Đồ án thiết kế Robot di chuyển đa hướng bằng bánh Omni - Ứng dụng Cơ điện tử

Khám phá thiết kế robot Omni, giải pháp di chuyển đa hướng linh hoạt, mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và nghiên cứu.

• Tác giả: Nguyễn Mạnh Hà
• Người hướng dẫn: Thầy Lưu Mạnh Sơn
• Trường học: Cao đẳng Công Thương
• Chuyên ngành: Cơ Điện Tử
• Đề tài: Robot di chuyển đa hướng bằng bánh omni
• Loại tài liệu: Đồ án cơ sở ngành
• Địa điểm: TP.HCM

Tóm tắt

I. Tổng Quan Robot Omni Wheel Giải Pháp Di Chuyển Đa Hướng

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, nhu cầu về tự động hóa và giảm thiểu sức lao động thủ công ngày càng tăng cao. Robot đóng vai trò then chốt trong việc đáp ứng nhu cầu này, đặc biệt là robot di chuyển đa hướng (omnidirectional robot). Bài viết này sẽ đi sâu vào thiết kế và ứng dụng của robot omni, một loại robot di động có khả năng di chuyển linh hoạt trong không gian hai chiều mà không cần quay hướng. Robot omni wheel được trang bị bánh xe omni, cho phép di chuyển đồng thời theo nhiều hướng khác nhau, mang lại nhiều ưu điểm so với các loại robot truyền thống. Theo tài liệu gốc, robot di động đa hướng được quan tâm lớn vì chúng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành khác nhau như công nghiệp, nông lâm nghiệp, y tế, dịch vụ, do khả năng di chuyển linh hoạt. Khác với robot di động sử dụng bánh truyền thống, robot di động sử dụng bánh đa hướng có những ưu điểm vượt trội như: khả năng thay đổi vị trí và định hướng linh hoạt, độ chính xác cao, bởi vì chúng có khả năng di chuyển và quay đồng thời hoạt động độc lập, vì vậy robot di động đa hướng đã thu hút được nhiều sự chú ý hơn. Việc nghiên cứu và chế tạo robot tự hành này nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế của các dây chuyền sản xuất là rất cần thiết. Bài toán robot di động bằng bánh xe omni được sự quan tâm lớn của nhiều người trong những năm gần đây. Ưu điểm của robot omni so với các loại robot sử dụng bánh xe thông thường là khả năng tiết kiệm năng lượng, do không cần quay trước khi di chuyển. Điều này làm cho robot omni trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi tính cơ động cao trong không gian hạn chế, ví dụ như trong các nhà kho, bệnh viện, hoặc dây chuyền sản xuất.

1.1. Giới thiệu về Bánh Xe Omni và Cấu Tạo

Bánh xe omni là một loại bánh xe đặc biệt cho phép robot di chuyển theo bất kỳ hướng nào. Cấu tạo của nó bao gồm một bánh xe chính và nhiều con lăn nhỏ (thường là 8 con) được gắn xung quanh chu vi bánh xe theo một góc nhất định. Các con lăn này cho phép bánh xe trượt theo phương vuông góc với trục quay của bánh xe, trong khi bánh xe chính cung cấp lực đẩy theo phương song song với trục quay. Nhờ sự kết hợp của hai chuyển động này, robot omni có thể di chuyển theo bất kỳ hướng nào bằng cách điều chỉnh tốc độ và hướng quay của các bánh xe. Vật liệu chế tạo con lăn thường là nhôm hoặc cao su, trong khi khung bánh xe có thể làm từ nhựa hoặc kim loại.

1.2. Ưu Điểm Vượt Trội của Robot Di Chuyển Đa Hướng

So với các loại robot di động truyền thống, robot omni wheel có nhiều ưu điểm vượt trội. Khả năng di chuyển linh hoạt trong không gian hẹp là một lợi thế lớn, đặc biệt trong các môi trường có nhiều chướng ngại vật. Robot di chuyển đa hướng có thể dễ dàng tránh né vật cản và di chuyển đến vị trí mong muốn mà không cần thực hiện các thao tác quay phức tạp. Thêm vào đó, việc di chuyển và quay đồng thời giúp cho robot omni tiết kiệm thời gian và năng lượng, đồng thời cải thiện hiệu quả hoạt động. Theo như tài liệu gốc, robot sử dụng bánh omni có thể di chuyển theo bất kì hướng nào, ở bất kì góc nào mà không cần quay trước khi di chuyển. Vì có khả năng như vậy nên robot omni có khả năng tiết kiệm năng lượng so với robot sử dụng bánh xe thông thường.

