Robot theo dòng - Điều khiển, Nguyên lý làm việc và Ứng dụng

Hãy Thử Công Cụ CủA Chúng Tôi Để LoạI Bỏ Các VấN Đề





Giới thiệu ngắn gọn về robot:

Robot là bất kỳ máy nào hoàn toàn tự động, tức là nó tự khởi động, tự quyết định cách làm việc và tự dừng lại. Nó thực sự là một bản sao của con người, được thiết kế để giảm bớt gánh nặng cho con người. Nó có thể được điều khiển bằng khí nén hoặc sử dụng các cách thủy lực hoặc sử dụng các cách điều khiển điện tử đơn giản. Robot công nghiệp đầu tiên là Unimate do George Devol và Joe Engelberger chế tạo vào cuối những năm 50 và đầu những năm 60.
Bất kỳ robot nào cũng được xây dựng dựa trên 3 định luật cơ bản do tác giả Khoa học viễn tưởng người Nga Isaac Asimov xác định:

  • Robot không được gây hại trực tiếp hoặc gián tiếp cho con người.
  • Robot phải tuân theo mệnh lệnh của con người trừ khi và cho đến khi nó vi phạm luật đầu tiên.
  • Robot nên bảo vệ sự tồn tại của chính nó với điều kiện không vi phạm hai luật đầu tiên.
Robot cố định

Robot cố định



Robot có thể là robot cố định hoặc robot di động. Robot di động là robot có chân đế di động giúp robot di chuyển tự do trong môi trường. Một trong những robot di động tiên tiến là Robot theo dòng. Về cơ bản, nó là một robot đi theo một con đường hoặc quỹ đạo cụ thể và quyết định hướng hành động của chính nó tương tác với chướng ngại vật. Đường dẫn có thể là một đường đen trên nền trắng (nhìn thấy được) hoặc từ trường (không nhìn thấy được). Các ứng dụng của nó bắt đầu từ các mục đích sử dụng cơ bản trong gia đình đến các mục đích công nghiệp, ... Điều kiện hiện tại trong ngành công nghiệp là họ đang vận chuyển các bưu kiện hoặc vật liệu từ nơi này đến nơi khác bằng hệ thống cẩu. Một số lần nâng trọng lượng lớn vào thời điểm đó có thể làm vỡ vật liệu nâng và cũng có thể gây hư hỏng cho bưu kiện. Robot dòng sau thường được sử dụng để chở trẻ em qua các trung tâm mua sắm, nhà ở, nơi giải trí, công nghiệp. Việc sử dụng dòng sau phương tiện robot là vận chuyển vật liệu từ nơi này đến nơi khác trong các ngành công nghiệp. Chuyển động của robot này hoàn toàn phụ thuộc vào đường đua. Robot có thể làm bất kỳ điều gì bạn đặt chúng làm. Giống như trong các nhà máy, tất cả những gì họ phải làm để tạo ra sản phẩm của mình là chế tạo robot.


Một robot di động

Một robot di động



Robot theo dõi dòng

Rô bốt theo đường là rô bốt đi theo một con đường nhất định được điều khiển bởi cơ chế nạp ngược.

Xây dựng một robot theo dõi đường cơ bản:

Việc xây dựng một Robot theo dòng cơ bản bao gồm các bước sau.

  • Thiết kế phần cơ khí hoặc phần thân của robot
  • Xác định động học của robot
  • Thiết kế điều khiển robot
Robot theo dòng

Robot theo dòng

Phần cơ hoặc phần thân của robot có thể được thiết kế bằng AutoCAD hoặc Workspace. Một robot theo đường cơ bản có thể bao gồm một đế ở hai đầu có gắn các bánh xe. Một tấm nhựa cứng hình chữ nhật có thể được sử dụng làm đế. Hơn nữa, một thân cứng như hình trụ có thể được thêm vào cùng với các vật có hình dạng khác được kết nối với nhau bằng các khớp nối, và mỗi phần có chuyển động xác định theo hướng cụ thể. Robot đi theo đường có thể là robot di động có bánh xe với chân đế cố định, robot di động có chân với nhiều thân cứng được kết nối với nhau bằng các khớp.

Bước tiếp theo liên quan đến việc xác định Chuyển động học của robot. Phân tích động học của robot bao gồm việc mô tả chuyển động của nó đối với một hệ tọa độ cố định. Nó chủ yếu liên quan đến chuyển động của robot và chuyển động của từng cơ thể trong trường hợp robot có chân. Nó thường liên quan đến động lực học của chuyển động robot. Toàn bộ quỹ đạo của robot được thiết lập bằng cách sử dụng phân tích Động học. Điều này có thể được thực hiện bằng phần mềm Workspace.


