Chương 1: Giới thiệu - Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài. - Chương 3: Cơ sở lý thuyết - Chương 4: Các giải pháp thực hiện đề tài và tính toán thiết kế hệ thống cơ khí. - Chương 5: Tính toán thiết kế hệ thống điện và bộ điều khiển PI cho động cơ - Chương 6: Xây dựng thuật toán xử lí ảnh - Chương 7: Thực nghiệm và đánh giá 3 CHƯƠNG 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2. Xu thế phát triển robot hiện nay.
Xu thế phát triển robot hiện nay đang đi theo hướng đa dạng hóa và tiến bộ. Các robot ngày càng trở nên thông minh hơn, có khả năng học hỏi và tương tác với con người một cách tự nhiên. Trí tuệ nhân tạo đang được tích hợp để tạo ra robot có khả năng nhận biết, phân tích thông tin và ra quyết định. Robot cũng đang phát triển để làm việc cùng con người, tạo ra sự hợp tác và tương tác an toàn.
Robot không chỉ xuất hiện trong các hoạt động sản xuất, nhà máy, dây chuyền lắp ráp mà ngày càng gần gũi với con người; đặc biệt là các dạng robot dịch vụ như robot hút bụi, robot phục vụ trong nhà hàng, khách sạn, robot tư vấn, chỉ dẫn ở bệnh viện,. Điều này tạo ra một môi trường sống và làm việc tiện nghi, hiệu quả và tạo ra những trải nghiệm mới cho con người. Từ việc di chuyển linh hoạt đến tương tác xã hội, robot ngày càng trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại và mở ra nhiều triển vọng trong tương lai. Các loại robot đang là xu thế phát triển hiện nay: ▪ Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence - AI).
▪ Robot hợp tác với con người (Human-Robot Collaboration). ▪ Robot dịch vụ (Service Robotics). ▪ Robot di động và đa năng (Mobile and Versatile Robots). ▪ Robot trong công nghiệp (Industrial Robotics).
Giới thiệu về robot dịch vụ Robot dịch vụ (Service Robotics): Sự gia tăng của robot dịch vụ đang mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực như y tế, giáo dục, du lịch, khách sạn, v. Robot dịch vụ có thể đáp ứng nhu cầu của con người trong các tác vụ như hỗ trợ và chăm sóc, giao tiếp và hướng dẫn, vận chuyển và phục vụ, mang lại sự tiện lợi và tăng cường trải nghiệm người dùng. 4 CHƯƠNG 2 Hình 2.1 WiiGo Retail – Robot dịch vụ trong siêu thị của công ty Follow Inspiration ở Bồ Đào Nha [12] Được thiết kế bởi Follow Inspiration, một công ty khởi nghiệp của Bồ Đào Nha được thành lập vào năm 2012, wiiGo là một giỏ hàng tự điều khiển, giúp khách hàng bị suy giảm khả năng di chuyển mua sắm tại các siêu thị lớn. Vào cuối năm 2016, wiiGo đã có buổi giới thiệu đầu tiên tại Pháp với chuỗi siêu thị Les Mousquetaires, tại các cửa hàng Intermarket và Bricomarket ở Auxonnes, gần Dijon và tại các siêu thị lớn Auchan.2 Hình ảnh minh họa Robot phục vụ thức ăn mèo Bella [19] Robot mèo BellaBot không phải là thiết bị PuduTech duy nhất như vậy.
Năm ngoái, các kỹ sư Trung Quốc đã phá triển robot phục vụ PuduBot với ít biểu cảm hơn. Thiết bị nặng 5 CHƯƠNG 2 30kg, tương tự thiết kế của BellaBot, chứa từ 3 – 5 khay với khả năng chuyên chở 10kg mỗi khay. Nó tích hợp pin kéo dài tới 24h khi hoạt động liên tục, và được sạc đầy trong 4h. Robot chỉ mất 120 phút để lập bản đồ căn phòng.3 Robot giao hàng starship [13] Robot giao hàng Starship là một hệ thống giao hàng tự động của công ty Starship Technologies.
