Luận Văn Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của robot CleanMate 365 của hãng Metapo,USA

Tóm tắt nội dung luận văn


Nội dung của bài luận văn này là về vấn đề tìm hiểu nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của robot CleanMate 365 của hãng Metapo,USA. Từ đó thiết kế, xây dựng một robot có chức năng giống CleanMate 365. Sau đó hoàn thiện phát triển thêm các chức năng mới cho robot này

Luận văn bao gồm 6 chương. Chương 1 đặt vấn đề và giới thiệu về Robot Cleanmate 365. Chương 2 là cơ sở lý thuyết về robot di động thông minh. Các chương 3,4,5 là thiết kế chi tiết của robot về cơ khí, điện tử, phần mềm điều khiển. Chương 6 báo cáo về kết quả quá trình xây dựng, hoàn thiện Robot, và đề ra hướng phát triển cho robot.

Phần phụ lục giới thiệu các công cụ sử dụng trong quá trình xây dựng robot và mã nguồn tham khảo của chương trình điều khiển robot.

Mục Lục


Danh Mục Hình Vẽ 4
Danh Mục Bảng Biểu 5
Chương 1: Tổng quan 6
1.1 Đặt vấn đề: 6
1.2 Giới thiệu về Robot Cleamate: 7
Cleanmate365 là một robot hút bụi thông minh được chế tạo bởi hãng Metapo, Hoa Kỳ. Không giống như các loại máy hút bụi thông thường, Cleanmate365 thực hiện công việc hút bụi một cách hoàn toàn tự động theo chương trình đã được lập sẵn. Cleanmate thích hợp cho các gia đình và văn phòng có nền nhà gỗ , thảm, đá hoa. Với kích thước nhỏ gọn cleanmate365 có thể di chuyển hết cả phòng, những nơi mà máy hút bụi thông thường không với vào được như gầm giường, gầm ghế 7
Chương 2: Cơ sở lý thuyết về hệ thống robot thông minh 8
2.1 Khái Niệm Về Robot : 8
2.2 Phân Loại Robot : 9
2.3 Các bộ phận của robot di động thông minh : 10
2.4 Các mô hình điều khiển robot: 11
2.4.1 Mô hình kiểu phản xạ : 11
2.4.2 Mô hình “sens – plan – act “ : 11
2.4.3 Mô hình kiểu lai : 12
Chương 3: Thiết kế Robot cleanmate – Phần cơ khí 12
Chương 4: Thiết kế mạch điện tử 14
4.2 Khối điều khiển và giới thiệu PIC16F877A: 15
4.2.1 Hight-performance RISC CPU 15
4.2.2 Các cổng vào ra : 17
4.2.3 Các Khối Timer: 19
4.2.4 Khối PWM: 24
4.2.5 Khối ADC: 25
4.2.6 Khối truyền thông nối tiếp UART: 27
4.2.7 Các tài nguyên của PIC được sử dụng trong việc xây dựng khối điều khiển cho robot: 27
4.3 Khối quản lý nguồn : 29
4.3.1 Khối chuyển đổi nguồn nuôi: 29
4.3.2 Khối ổn áp: 30
4.3.3 Khối nạp Pin: 34
4.4 Hệ thống cảm nhận vật cản: 35
4.5 Hệ thống sensor gầm cảm nhận độ cao: 36
4.6 Cảm nhận sáng tối: 37
4.7 Khối giao tiếp điều khiển từ xa hồng ngoại: 37
4.7.1 Nguyên lý hoạt động: 37
4.7.2 Bộ Phát : 39
4.7.3 Phần thu: 40
4.8 Bàn phím: 41
4.9 Hiển thị LED 7 đoạn và Loa: 43
4.9.1 Hiển thị LED 7 đoạn : 43
4.9.2 Loa : 43
4.10 Mạch điều khiển động cơ : 44
4.10.1 Giới thiệu về mạch cầu H: 44
4.10.2 Điều khiển motor với IC L298: 45
4.10.3 Điều khiển Motor chổi quét: 46
4.11 Thiết kế PCB: 48
4.11.1 Phần mềm thiết kế mạch in PCB DXP Altium Designer: 48
4.11.2 Thiết kế mạch điện trong môi trường Altium Designer: 49
4.11.3 Kết quả và nhận xét: 49
Chương 5: Phần mềm điều khiển Robot. 49
5.1 Lập trình cho hệ thống thời gian thực: 49
5.2 Bài toán di chuyển của robot: 52
5.3 Tránh vật cả và độ cao: 52
5.4 Tìm chỗ sáng: 53
5.5 Chương trình điều khiển robot: 53
5.5.1 Chương trình điều khiển robot: 53
Chương trình điều khiển robot có thể diên tả bằng lưu đồ sau, trong đó. Cleaner là hàm hoạt động của robot, charger là hàm nạp pin. 54
5.5.2 Sơ đồ trạng thái của robot trong quá trình hoạt động: 54
Chương 6: Kết quả thực nghiệm và hướng phát triển của đề tài 56
6.1 Kết quả thực nghiệm: 56
6.2 Hướng phát triển của đề tài: 57
6.2.1 Tìm trạm sạc: 57
6.2.2 Tạo tiếng nói cho robot: 59
6.2.3 Lập trình thời gian biểu: 59
Phụ Lục 60