1.3. Phân Loại Robot Omni Dựa Trên Số Lượng Bánh Xe

Có nhiều loại robot omni khác nhau, được phân loại dựa trên số lượng bánh xe. Các cấu hình phổ biến bao gồm robot omni 3 bánh, 4 bánh và nhiều bánh hơn. Robot omni 3 bánh thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi tính linh hoạt cao và khả năng di chuyển trong không gian hẹp. Robot omni 4 bánh cung cấp độ ổn định tốt hơn và khả năng chịu tải cao hơn. Số lượng bánh xe ảnh hưởng đến khả năng chịu tải, độ ổn định và độ phức tạp của hệ thống điều khiển.

II. Thách Thức Thiết Kế Điều Khiển Robot Omni Hiệu Quả

Thiết kế và điều khiển robot omni đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật. Một trong những thách thức lớn nhất là phát triển các thuật toán điều khiển robot omni hiệu quả. Do khả năng di chuyển đa hướng, việc điều khiển robot omni đòi hỏi phải tính toán phức tạp để xác định tốc độ và hướng quay của từng bánh xe. Các thuật toán điều khiển phải đảm bảo robot di chuyển chính xác theo quỹ đạo mong muốn, đồng thời duy trì sự ổn định và tránh rung lắc. Điều khiển PID robot thường được sử dụng để điều khiển angular velocity và linear velocity của robot omni. Theo tài liệu gốc, trong kĩ thuật điều khiển chuyển động của OMR, vấn đề bám quỹ đạo và tác động nhanh là rất cần thiết. Có nhiều phương pháp điều khiển robot nhưng có rất ít công trình nghiên cứu dùng điều khiển trượt cho robot đa hướng. Ngoài ra, việc tích hợp các hệ thống định vị robot và cảm biến cũng là một thách thức quan trọng. Để robot có thể tự động di chuyển trong môi trường thực tế, nó cần phải có khả năng nhận biết vị trí của mình và các vật cản xung quanh. Các cảm biến như cảm biến siêu âm, camera, hoặc laser scanner có thể được sử dụng để thu thập thông tin về môi trường, nhưng việc xử lý và tích hợp dữ liệu từ các cảm biến này đòi hỏi phải có các thuật toán phức tạp.

2.1. Bài Toán Động Học Thuận và Động Học Ngược Forward Inverse Kinematics

Bài toán động học thuận (forward kinematics) là việc xác định vị trí và hướng của robot dựa trên tốc độ quay của các bánh xe. Bài toán động học ngược (inverse kinematics) là việc xác định tốc độ quay cần thiết của các bánh xe để đạt được vị trí và hướng mong muốn. Giải quyết hai bài toán này là nền tảng cho việc điều khiển robot omni một cách chính xác.

2.2. Ảnh Hưởng của Sai Số Cơ Khí và Ma Sát Đến Độ Chính Xác

Sai số cơ khí trong chế tạo và lắp ráp, cũng như ma sát giữa các bánh xe và mặt sàn, có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của robot omni. Việc hiệu chỉnh và bù trừ các sai số này là rất quan trọng để đảm bảo robot di chuyển chính xác theo quỹ đạo mong muốn. Cần có các phương pháp hiệu chỉnh và kiểm tra định kỳ để đảm bảo cơ cấu truyền động robot omni hoạt động chính xác.

2.3. Tối Ưu Thuật Toán Điều Khiển để Đạt Hiệu Suất Cao

Việc lựa chọn và tối ưu các thuật toán điều khiển có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của robot omni. Các thuật toán điều khiển cần phải đảm bảo robot di chuyển nhanh chóng, chính xác và ổn định, đồng thời tiêu thụ ít năng lượng. Các phương pháp tối ưu như điều khiển thích nghi hoặc điều khiển dự đoán có thể được sử dụng để cải thiện hiệu suất của robot.