Việc điều khiển robot là khía cạnh quan trọng nhất trong hoạt động của nó. Ở đây thuật ngữ điều khiển đề cập đến điều khiển chuyển động của rô bốt, tức là điều khiển chuyển động của các bánh xe. Robot theo đường cơ bản đi theo một con đường nhất định và chuyển động của robot dọc theo con đường này được điều khiển bằng cách điều khiển chuyển động quay của các bánh xe được đặt trên trục của hai động cơ. Vì vậy, điều khiển cơ bản đạt được bằng cách điều khiển động cơ. Mạch điều khiển liên quan đến việc sử dụng các cảm biến để cảm nhận đường dẫn và bộ vi điều khiển hoặc bất kỳ thiết bị nào khác để điều khiển hoạt động của động cơ thông qua các trình điều khiển động cơ, dựa trên đầu ra của cảm biến.

2 cách điều khiển Robot theo dòng

  • Không sử dụng Vi điều khiển
Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển

Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển

Nó bao gồm bố trí IR-LED và Photodiode cho mỗi động cơ được điều khiển bằng cách bật và tắt bóng bán dẫn.

Đèn LED hồng ngoại khi nhận được xu hướng thích hợp sẽ phát ra ánh sáng hồng ngoại. Ánh sáng IR này bị phản xạ trong trường hợp bề mặt trắng và ánh sáng IR phản xạ là tới trên điốt quang. Điện trở của điốt quang giảm, dẫn đến tăng dòng điện qua nó và do đó điện áp giảm trên nó. Điốt quang được kết nối với đế của bóng bán dẫn và do điện áp tăng qua điốt quang, bóng bán dẫn bắt đầu dẫn điện và do đó động cơ kết nối với bộ thu của bóng bán dẫn nhận đủ nguồn cung cấp để bắt đầu quay. Trong trường hợp có màu đen trên đường dẫn gặp phải bởi một trong các cách bố trí cảm biến, ánh sáng IR không bị phản xạ và điốt quang cung cấp nhiều điện trở hơn, khiến bóng bán dẫn ngừng dẫn và cuối cùng động cơ ngừng quay.

Do đó, toàn bộ hệ thống có thể được điều khiển bằng cách sắp xếp LED-Photodiode-Transistor đơn giản.

  • Với việc sử dụng Vi điều khiển

Nguyên tắc làm việc:

Robot bỏ đường là một trong những loại robot tự vận hành. Điều đó phát hiện và đưa ra một đường được vẽ trên khu vực. Vạch được biểu thị bằng vạch trắng trên bề mặt khối hoặc vạch khối trên bề mặt trắng. Hệ thống này phải có ý nghĩa theo dòng. Ứng dụng này phụ thuộc vào các cảm biến. Ở đây chúng tôi đang sử dụng hai cảm biến cho mục đích phát hiện đường dẫn. Đó là cảm biến tiệm cận và cảm biến hồng ngoại. Cảm biến khoảng cách được sử dụng để phát hiện đường đi và cảm biến IR được sử dụng để phát hiện chướng ngại vật. Các cảm biến này được gắn ở phía trước của robot. Vi điều khiển là một thiết bị thông minh, toàn bộ mạch được điều khiển bởi vi điều khiển.

Sơ đồ khối của dòng theo xe robot với bộ vi điều khiển

Sơ đồ khối của dòng theo xe robot với bộ vi điều khiển

Các loại phương tiện robot điều khiển bằng dây chuyền khác nhau:

Có hai loại phương tiện robot điều khiển theo đường

  • Xe rô-bốt điều khiển bằng dây chuyền di động
  • Xe rô bốt được điều khiển dựa trên RF

Các ứng dụng của robot theo dòng:

  • Ứng dụng công nghiệp : Những robot này có thể được sử dụng như những người vận chuyển thiết bị tự động trong các ngành công nghiệp thay thế băng tải truyền thống.
  • Ứng dụng ô tô : Những robot này cũng có thể được sử dụng như xe số tự động chạy trên đường có gắn nam châm.
  • Ứng dụng trong nước : Chúng cũng có thể được sử dụng tại nhà cho các mục đích sinh hoạt như lau sàn nhà, v.v.
  • Ứng dụng hướng dẫn : Chúng có thể được sử dụng ở những nơi công cộng như trung tâm mua sắm, bảo tàng, v.v. để cung cấp hướng dẫn đường đi.

Ưu điểm:

  • Chuyển động của robot là tự động
  • Nó được sử dụng cho các ứng dụng đường dài
  • Sự đơn giản của tòa nhà
  • Hệ thống điều chỉnh và quên
  • Được sử dụng trong gia đình, tự động hóa công nghiệp, v.v.