quan thông tin trong quá trình hoạt động, nó thích ứng với những thay đổi của môi trường làm việc, Với việc lập bản đồ một lần, nó có thể duy trì bản địa hóa hoàn toàn tự trị trong một thời gian dài. Ngoài ra S2 còn áp dụng thành tựu nghiên cứu mới nhất về học tăng cường, S2 có thể dễ dàng phát hiện chướng ngại vật như chân người và bước đi trong môi trường đông đúc như trung tâm mua sắm và cao ốc văn phòng. Các thông số kĩ thuật nổi bật của S2 như sau: Tải trọng tối đa: 30 kg Tốc độ di chuyển tối đa: 1.2 m/s Độ dốc tối đa: 10 độ Thời lượng pin: 8 h Không gian chứa đồ: 345 * 180 * 230mm GVHD: TS. Trương Công Tuấn 21 TTTN:Xe tự hành vận chuyển hành lí đa tầng Độ cao chương ngoại vật tối đa: 2cm Thời lượng sạc: 4 h 1.
Kết luận Ngày nay, ở nước ta đã xuất hiện rất nhiều những robot trong hộ gia đình như robot lau nhà, ngược lại trong các khách sạn phục vụ thì robot lại xuất hiện khá ít và còn khá mới mẻ. Tương lai robot phục vụ trong khách sạn sẽ phát triển rộng lớn trên thị trường để đáp ứng nhu cầu về nhân lực. Đó là cơ hội cũng như thách thức với các nhà sản xuất robot, sao cho phải đáp ứng nhu cầu cũng như giá thành phải hợp lý. Với các tính năng, ưu điểm như trên, robot hoàn toàn có thể đảm bảo được yêu cầu phục vụ, thay thế cho nhân viên.
Do vậy, tính khả thi của đề tài này là rất cao, nhóm em muốn sản phẩm này được hoàn thiện hơn và sớm được đưa vào thực tế để giúp tiết kiệm nguồn nhân vật lực cho đất nước, đó sẽ là xu hướng của tương lai. Đề xuất thiết kế mô hình 1.1 Nhiệm vụ của robot Robot được thiết kế để có thể thực hiện 2 nhiệm vụ, chuyển đổi chế độ nhiệm vụ bằng giọng nói: - Nhiệm vụ 1: Xây dựng bản đồ phòng hành lang • Nhân viên điều khiển robot đi xung quanh hoặc cho robot bám theo người mình đi các tẩng để lập bản đồ sảnh cho robot. • Robot lưu trữ bản đồ sảnh vào thư mục để sử dụng cho các lần sau. • Đánh số phòng trên bản đồ đã vẽ.
- Nhiệm vụ 2: Vận chuyển hành lí từ khu vực kho, lễ tân ra đến các phòng theo yêu cầu của khách hàng. • Vị trí thường trực của robot là ở gần các kho để hành lí. Robot đã lưu trữ bản đồ của các tầng được xây dựng trước trong thư mục. • Chu trình làm việc của robot bắt đầu khi có khách hàng yêu cầu lấy hành lí hoặc người quản lí ra lệnh.
• Robot sẽ di chuyển đến kho lấy hành lí. • Nhân viên sẽ đặt hành lí lên robot, đóng cửa robot và chọn điểm đến (Phòng số #) trong GUI trên màn hình, sau đó ấn nút xác nhận. Trương Công Tuấn 22 TTTN:Xe tự hành vận chuyển hành lí đa tầng • Robot di chuyển đến phòng, trên GUI có hiện trạng thái: “Giao hành lí đến phòng #”. • Khi robot đến phòng #, khách hàng quét QR xác nhận cho robot để mở cửa lấy hành lí, đóng cửa, robot di chuyển về vị trí ban đầu.
• Hỗ trợ việc robot có thể vẫn chuyển được đa tầng. Đề xuất thiết kế Từ hình 1.12 là các mẫu robot được sử dụng vận chuyển hành lí. Thông qua việc khảo sát, mô hình thiết kế của robot được đề xuất sao cho phù hợp với mục đích và yêu cầu hoạt động của robot.10: Robot vận chuyển hành lí từ kho Hình 1.11: Robot vận chuyển hành lí trong khách sạn tại Trung Quốc GVHD: TS. Trương Công Tuấn 23 TTTN:Xe tự hành vận chuyển hành lí đa tầng Hình 1.12: Robot vận chuyển hành lí trong khách sạn tại Úc 1.
