Đồ án nghiên cứu thiết kế xe vận chuyển tài liệu tự động trong văn phòng

• Tác giả: Trương Đồng Bảo
• Người hướng dẫn: TS. Bùi Hà Đức
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử
• Đề tài: Thiết Kế Xe Vận Chuyển Tài Liệu Tự Động Trong Văn Phòng
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỒ ÁN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ, HÌNH ẢNH
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu đề tài
• 1.3. Giới hạn đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Giới thiệu xe AGV
• 2.2. Xe AGV là gì
• 2.3. Các ưu điểm và ứng dụng của AGV
• 2.4. Phân loại xe AGV
• 2.5. Loại chạy không theo đường dẫn
• 2.6. Loại chạy theo đường dẫn
• 2.7. Các phương pháp nhận diện đường băng kẻ trên sàn
• 2.7.1. Sử dụng cảm biến dò line
• 2.7.2. Sử dụng camera để nhận diện đường line
• 2.8. Giới thiệu bánh omni
• 2.8.1. Bánh Omni là gì
• 2.8.2. Các loại bánh omni
• 2.8.3. Các ứng dụng của bánh omni
• 2.9. Ứng dụng bánh omni vào thiết kế xe AGV
• 2.10. Tính toán động học cho xe AGV
• 2.11. Nhận dạng đường đi bằng xử lý ảnh
• 2.11.1. Thu nhận hình ảnh từ camera
• 2.11.2. Cân bằng sáng
• 2.11.3. Hệ màu HSV
• 2.11.4. Thuật toán Threshold inRange
• 2.11.5. Nhận diện và xử lý lane
• 2.11.6. Tìm và xử lý các contour
• 2.11.7. Thuật toán Hough
• 2.11.8. Nhận diện trạng thái và đường tâm của Lane
• 2.12. Giới thiệu Lamp Server
• 2.12.1. Lamp Server là gì
• 2.12.2. Các thành phần của Lamp server
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠ KHÍ
• 3.1. Yêu cầu kỹ thuật
• 3.2. Phần dẫn động
• 3.3. Phần đựng tài liệu
• 3.4. Tính toán sức bền cho khung
• 3.5. Tính toán chọn động cơ
• 4. CHƯƠNG 4: BỘ ĐIỀU KHIỂN
• 4.1. Thiết kế bộ điều khiển
• 4.2. Chọn phần cứng cho phần điều khiển
• 4.2.1. Chọn bộ điều khiển Master
• 4.2.2. Giới thiệu Raspberry
• 4.2.3. Chọn bộ điều khiển Slave
• 4.2.4. Giới thiệu Adruino nano
• 4.2.5. Chọn driver điều khiển động cơ
• 4.3. Sơ đồ nối dây chi tiết
• 4.4. Bộ điều khiển trung tâm
• 4.5. Arduino điều khiển động cơ DC servo
• 4.6. Arduino điều khiển mạch RFID để nhận biết trạm
• 4.7. Arduino điều khiển mạch RFID để đóng mở tủ và điều khiển cảm biến siêu âm HC-SR04
• 5. CHƯƠNG 5: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
• 5.1. Thuật toán xử lý ảnh
• 5.2. Thuật toán xử lý trên web server
• 5.3. Thuật toán xử lý tín hiệu RFID
• 5.4. Xử lý vận tốc theo giá trị database manual được chọn
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ
• 6.1. Kết quả đạt được
• 6.2. Mô hình cơ khí
• 6.3. Vận tốc xe
• 6.4. Hệ thống web server
• 6.5. Hệ thống xử lý ảnh
• 6.6. Chạy thực tế
• 6.7. Phương án phát triển

I. Tổng quan

Đề tài 'Thiết kế xe vận chuyển tài liệu tự động cho văn phòng' được hình thành trong bối cảnh nhu cầu tự động hóa ngày càng cao trong các văn phòng làm việc. Xe vận chuyển tài liệu tự động không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu suất làm việc của nhân viên. Việc sử dụng công nghệ tự động hóa trong văn phòng sẽ giảm thiểu sự can thiệp của con người, từ đó giảm thiểu sai sót và tăng cường hiệu quả công việc. Đặc biệt, trong môi trường văn phòng, việc giao nhận tài liệu giữa các phòng ban là một nhiệm vụ thường xuyên và tốn nhiều thời gian. Do đó, việc thiết kế một xe tự động có khả năng thực hiện nhiệm vụ này là rất cần thiết.