III. Phương Pháp Điều Khiển Robot Omni Giải Thuật và Thực Thi

Có nhiều phương pháp điều khiển robot omni, mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng. Các phương pháp phổ biến bao gồm điều khiển PID, điều khiển trượt, điều khiển mờ, và điều khiển học máy. Điều khiển PID là một phương pháp đơn giản và hiệu quả, nhưng có thể gặp khó khăn trong việc xử lý các hệ thống phi tuyến và thời gian trễ. Điều khiển trượt có khả năng chống nhiễu tốt, nhưng có thể gây ra hiện tượng rung lắc. Điều khiển mờ có thể xử lý các hệ thống phức tạp và không chắc chắn, nhưng đòi hỏi phải có kiến thức chuyên sâu về hệ thống. Điều khiển học máy có tiềm năng to lớn trong việc điều khiển các robot phức tạp, nhưng đòi hỏi phải có một lượng lớn dữ liệu huấn luyện. Việc lựa chọn phương pháp điều khiển phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng và đặc tính của robot omni.

3.1. Ứng Dụng Bộ Điều Khiển PID cho Robot Omni 3 Bánh

Bộ điều khiển PID (Proportional-Integral-Derivative) là một trong những bộ điều khiển phổ biến nhất trong kỹ thuật điều khiển. Nó sử dụng ba thành phần – tỷ lệ, tích phân và đạo hàm – để điều chỉnh đầu ra của hệ thống điều khiển. Trong ứng dụng robot omni, bộ điều khiển PID có thể được sử dụng để điều khiển tốc độ và hướng của từng bánh xe, từ đó điều khiển chuyển động tổng thể của robot.

3.2. Điều Khiển Trượt Ưu Điểm và Hạn Chế Khi Di Chuyển

Điều khiển trượt là một phương pháp điều khiển phi tuyến mạnh mẽ, có khả năng chống nhiễu tốt. Nó hoạt động bằng cách ép hệ thống điều khiển di chuyển trên một bề mặt trượt được thiết kế trước. Tuy nhiên, điều khiển trượt có thể gây ra hiện tượng rung lắc (chattering), do sự chuyển đổi nhanh chóng giữa các trạng thái điều khiển.

3.3. Sử Dụng ROS Robot Operating System Để Mô Phỏng và Điều Khiển

ROS (Robot Operating System) là một framework phần mềm mã nguồn mở, cung cấp các công cụ và thư viện cho việc phát triển các ứng dụng robot. ROS có thể được sử dụng để mô phỏng robot omni, phát triển các thuật toán điều khiển, và triển khai các ứng dụng thực tế.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Robot Omni Từ Kho Vận Đến Y Tế

Robot omni có nhiều ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực khác nhau. Trong lĩnh vực kho vận, robot công nghiệp omni được sử dụng để vận chuyển hàng hóa trong các nhà kho và trung tâm phân phối, giúp tăng năng suất và giảm chi phí. Trong lĩnh vực y tế, robot omni được sử dụng để vận chuyển thuốc men, dụng cụ y tế, và thậm chí là bệnh nhân trong các bệnh viện, giúp giảm tải cho nhân viên y tế và cải thiện chất lượng dịch vụ. Ngoài ra, robot omni còn được sử dụng trong các lĩnh vực như nông nghiệp, quốc phòng, và dịch vụ, chứng tỏ tính linh hoạt và tiềm năng to lớn của công nghệ này. Theo tài liệu gốc, nhóm nghiên cứu chọn làm Robot omni di chuyển 3 bánh bởi vì tiện, gọn và giảm được chi phí. Từ những suy nghĩ đó chúng em sử dụng những kiến thức còn hạn chế của mình để nghiên cứu chế tạo Mobile Robot trong phạm vi đồ án với ước muốn đóng góp vào công nghệ chế tạo Robot của nước nhà trong thời gian tới và Robot này nhóm sẽ áp dụng vào việc giám sát những khu vực nguy hiểm mà con người không tới được.