Với hình dáng nhỏ gọn và khả năng tự điều hướng, nó có thể di chuyển an toàn trên đường phố và vỉa hè. Robot này được sử dụng để giao hàng trong các khu vực đô thị và trường đại học, mang lại sự tiện lợi và tốc độ cho quá trình giao hàng. • Lợi ích của robot dịch vụ: Tăng hiệu suất và năng suất làm việc: Robot dịch vụ có thể làm việc liên tục mà không mệt mỏi hay giảm hiệu suất. Điều này giúp tăng năng suất công việc và giảm thời gian hoàn thành.
Giảm chi phí nhân công: Sử dụng robot dịch vụ giảm sự phụ thuộc vào lao động con người, giúp tiết kiệm chi phí nhân công và tăng tính cạnh tranh. Cải thiện chất lượng dịch vụ: Robot dịch vụ thực hiện các tác vụ một cách chính xác và nhất quán, giúp cải thiện chất lượng dịch vụ và đáp ứng yêu cầu của khách hàng. Tăng tính an toàn: Robot dịch vụ có thể thực hiện các tác vụ nguy hiểm hoặc căng thẳng mà không đặt con người vào nguy cơ. Điều này giúp tăng tính an toàn và giảm nguy cơ tai nạn lao động.
6 CHƯƠNG 2 Trải nghiệm khách hàng tốt hơn: Robot dịch vụ cung cấp trải nghiệm tiện lợi và tốt hơn cho khách hàng. Chúng có thể phục vụ 24/7, không gặp các ràng buộc thời gian và mang lại sự tiện lợi và linh hoạt cho khách hàng. • Một số hạn chế: Hạn chế trong tương tác con người: Robot dịch vụ chưa thể tương tác và giao tiếp một cách tự nhiên và linh hoạt như con người, dẫn đến khó khăn trong việc hiểu và đáp ứng đúng yêu cầu của người dùng. Hạn chế về đa nhiệm: Một số robot dịch vụ chỉ có thể thực hiện một nhiệm vụ cụ thể và không linh hoạt trong việc thay đổi và thích ứng với các tình huống mới.
Hạn chế về linh hoạt: Một số robot dịch vụ gặp khó khăn trong việc di chuyển trên các mặt địa hình phức tạp hoặc vượt qua các chướng ngại vật, giới hạn sự ứng dụng của chúng trong các môi trường đa dạng. Hạn chế về hiệu suất và độ tin cậy: Robot dịch vụ có thể gặp khó khăn trong việc xử lý các tình huống phức tạp và đưa ra quyết định chính xác, và đôi khi có thể gây ra lỗi hoặc hỏng hóc. Xe đẩy siêu thị thông minh Xe đẩy siêu thị thông minh là một dạng robot dịch vụ trong siêu thị. Robot có chức năng chính là bám theo người để chứa hàng hoá được mua trong các siêu thị lớn, trung tâm thương mại.
Với tính năng bám theo người, robot này có khả năng tự động di chuyển theo người dùng. Với khả năng tự động di chuyển và chứa hàng hoá, nhóm mong muốn có thể giúp người lớn tuổi tiết kiệm sức lực và tránh gánh nặng vận chuyển hàng hóa, đem lại sự tiện lợi và giúp người lớn tuổi có trải nghiệm mua sắm dễ dàng hơn, giúp giảm bớt khó khăn và mệt mỏi trong quá trình đi lại và vận chuyển hàng hóa. Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 2. Các nghiên cứu ngoài nước Trên thế giới, có nhiều nghiên cứu và phát triển về xe đẩy hàng trong siêu thị nhằm tăng cường hiệu suất và tiện ích cho quá trình mua sắm.