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

Sự phát triển của các nhà máy và văn phòng hiện đại đòi hỏi một giải pháp hiệu quả cho việc vận chuyển tài liệu. Hiện nay, các công ty tại Việt Nam thường tổ chức theo mô hình phòng ban, dẫn đến nhu cầu giao nhận tài liệu giữa các phòng. Việc này không chỉ tốn thời gian mà còn ảnh hưởng đến năng suất làm việc. Giải pháp văn phòng thông minh thông qua việc sử dụng xe vận chuyển tự động sẽ giúp giảm thiểu thời gian di chuyển của nhân viên, từ đó nâng cao hiệu quả công việc. Hơn nữa, việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong văn phòng sẽ giúp cải thiện quy trình làm việc, giảm thiểu sai sót và tăng cường sự hài lòng của nhân viên.

II. Cơ sở lý thuyết

Để thiết kế một xe vận chuyển tài liệu tự động, cần hiểu rõ về các loại xe tự hành, đặc biệt là xe AGV (Automated Guided Vehicle). Xe AGV có khả năng tự động hóa việc vận chuyển mà không cần sự can thiệp của con người. Chúng có thể nhận diện môi trường xung quanh và thực hiện các nhiệm vụ giao nhận tài liệu một cách hiệu quả. Công nghệ tự động hóa trong xe AGV giúp giảm thiểu chi phí hoạt động và tăng cường khả năng quản lý. Việc sử dụng bánh omni trong thiết kế xe AGV cũng mang lại nhiều lợi ích, giúp xe có khả năng di chuyển linh hoạt trong không gian hạn chế.

2.1. Giới thiệu xe AGV

Xe AGV là một loại robot di động có khả năng tự hoạt động mà không cần sự can thiệp của con người. Chúng có thể nhận diện và tính toán đường đi ngắn nhất, đồng thời tránh vật cản. Xe tự động này được thiết kế để thực hiện nhiệm vụ giao nhận tài liệu giữa các trạm đã được thiết lập sẵn. Việc sử dụng xe AGV không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu chi phí hoạt động. Các ứng dụng của xe AGV rất đa dạng, từ sản xuất đến văn phòng, giúp tối ưu hóa quy trình làm việc và nâng cao hiệu suất.

2.2. Các phương pháp nhận diện đường băng

Có hai phương pháp chính để nhận diện đường băng cho xe AGV: sử dụng cảm biến dò line và camera. Cảm biến dò line hoạt động dựa trên nguyên lý phản xạ hồng ngoại, giúp xe di chuyển theo đường kẻ. Trong khi đó, camera có khả năng nhận diện đường line và vật cản, cho phép xe di chuyển linh hoạt hơn. Phương pháp sử dụng camera có ưu điểm vượt trội trong việc nhận diện nhiều đối tượng cùng lúc, từ đó nâng cao khả năng hoạt động của xe trong môi trường văn phòng.

III. Thiết kế cơ khí

Thiết kế cơ khí của xe vận chuyển tài liệu tự động bao gồm hai phần chính: phần di chuyển và phần chứa tài liệu. Phần di chuyển sử dụng bánh omni, cho phép xe có khả năng di chuyển linh hoạt trong không gian hạn chế. Việc thiết kế khung xe cần đảm bảo tính bền vững và khả năng chịu tải lớn. Ngoài ra, việc tính toán động học cho xe cũng rất quan trọng để đảm bảo xe hoạt động hiệu quả và an toàn. Thiết kế cơ khí không chỉ cần tính đến yếu tố kỹ thuật mà còn phải đảm bảo tính thẩm mỹ và dễ dàng sử dụng.

3.1. Yêu cầu kỹ thuật

Yêu cầu kỹ thuật cho xe tự động bao gồm khả năng di chuyển linh hoạt, tốc độ ổn định và khả năng nhận diện vật cản. Xe cần được trang bị các cảm biến để phát hiện và tránh va chạm. Hệ thống điều khiển cũng cần được thiết kế để dễ dàng điều chỉnh và theo dõi. Việc lựa chọn động cơ và các linh kiện khác cũng cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu suất hoạt động cao nhất.