4.1. Robot Omni trong Kho Vận Tự Động Hóa Quy Trình

Trong kho vận, robot omni có thể được sử dụng để tự động hóa các quy trình như nhận hàng, lưu trữ, lấy hàng, và đóng gói. Robot có thể di chuyển nhanh chóng và chính xác trong không gian hẹp, giúp giảm thời gian và chi phí vận chuyển. Các ứng dụng cụ thể bao gồm xe nâng tự động, xe kéo tự động, và robot phân loại hàng hóa.

4.2. Ứng Dụng Robot Omni Trong Môi Trường Bệnh Viện

Trong bệnh viện, robot omni có thể được sử dụng để vận chuyển thuốc men, dụng cụ y tế, và thậm chí là bệnh nhân. Robot có thể giúp giảm tải cho nhân viên y tế, cải thiện chất lượng dịch vụ, và giảm nguy cơ lây nhiễm bệnh. Các ứng dụng cụ thể bao gồm robot vận chuyển thuốc, robot vận chuyển dụng cụ phẫu thuật, và robot hỗ trợ bệnh nhân di chuyển.

4.3. Robot Omni Trong Nông Nghiệp Giám Sát và Thu Hoạch

Robot omni cũng có thể được sử dụng trong nông nghiệp để giám sát cây trồng, thu hoạch, và phun thuốc trừ sâu. Robot có thể di chuyển trong các hàng cây một cách dễ dàng, thu thập dữ liệu về sức khỏe của cây trồng, và thực hiện các công việc như tưới nước hoặc phun thuốc một cách chính xác.

V. Kết Luận Triển Vọng Phát Triển Robot Omni Trong Tương Lai

Robot omni là một công nghệ đầy hứa hẹn với nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực khác nhau. Trong tương lai, robot omni sẽ ngày càng trở nên thông minh hơn, linh hoạt hơn, và hiệu quả hơn, nhờ sự phát triển của các công nghệ như trí tuệ nhân tạo, học máy, và cảm biến. Việc nghiên cứu và phát triển các thuật toán điều khiển mới, cũng như các ứng dụng thực tế của robot omni, sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc khai thác tối đa tiềm năng của công nghệ này. Theo tài liệu gốc, qua đồ án chuyên ngành với đề tài robot di chuyển đa hướng bằng bánh omni này thì nhóm đã thiết kế được mô hình 3D, tính được thông số động cơ. Tìm hiểu được thông số kỹ thuật của động cơ cũng như các vi điều khiển. Nêu được nguyên lý hoạt động và các hướng đi của Robot, đã chế tạo ra được Robot Omni tự hành di chuyển đa hướng tránh vật cản. Có 2 chế độ bằng tự động và điều khiển bằng tay.

5.1. Tích Hợp Trí Tuệ Nhân Tạo AI Để Tăng Tính Tự Hành

Việc tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) sẽ giúp robot omni trở nên tự động hơn và có khả năng thích nghi tốt hơn với môi trường xung quanh. AI có thể được sử dụng để nhận diện vật thể, lập kế hoạch đường đi, và điều khiển robot một cách linh hoạt trong các tình huống phức tạp.

5.2. Nghiên Cứu Vật Liệu Mới Cho Bánh Xe Omni Tối Ưu

Việc nghiên cứu và phát triển các vật liệu mới cho bánh xe omni có thể giúp cải thiện độ bền, độ bám, và hiệu suất của robot. Các vật liệu composite nhẹ và chịu lực tốt có thể được sử dụng để giảm trọng lượng của bánh xe và tăng khả năng chịu tải.

5.3. Phát Triển Các Ứng Dụng Chuyên Biệt Trong Các Lĩnh Vực Mới

Việc phát triển các ứng dụng chuyên biệt của robot omni trong các lĩnh vực mới như khám phá không gian, cứu hộ, và bảo trì công nghiệp sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho công nghệ này. Các ứng dụng này đòi hỏi sự sáng tạo và đổi mới trong thiết kế và điều khiển robot.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề: Vấn đề được đặt ra là làm thế nào để robot có thể hoạt động, nhận biết môi trường và thực thi nhiệm vụ đề ra. Vấn đề đầu tiên là di chuyển, robot đa hướng tự hành nên di chuyển thế nào và cơ cấu di chuyển nào là sự lựa chọn tốt nhất. Vấn đề thứ hai là điều hướng. Vấn đề thứ ba là môi trường làm việc.