Nguyên lí hoạt động robot Hình 1.13 dưới đây trình bày nguyên lí mạch điều khiển robot: Hình 1.13: Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển robot Robot hoạt động dựa trên các cảm biến chính là lidar, cảm biến IMU, camera 3D, cảm biến siêu âm và encoder để định hướng cho robot, xác định hướng đi chính xác và thông minh nhất, xây dựng map, phát hiện vật cản và những nơi chênh lệch độ cao. Tất cả các cảm biến này sẽ gửi tín hiệu về vi máy tính Jetson Nano để xử lý và đưa ra các phương pháp điều hướng thích hợp. Các tín hiệu xung điều khiển được gửi đến khối chấp hành là hai động cơ DC giảm tốc. Trong quá trình hoạt động vi điều khiển STM32 giao tiếp với Jetson Nano thông qua giao tiếp UART và có vai trò trung gian trong giao tiếp giữa vi máy tính với các cảm biến và động cơ.
Trương Công Tuấn 24 TTTN:Xe tự hành vận chuyển hành lí đa tầng 1. Tổng kết Chương 1 đã trình bày tổng quan về robot tự hành vận chuyển hành lí trong khách sạn và một số mẫu robot với chức năng tương tự nổi bật thế giới đồng thời đưa ra được nhu cầu thị trường về robot AGV đang tăng trưởng rất lớn trong nhiều năm tới. Chương 2 tiếp theo sẽ trình bày về thiết kế mô hình robot. Trương Công Tuấn 25 TTTN:Xe tự hành vận chuyển hành lí đa tầng CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÔ HÌNH XE 2.
Giới thiệu Khi lên ý tưởng về robot thì điều quan trọng và không thể thiếu chính là hình dạng và kích thước của robot. Ở chương này việc tính toán thiết kế, mô hình, kích thước của robot được trình bày chi tiết. Yêu cầu kỹ thuật với xe. Đặt vấn đề Với các nước hiện đại trên thế giới, đi đầu về công nghệ thì việc ứng dụng robot tự động trong sinh hoạt, phục vụ nhu cầu cho con người đã trở nên quen thuộc.
Robot thì có các kích thước khác nhau, với những mục đích sử dụng khác nhau trong môi trường làm việc khác nhau. Những robot nhỏ gọn thì được sử dụng trong các hộ gia đình với công việc quét dọn, lau nhà, giải trí, … Đối với những robot kích thước lớn hơn từ 1 – 2m thì được sử dụng ở siêu thị, nhà hàng, khách sạn, dây chuyền sản xuất. Đối với robot vận chuyển hành lí trong khách sạn vấn đề đặt ra là sự tự định hướng bằng các cảm biến, camera, ngoài ra còn phải tương tác với khách hàng. Tìm ra đường đi ngắn, đảm bảo vận chuyển kịp thời.
Hơn nữa phải đáp ứng được khối lượng hành lí vận chuyển. Kích thước vừa đủ, vận chuyển nhiều hành lí cùng lúc. Yêu cầu kĩ thuật Để đáp ứng được những vấn đề ở trên thì xe phải đáp ứng được: Tự dộng di chuyển, mang hành li từ A đến B, tránh vật cản,…. Xe phải đảm bảo chở đủ tải trọng: 15 kg Có kích thước nhỏ gọn đảm bảo trong quá trình di chuyển trong không gian nhỏ hẹp của khách sạn và hành lang.
(kích thước 700x520 mm) Tốc độ đảm bảo khi di chuyển không bị văng hành lí ra ngoài, cũng như phải đảm bảo được tốc độ vận chuyện đúng giờ. (đã khảo sát và cho chạy thử thực tế) o Vận tốc không tải của robot: ~ 0.5 m/s o Vận tốc khi có tải của robot: ~ 0.3 m/s Đảm bảo yêu cầu bảo mật, tránh tình trạng trộm cắp có thể xảy ra, sử dụng các vật liệu phù hợp. Yêu cầu về tính năng làm việc: o Tìm ra đường đi tối ưu đến vị trí chỉ định ở trên map đã xây dựng. o Tránh được các vật cản trên đường di chuyển.
o Mở cửa khi quét đúng mã QR để khách lấy hành lí. Trương Công Tuấn 26 TTTN:Xe tự hành vận chuyển hành lí đa tầng 2. Phân tích thiết kế hệ thống dẫn hướng 2.