Dưới đây là một số nghiên cứu đáng chú ý: 7 CHƯƠNG 2 Hình 2.4 Robotic Shopping Cart [5] "Robotic Shopping Cart" của hãng Five Elements Robotics: Hãng Five Elements Robotics đã nghiên cứu và phát triển một loại xe đẩy tự động có khả năng di chuyển theo người dùng và chứa hàng hoá trong siêu thị. Xe đẩy này cũng có khả năng tương tác giọng nói và thực hiện các tác vụ đơn giản.5 Robot di động ELI [22] Robot di động ELI hoạt động như một giỏ mua hàng thông minh: nó có thể đi theo Khách hàng xung quanh cửa hàng trong khi người này đang chọn sản phẩm, nó có thể 8 CHƯƠNG 2 hướng dẫn Khách hàng vị trí của sản phẩm và cũng cho phép thanh toán tự động, trong số các chức năng khác. ELI tích hợp các cảm biến nhận dạng giọng nói của con người và các cảm biến khác cho phép tránh chướng ngại vật. Theo cách đó, nó có thể đi theo người tiêu dùng và điều hướng một cách tự động.
Bằng màn hình tích hợp của nó, người tiêu dùng có thể chọn các sản phẩm quan tâm và robot sẽ hướng dẫn họ đến với chúng. Các tính năng khác bao gồm, tìm vị trí của ô tô trong bãi đậu xe và xác minh thông tin mua hàng, chẳng hạn như phiếu giảm giá hoặc thời hạn mua hàng. Các nghiên cứu trong nước Hiện nay robot dịch vụ trong siêu thị ở Việt Nam chưa được nghiên cứu, chế tạo nhiều. Dưới đây là sản phầm của nhóm sinh viên Khoa cơ khí chế tạo máy, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM nghiên cứu và chế tạo.6 Hình ảnh follobot [15] Robot có tên là followbot, ứng dụng AI,thuật toán xử lí ảnh, xử lý 3D, giúp robot nhận diện được người, vùng nền và thuật toán điều khiển quỹ đạo chuyển động của robot.
Robot hoàn thiện với kích thước nhỏ gọn 506 x 466 x 680mm (dài x rộng x cao), khối lượng 18.5Kg, tốc độ hoạt động tối đa 0.7 m/s, tải trọng tối đa 15Kg, đặc biệt rất dễ sử dụng chỉ với thao tác một nút nhấn. Robot cơ bản có thể bám theo người để chứa hàng hoá cho họ, nó chưa phân biệt được nhiều người. 9 CHƯƠNG 3 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3. Các cơ cấu hoạt động phổ biến trong robot AGV Robot dịch vụ với cơ cấu di động thường có cấu hình của robot di động trên bánh xe (cơ cấu hai bánh vi sai) do thuận lợi trong việc điều khiển.
Với cơ cấu này, robot dễ dàng di chuyển trên nền gạch phẳng trong nhà như nhà hàng, khách sạn, siêu thị.1 Nguyên lý hoạt động của cơ cấu vi sai [20] Kiểm soát tốc độ vi sai là phương pháp lái AGV phổ biến nhất. Nó sử dụng hai bánh dẫn động độc lập, mỗi bánh được dẫn động ở cùng tốc độ để đi thẳng hoặc ở các tốc độ khác nhau để rẽ.2 Cơ cấu điều khiển vô lăng [20] Điều khiển vô lăng là một phương pháp phổ biến khác được sử dụng chủ yếu trong các phương tiện ba bánh như xe nâng hàng. Trong cơ cấu này, bánh xe truyền động cũng là bánh xe quay. Một tổ hợp động cơ và bộ mã hóa gia tăng được sử dụng cho chuyển động tiến và lùi, trong khi tổ hợp động cơ thứ hai và bộ mã hóa gia tăng được sử dụng để lái.
Cách tiếp cận này cung cấp đường dẫn tốt hơn và cung cấp chuyển hướng rất trơn tru. Ngoài ra, không giống như AGV điều khiển vi sai, phương tiện điều khiển vô lăng cũng có thể được sử dụng để kéo. 10 CHƯƠNG 3 Hình 3.3 Cơ cấu điều khiển kết hợp [20] Loại AGV thứ ba kết hợp các phương pháp điều khiển vi sai và lái. Hai động cơ lái/truyền động độc lập với bộ mã hóa gia tăng phù hợp được đặt ở các góc chéo của AGV.
Bánh xe xoay được đặt ở các góc đối diện. Điều này cho phép xe rẽ theo hình vòng cung.