Robot đa hướng tự hành phải có khả năng tự quyết định về phương thức điều hướng, định hướng chuyển động để có thể tới đích thực hiện nhiệm vụ nhất định.2 Cấu trúc xe tự hành: (Robot omni 3 bánh) Hình 1.1 Cấu trúc đơn giản của xe tự hành omni Robot tự hành được định nghĩa là một loại xe robot cả khả năng dịch chuyển tự vận động ( có thể tự lập trình được ) dưới sự điều khiển tự động để thực hiện thành công công việc được giao.3 Tổng quan chung của lĩnh vực nghiên cứu: 1.1 Tổng quan: Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành khoa học kỹ thuật, các ngành công nghiệp cũng đang phát triển nhanh chóng. Việc áp dụng các máy móc hiện đại vào sản xuất là một yêu cầu không thể thiếu trong các nhà máy nhằm tăng năng xuất, tăng chất lượng và giảm giá thành sản phẩm. Song song với sự phát triển đó, công nghệ chế tạo Robot cũng phát triển nhanh chóng đặc biệt là ở các nước phát triển nhằm đáp ứng các nhu câu về sản xuất, sinh hoạt, quốc phòng. robot có thể thực hiện những công việc mà con người khó thực hiện và thậm chí không thực hiện được như: làm những công việc đòi hỏi sự chính xác cao, làm việc trong môi trường nguy hiểm ( như lò phản ứng hạt nhân, dò phá mìn trong quân sự), thám hiểm không gian vũ trụ.

Trong các họ Robot, chúng ta không thể không nhắc tới Mobile Robot với những đặc thù riêng mà những loại Robot khác không có. Với khả năng di chuyển linh hoạt và vùng hoạt động rộng, thu hút nhiều sự đầu tư nghiên cứu hiện nay. Mobile Robot có thể phân chia thành nhiều loại theo cách vận hành.2 Phân loại Mobile Robot: Có thể phân loại robot theo phương pháp di chuyển:  Robot có chân, giống người hay động vật.2 Robot nhện  Robot di chuyển bằng bánh xích, đai.3 Robot bánh xích  Robot di chuyển bằng bánh xe.3 Một số dạng điều khiển: 1.1 Điều khiển từ xa bằng tay: Robot điều khiển từ xa bằng tay được điều khiển thông qua sóng RF, wifi, hồng ngoại hay bluetooth.Robot điều khiển từ xa giúp con người tránh khỏi những nguy hiểm.2 Thực thi theo lộ trình: Là những con Robot theo lộ trình sẵn. Chúng có thể theo những đường được sơn khắc trên sàn trên trần nhà hay một dây điện.

Đa số những robot này hoạt động theo một thuật toán đơn giản là giữ lộ trình trong bộ cảm biến trung tâm, chúng không thể vòng qua các chướng ngại vật, chúng chỉ dừng lại khi có vật nào đó cản đường chúng.3 Ngẫu nhiên hoạt động độc lập: Robot hoạt động độc lập với những chuyển động ngẫu nhiên, về cơ bản đó là những chuyển động nhảy bật lên tường, những bức tường được cảm nhận do sự cản trở về mặt vật lý như máy hút bụi Roomba hoặc với bộ cảm biến điện tử của máy cắt cỏ Friendly Robotics.4 Mục đích nghiên cứu: Để góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật của nước nhà, nhóm chúng em đã chọn Mobile Robot di chuyển đa hướng bằng 3 bánh xe omni với hệ thống điều khiển tự động và tránh được vật cản. Nhóm chọn làm Robot omni di chuyển 3 bánh bởi vì tiện, gọn và giảm được chi phí cho nhóm. Từ những suy nghĩ đó chúng em sử dụng những kiến thức còn hạn chế của mình để nghiên cứu chế tạo Mobile Robot trong phạm vi đồ án với ước muốn đóng góp vào công nghệ chế tạo Robot của nước nhà trong thời gian tới và Robot này nhóm sẽ áp dụng vào việc giám sát những khu vực nguy hiểm mà còn người không tới được.5 Nhiệm vụ và giới hạn nghiên cứu: Thiết kế mô hình của robot, tính toán thông số động cơ, đường kính vòng bánh xe và điều khiển được robot tự tránh vật cản thông qua cảm biến siêu âm. Khoảng cách mà robot có thể nhận biết được vật cản.6 Phương pháp nghiên cứu: Nhóm sẽ tiến hành tìm kiếm thông tin, chức năng của robot có thể áp dụng vào việc gì, nó có thể hoạt động ở môi trường nào, địa hình nào.

