BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CÁ ỨNG DỤNG VẼ BIÊN DẠNG ÐÁY HỒ GVHD: PGS.TS: NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG SVTH: CHÂU VĂN KHƯƠNG MSSV: 12146087 TRÌNH BẢO NGỌC MSSV: 12146124 TRẦN ANH THUẬN MSSV: 12146189 S KL 0 0 4 7 3 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CÁ ỨNG DỤNG VẼ BIÊN DẠNG ĐÁY HỒ GVHD: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG SVTH: CHÂU VĂN KHƢƠNG 12146087 TRÌNH BẢO NGỌC 12146124 TRẦN ANH THUẬN 12146189 LỚP: 121461C TP.HCM, ngày 15 tháng 07 năm 2016 1 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.
HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CÁ ỨNG DỤNG VẼ BIÊN DẠNG ĐÁY HỒ GVHD: PGS.TS: NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG SVTH: CHÂU VĂN KHƢƠNG 12146087 TRÌNH BẢO NGỌC 12146124 TRẦN ANH THUẬN 12146189 LỚP: 121461C TP.HCM, ngày 15 tháng 07 năm 2016 2 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG Sinh viên thực hiện: Châu Văn Khƣơng MSSV: 12146087 1. Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CÁ ỨNG DỤNG VẼ BIÊN DẠNG ĐÁY HỒ 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Bài báo (Development of the Simultaneous Mapping System of the Robotic Fish).
- Tham khảo các robot thế hệ đầu. - Mô phỏng matlab và thuật toán xử lý ảnh trên Matlab. Nội dung chính của đồ án: - Khảo sát về Robot cá trong và ngoài nƣớc. - Lập trình xử lý ảnh nhận diện màu trên robot cá.
- Nghiên cứu các thiết bị và kỹ thuật thu phát vô tuyến. Các sản phẩm dự kiến - Tổng quan khái quát về robot cá. - Robot cá giao tiếp với máy tính qua module Bluetooth. - Mô phỏng động học robot, xử lí ảnh, xác định đƣợc vị trí robot.
Ngày nộp đồ án: 10/07/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG Sinh viên thực hiện: Trình Bảo Ngọc MSSV: 12146124 1. Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CÁ ỨNG DỤNG VẼ BIÊN DẠNG ĐÁY HỒ 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Datasheet Arduino Uno R3.
- Bài báo khoa học (study on turning performance of a fish robot…) - Thuật toán lọc nhiễu, đọc tín hiệu. Nội dung chính của đồ án: - Thiết kế và rắp láp mạch điện tử. - Viết thuật toán điều khiển robot cá. Các sản phẩm dự kiến - Robot cá di chuyển linh hoạt, có khả năng tích hợp thêm các thiết bị, linh kiện.
- Tích hợp ba cảm biến, tránh đƣợc vật cản trên đƣờng đi. Ngày nộp đồ án: 10/07/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) ii do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thuận MSSV: 12146189 1. Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CÁ ỨNG DỤNG VẼ BIÊN DẠNG ĐÁY HỒ 2.
Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Thiết kế bằng phần mềm Solidworks. - Robot cá đƣợc thiết kế và chế tạo dựa trên tham khảo robot cá thế hệ đầu. Nội dung chính của đồ án: - Thiết kế và gia công cơ khí cho robot cá: (thiết kế đúc đầu cá, thiết kế và và gia công các bộ phận robot cá). - Tìm hiểu và chống thấm nƣớc cho cá.
Các sản phẩm dự kiến - Thiết kế và gia công chi tiết tạo hình giống robot cá thật, phù hợp thủy động lực học. - Robot cá di chuyển uyển chuyển, linh hoạt. - Chống thấm nƣớc tốt cho động cơ và mạch điều khiển. Ngày nộp đồ án: 10/07/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) iii do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.
HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Cơ Điện tử PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) SVTH: Châu Văn Khƣơng MSSV: 12146087 Trình Bảo Ngọc MSSV: 12146124 Trần Anh Thuận MSSV: 12146189 Tên đề tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CÁ ỨNG DỤNG VẼ BIÊN DẠNG ĐÁY HỒ” Ngành đào tạo: CNKT Cơ điện tử GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Phƣơng Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên:. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN: 2. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:.
iv do an 2. Kết quả đạt được:. Những tồn tại (nếu có):. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa đƣợc 1.
Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đ ng f r at với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các ục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, h a 5 học x hội Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy trình 15 đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mề chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100 4. Kết luận: Đƣợc phép bảo vệ Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2016 Giảng viên hƣớng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) v do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Cơ Điện tử PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) SVTH: Châu Văn Khƣơng MSSV: 12146087 Trình Bảo Ngọc MSSV: 12146124 Trần Anh Thuận MSSV: 12146189 Tên đề tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CÁ ỨNG DỤNG VẼ BIÊN DẠNG ĐÁY HỒ” Ngành đào tạo: CNKT Cơ điện tử GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Phƣơng Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:.
Kết quả đạt được:. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:. vi do an 5. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa đƣợc 1.
Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đ ng f r at với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các ục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, h a 5 học x hội Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy trình 15 đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mề chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100 7. Kết luận: Đƣợc phép bảo vệ Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20 Giảng viên phản biện (Ký, ghi rõ họ tên) vii do an LỜI CAM KẾT Tên đề tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CÁ ỨNG DỤNG VẼ BIÊN DẠNG ĐÁY HỒ”. SVTH: Châu Văn Khƣơng MSSV: 12146087 Trình Bảo Ngọc MSSV: 12146124 Trần Anh Thuận MSSV: 12146189 LỚP: 121461C GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Phƣơng Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp: 15/07/2016 Lời cam kết: “Nhóm chúng em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính nhóm nghiên cứu và thực hiện. Nhóm không sao chép từ bất kỳ một bài biết nào đã công bố mà không trích dẫn nguồn gốc.
Nếu có bất kỳ sự vi phạm nào, nhóm xin hoàn toàn chịu trách nhiệm”.Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2016 viii do an LỜI CẢM ƠN Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến PGS.TS Nguyễn Ngọc Phƣơng, thầy đã tận tình hƣớng dẫn, quan tâm và động viên chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Đồng thời, xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn Cơ điện tử đã nhiệt tình giúp đỡ, góp ý, hỗ trợ trong quá trình học và thực hiện đồ án. Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp Cơ Điện Tử 121461, các thành viên trong phòng thí nghiệm mở OpenLab đã cùng chia sẻ, đóng góp ý kiến và hỗ trợ để chúng mình hoàn thành đề tài tốt hơn. Nhóm SVTH: Châu Văn Khƣơng Trình Bảo Ngọc Trần Anh Thuận ix do an TÓM TẮT Đề tài “Thiết kế và chế tạo robot cá ứng dụng vẽ biên dạng đáy hồ” của nhóm hƣớng đến ba lĩnh vực của robot là robot tự hành, robot phỏng sinh học và hệ thống SLAM.
Robot cá có hình dạng nhƣ cá chép, với 4 khâu và 3 khớp cho phép robot chuyển động uyển chuyển. Mô hình robot cá đƣợc xây dựng thỏa mãn các yếu tố: hình dạng giống cá chép, chống thấm nƣớc tốt và hoạt động linh hoạt. Robot có chế độ bơi tự động đƣợc tích hợp 3 cảm biến hồng ngoại để tránh vật cản và xác định khoảng cách vật cản. Trang bị camera để xác định vị trí của robot cũng nhƣ vị trí vật cản dƣới đáy hồ, kết hợp một số thuật toán và công cụ từ đó vẽ đƣợc biên dạng đáy hồ.
Qua thực nghiệm, robot có khả năng bơi uyển chuyển trong nƣớc với tốc độ 0,2 m/s, thời gian hoạt động 3h.