Báo Cáo Thiết kế Robot điều khiển từ xa băng giọng nói

THIẾT KẾ CHẾ TẠO ROBOT ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG GIỌNG NÓI

TÓM TẮT
Lĩnh vực Robot ngày càng chiếm được sự quan tâm của các nhà nguyên cứu và xã hội.
Một trong những vấn đề rất được quan tâm khi nghiên cứu robot là làm thế nào để có thể giao tiếp
giữa người - robot. Báo cáo này sẽ trình bày kết quả nghiên cứu, thiết kế chế tạo robot điều khiển
từ xa bằng giọng nói. Trong đó giới thiệu các tính toán cơ bản các cơ cấu của robot, thiết kế mạch
điều khiển từ xa và chương trình nhận dạng giọng nói tiếng Việt.
ABSTRACT
Nowadays, robot research field has been attracted attention from researchers and society.
One of the most concerned matters when researching on robot is how to get into communication
between human and robot. This report will present results of researching, designing and
manufacturing remote control robot by voice. In which, we would like to introduce basic calculations
of robot’s structures, the design of remote control circuit and the program for Vietnamese voice
identification.
1. Mở đầu
Đã từ lâu con người luôn mơ ước chế tạo được những máy móc thông minh, có một
số chức năng thay thế con người, như khả năng nhìn và nhận dạng được các vật thể, nghe
và thực hiện theo lời nói của con người. Nhưng cho mãi đến những năm gần đây, khi có
những lý thuyết mới về xử lý thông tin và công nghệ phát triển, thì mơ ước đó mới dần trở
thành hiện thực. Tuy thế, cho đến nay, giao tiếp giữa người với máy đã được cải thiện rất
nhiều nhưng vẫn còn mức độ như thông qua bàn phím hay các thiết bị xuất nhập khác.
Giao tiếp giữa người với máy bằng giọng nói sẽ là phương thức giao tiếp hiện đại và có ý
nghĩa quan trọng trong cuộc sống như xe lăn cho nguời tàn tật được điều khiển bằng giọng
nói, hay con người sẽ không dùng bàn phím hoặc chuột để giao tiếp với máy tính, mà thay
vào đó sẽ điều khiển máy tính theo mệnh lệnh bằng ngôn ngữ.
Trên thế giới đã có nhiều hệ thống nhận dạng giọng nói (tiếng Anh) đã và đang
được ứng dụng rất hiệu quả như: ViaVoice, Dragon Naturally Speaking, Spoken
Toolket nhưng do sự khác biệt về ngôn ngữ nên chúng ta không thể áp dụng chương
trình trên để nhận dạng tiếng Việt. Do đó, một hệ thống nhận dạng giọng nói tiếng Việt cần
phải được xây dựng. Đề tài này xin trình bày quá trình nghiên cứu thiết kế, chế tạo robot
được điều khiển từ xa bằng giọng nói (tiếng Việt) với một bộ từ vựng nhỏ, thiết lập hệ
thống điều khiển robot từ xa theo tập lệnh cố định.
2. Nội dung
2.1. Tính toán thiết kế cơ khí
Xác định momen và lực động xuất hiện trong quá trình chuyển động của robot sẽ
quyết định đến chọn công suất động cơ,
kiểm tra độ bền, độ cứng vững, đảm bảo
độ tin cậy cho robot. Có nhiều phương
pháp để xác định như phương pháp cơ học
Lagrange, cơ học cổ điển Báo cáo này
trình bày phương pháp tính toán đơn giản
là cơ học cổ điển, với phương pháp này sẽ
bỏ qua quán tính, tương hổ, ly tâm Các
thông số đã được chọn trước để có thể tính
toán: khối lượng của mỗi khâu, khối lượng tại mỗi khớp, khối lượng của đối tượng cần
nâng, chiều dài mỗi khâu.
W1, W2: là trọng lượng quy đổi của các khâu 2 và khâu 3 về vị trí tâm của mỗi khâu
W4, W3: là trọng lượng của khớp 3 và khối lượng của vật cần nâng.
L1, L2: là chiều dài của khâu thứ 2 và khâu thứ 3
L3: là khoảng cách từ tâm vật cần nâng đến khớp thứ 3
Ta sẽ dễ dàng xác định được mômen sơ bộ tại các khớp 2 và khớp 3 (hình 1)
Mômen tại khớp 2: M1 = W1*L1/2 + L1*W4 + (L1+L2/2)*W2+ (L1+L3)*W3
Mômen tại khớp 3: M2 = L2/2*W2 + L3*W3
Từ đó có thể chọn được cơ cấu truyền động và các động cơ hợp lý.
Hình 1. Sơ đồ phân tích lực hai bậc của cánh tay robot