Cần phải nâng cấp chức năng gì ở robot và tiến hành thiết kế mô hình 3D, sau khi thiết kế 3D xong thì ta tiến hành nghiên cứu đến phần cơ khí của robot đó là khung sườn, nên dùng chất liệu gì để xe có độ bền cao nhưng nhẹ về cân năng để dễ dàng di chuyển, sau đó chọn hình dáng thiết kế cho khung sườn như hình tròn hay hình tam giác. Phần hệ thống điện và động cơ, đối với điện thì ta phải chọn nên dùng board mạch gồm có gì, sử dụng cảm biến nào, nguồn cấp cho Robot là bao nhiêu để phù hợp, tìm hiểu thông số kỹ thuật của các bộ phận chi tiết trong bo mạch như cảm biến, arduino., thông tin về nguông cấp là bao nhiêu vote. đối với động cơ thì xem thông số kỹ thuật về công suất, tỷ số truyền, nguôn cấp là bao nhiêu, cơ cấu hộp số, sau đó ta tiến hành tính toán giải thuật điều khiển cho Robot di chuyển các hướng. Phần lập trình, ở phần này cần phải biết được nên sử dụng ngôn ngữ lập trình nào, dùng phần mềm nào để lập trình và học cách sử dụng phần mềm đó.

Sau khi hoàn thành những công việc trên nhóm sẽ bắt đầu tiến hành vào việc phát triển làm mô hình ngoài thực tế và sau khi làm xong sẽ đem ra thử nghiệm nếu có chỗ nào chưa đạt thì nhóm sẽ tiếp tục xem xét lại, sửa chữa lại, còn nếu thành công thì sẽ tiến hành áp dụng vào thực tiễn.7 Ưu và nhược điểm của Robot: 1.1 Ưu điểm:  Di chuyển linh hoạt  Dễ điều khiển  Thiết kế đơn giản  Có khả năng ứng dụng ngay vào đời sống 1.2 Nhược điểm:  Di chuyển trong một số môi trường và địa hình nhất định Chương 2 THIẾT KẾ CƠ KHÍ 2.1 Phần mềm thiết kế: Mobile Robot được thiết kế trên phần mềm solidword 2016. Solidworks là phần mềm thiết kế cơ khí 3D, chạy trên hệ điều hành windowns. Solidworks được phát triển bởi Dassault Systemes Solidworks corp, một công ty của Dassault Systemes, SA (Veslizy, pháp ). Solidworks hiện đang được sử dụng hơn 2 triệu kỹ sư và nhà thiết kế ở mức 178.000 công ty trên toàn thế giới.

Solidworks đang là đối thủ cạnh tranh trực tiếp với Autodesk Inventor và Solid Edge. Các phiên bản đã phát hành như: Solidworks 95, Solidworks 96, Solidworks 97, Solidworks 97 plus, Solidworks 98, Solidworks 98 plus,. Các sản phẩm solidworks cung cấp:  ứng dụng thiết kế cơ khí 3D: Solidworks Standar, Solidworks professional, Solidworks Premium cung cấp một bộ công cụ phát triển sản phẩm thiết, thẩm tra thiết kế, quản lý dữ liệu, thông tin liên lạc và các công cụ cơ khí.  Thiết kế các công cụ chứng nhận: Solidworks Simulation là một công cụ xác nhận thiết kế cho thấy các kỹ sư cách thiết kế của họ sẽ cư xử như các đối tượng vật lý.

