Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot truyền hình ảnh, điều khiển bằng điện thoại di động

Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot truyền hình ảnh, điều khiển bằng điện thoại di động

Ngày nay, trên thế giới và trong nước đã chế tạo thành công nhiều loại robot thay thế con người trong các việc thăm dò, kiểm tra các hỏng hóc đường – đường ống, những vị trí mà con người không thể chui vào được, không thể quan sát kỹ lưỡng các hỏng hóc, thời gian kiểm tra nhanh hơn, ít nguy hiểm cho tính mạng con người. Nhưng bên cạnh đó, các con robot này có giá thành cao, thời gian làm việc ngắn. Việc chế tạo robot  thăm dò truyền hình ảnh cỡ nhỏ, điều khiển thông qua điện thoại di động không chỉ giảm thời gian kiểm tra và sửa chữa mà còn giảm thiểu giá thành, tính năng linh hoạt đáp ứng được nhu cầu của thị trường Việt nam

** THIẾT KẾ ROBOT:
     1. Yêu cầu thiết kế:

- Kích thước của robot cỡ nhỏ đảm bảo 40x30x25cm , khối lượng của robot nhỏ hơn 20kg. Đáp ứng được điều kiện làm việc không gian nhỏ

- Robot có thể quay rõ ràng hình ảnh bên  và đưa ra màn hiển thị

- Tích hợp điều khiển từ xa

- Đảm bảo các yêu cầu về giá thành rẻ, độ bền, cứng cao, kín nước, tốc độ di chuyển ổn định, di chuyển linh hoạt.

1. Phương án thiết kế:

Dựa vào yêu cầu thiết kế, phân loại ưu-nhược điểm của robot  nhóm tác giả lựa chọn phương án thiết kế robot dò đường – đường ống như hình dưới:

Hình 1: Cấu tạo robot.

Nguyên lý hoạt động:

Robot sử dụng 2 động cơ được lắp đặt ở phía trên được lắp vào bánh dẫn để truyền chuyển động cho xích và các bánh bị dẫn nằm ở phía dưới, từ đó tạo chuyển động cho Robot. Robot với dạng chuyển động xích này có khả năng vượt địa hình. Robot di chuyển và truyền hình ảnh thu được qua camera được lắp trên robot về trung tâm để xử lí hình ảnh thu được. Người điều khiển có thể điều khiển robot thông qua máy tính hoặc điện thoại di động.

1. Tính toán sơ bộ ROBOT:

Dựa vào các nghiên cứu của các nhà khoa học đi trước, nhóm tác giả đưa ra tính toán sơ bộ robot thông qua tính toán, lựa chọn động cơ và bộ truyền xích, kiểm nghiệm bền, tính toán các chi tiết trong robot,….

+ Thông số động cơ được tính toán và lựa chọn:

Tên động cơ	Động cơ giảm tốc DS400
Điện áp hoạt động	12 – 24V
Công suất	180W
Trọng lượng	500g
Tốc độ	150 v/p
Tải trọng	30Kg

+ Thông số bộ truyền xích được tính toán và lựa chọn theo:

1. Chọn loại xích
2. Chọn số răng đĩa xích, tính bước xích theo chỉ tiêu bền mỏi
3. Kiểm tra xích về độ bền
4. Tính các lực tác dụng

Loại xích	Xích ống
Vật liệu đĩa xích	Thép 45 tôi cải thiện
Số răng bánh dẫn	15
Số răng bánh bị dẫn	10
Bước xích p	15,875 mm

1. Thiết kế mạch điều khiển

+ Thiết lập và kết nối với camera:

- Trong quá trình hoạt động, Camera sẽ thu nhận hình ảnh từ bên ngoài, sau đó truyền những dữ liệu hình ảnh này về cho người sử dụng quan sát trên máy tính. Camera sẽ nhận sóng wifi do router phát ra và truyền dữ liệu qua đường này.

- Router Wifi được sử dụng để liên kết truyền dữ liệu qua lại với Camera và các thiết bị theo dõi như Laptop, máy tính bàn, điện thoại di động…

- Người điều khiển sử dụng Laptop, máy tính bàn, điện thoại di động… sẽ được cài đặt những phần mềm tương thích với Camera đang sử dụng, khi đó ta kết nối các thiết bị này vào mạng wifi đang sử dụng cho Camera rồi theo dõi hình ảnh từ camera.

+ Dựa vào yêu cầu thiết kế và nguyên lý hoạt động của robot thiết kế mạch nguyên lý và mạch in như hình 2.

Hình 2 : Mạch sau khi hoàn thành

** CHẾ TẠO VÀ CHẠY THỬ

Từ yêu cầu thiết kế, bản vẽ thiết kế và kết quả tính toán chế tạo các chi tiết của robot truyền hình ảnh.

Hình 3: Một số chi tiết, bộ phận của robot dò đường– đường ống.

- Địa điểm chế tạo và chạy thử: Trường đại học Điện lực

- Thông số kỹ thuật:

Hình 4: Robot truyền hình ảnh của trường đại học điện lực