Solidworks Motion là công cụ tạo mẫu ảo cung cấp khả năng mô phỏng chuyển động để đảm bảo chức năng thiết kế đúng cách. Solidworks với tính mở và tính tương thích của mình, Solidworks cho phép nhiều phần mềm ứng dụng khác chạy trực tiếp trên môi trường của nó,Solidworks cũng kết xuất ra các tập tin dữ liệu định dạng chuẩn để người sử dụng có thể khai thác trong môi trường các phần mềm khác.2 Khung cơ khí: Hình 2.1 Khung cơ khí Khung là một bộ phận quan trong của robot, được lắp ráp các thứ lên như động cơ, board mạch, cảm biến.3 Trụ đồng Hình 2.4 Gá động cơ - Chất liệu khung: *Ván MDF, độ dày 2 mm *Trụ đồng đực cái, dài 50 mm *Gá động cơ GA25 - Đường kính khung: 270mm - Chiều cao khung: 52mm 2.3 Bánh xe đa hướng: 2.1 Phần bánh omni: Bánh xe omni là loại bánh có các bánh vệ tinh nhỏ đặt chung quanh chu vi bánh, 2 vòng bánh con sole với nhau và vuông góc với trục bánh. Nhờ đó bánh xe có thể di chuyển dọc (do động cơ truyền động) và trượt theo chiều ngang (phụ thuộc vào chuyển động của các bánh còn lại). Kết hợp hai chuyển động này (cộng vector) thì bánh Omni có thể di chuyển theo mọi hướng trong khi vẫn giữ được hướng của đầu robot không đổi trong quá trình di chuyển (do robot sử dụng bánh omni có thể di chuyển theo bất kỳ hướng nào mà không cần quay trước khi di chuyển).

Đó là sự khác biệt cơ bản nhất so với các loại bánh xe truyền thống hay bánh xíc dùng trong xe Tăng, khi đổi hướng thì phải quay đầu rồi đi theo hướng đó. Vì có khả năng như vậy nên robot omni có khả năng tiết kiệm năng lượng so với robot sử dụng bánh xe thông thường.5 Bánh omni Thông số kĩ thuật: -Đường kính bánh xe: 40(mm) -Rộng: 27 (mm) -Con lăn vệ tinh: 8 con -Chiều dài con lăn: 16 (mm) -Vật liệu con lăn: nhôm -Vật liệu khung bánh xe: nhựa PA -Tải trọng: 15kg -Khối lượng: 50gam -Có độ bền cao, có khả năng di chuyển linh hoạt 360, với 8 bánh vệ tinh được gia công CNC từ kim loại nhôm cứng 6061 siêu bền giúp bánh chạy êm và giảm hao mòn đáng kể trong quá trình sử dụng. Bằng cách thay đổi tốc độ và hướng của động cơ, robot có thể lái theo bất kì hướng nào mà không cần phải quay.2 phần khớp nối trục: Sử dụng nối động cơ DC với trục bánh xe Hình 2.6 Khớp nối trục Thông số kĩ thuật: -Một đầu cho trục 5mm đầu còn lại trục 8mm, nối với động cơ và các khớp -Chất liệu: Nhôm cứng 2.4 Một số chi tiết khác: - Ốc vít .5 Nguyên lý hoạt động: Hình 2.8 Nguyên lý hoạt động + Ghi chú: - Góc giữa các bánh mỗi góc 120 độ - Mũi tên màu đen chỉ hướng di chuyển của robot. - Mũi tên màu đỏ chỉ chiều quay của xe (cùng chiều kim đồng hồ).

- Các số 1,2,3 chỉ vị trí bánh xe. - Các kí tự A, B, C, D, E, F, G, H, Trước, sau, trái, phải là tên của các hướng di chuyển. Ta có nguyên lý hoạt động như sau:  Đi thẳng về trước: bánh số 1 dừng, bánh số 2 quay ngược chiều mũi tên, số 3 quay cùng chiều mũi tên.