ĐỒ ÁN - THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CÁNH TAY ROBOT 3 BẬC TỰ DO ỨNG DỤNG TRONG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM BẰNG XỬ LÝ ẢNH (Đặng Hữu Tuyến)
Cơ điện tử là một trong những ngành kỹ thuật cao đang phát triển mạnh mẽ. Robotics, là một trong những chuyên ngành kỹ thuật cơ điện tử, đang đƣợc ứng dụng rộng rãi trên thế giới, đã thu hút đƣợc nhiều sự chú ý ở nƣớc ta. Để xây dựng nền sản xuất hiện đại, chúng ta cần nhanh chóng ứng dụng và phát triển tự động hóa, nổi bật là các sản phẩm Cơ điện tử nhƣ Robot, ô tô, …Đặt biệt trong số những sản phẩm đƣợc ứng dụng rộng rải trong công nghiệp, thì robot 3 bậc tự do có tìm năng phát triển cao trong nền công nghiệp vì lợi thế cót lõi của robot 3 bậc tự do là tốc độ, chính vì vậy robot 3 bậc tự do vẫn bắt đƣợc vật thể dù băng tải không dừng điều này là một trong các lợi thế giúp tăng tốc độ của dây chuyền sản xuất.Và trên cũng là mục tiêu cót lõi của đề tài, xây dựng đƣợc mô hình robot 3 bậc tự do bắt vật thể trên băng tải dù băng tải không dừng, ngoài ra còn có thể tạo robot 3 bậc tự do thực hiện chạy theo hành trình có thể dạy học đƣợc.
Để có thể xây dựng đƣợc đề tài ta cần phải nắm rõ đƣợc cơ sở lý thuyết về phƣơng pháp phân tích, tính toán động học, động học ngƣợc và kỹ thuật xử lý ảnh, đồng thời với các kiến thức liên quan đến tính toán thiết kế cơ khí, mạch điều khiển, lập trình vi điều khiển cũng nhƣ công nghệ máy tính mới có thể đƣa những lý thuyết cót lõi thành mô hình thực tế đáp ứng đƣợc các nguyên lý hoạt động đề ra.
NỘI DUNG:
MỤC LỤC ....................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ....................................................................... 4
1.1 BỐI CẢNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ........................................................................... 4
1.2 MỤC TIÊU ................................................................................................................ 6
CHƢƠNG 2 : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KẾT CẤU CƠ KHÍ………………………16
2.1. THIẾT KẾ CÁNH TAY ROBOT ............................................................................ 7
2.1.1. Phân tích và lựa chọn cấu trúc cánh tay robot………………………... 7
2.1.2. Thông số kích thƣớc của cánh tay Robot……………………………. 8
2.1.3. Xây dựng phƣơng trình động học thuận……………………………… 9
2.1.4 Quỹ đạo chuyển động của Robot trong không gian………………….. 12
2.1.5. Thiết kế các bộ phận của cánh tay…………………………………… 12
2.1.5.1. Cơ cấu xoay cơ cấu chấp hành…………………………………….. 12
2.1.5.2. Cơ cấu hút………………………………………………………….. 13
2.1.5.3. Tính chọn động cơ cho cơ cấu…………………………………….. 13
2.1.5.4. Thiết kế 3D cho cánh tay robot 3 bậc tự do………………………… 14
2.2. THIẾT KẾ BĂNG TẢI .......................................................................................... 16
2.2.1. Tính chọn kích thƣớc băng tải………………………………………... 16
2.2.2. Thiết kế 3D cho băng tải……………………………………………… 17
2.2.2.1. Thiết kế khung băng tải…………………………………………….. 17
2.2.2.2. Gá động cơ băng tải……………………………………………….. 18
2.2.3. Lắp ráp băng tải………………………………………………………. 19
2.3. HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG ...................................................................... 20
DUT.LRCC
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 3 bậc tự do ứng dụng trong phân loại sản phẩm bằng xử lý ảnh
GVHD :T.S Nguyễn Danh Ngọc
SVTH : Bùi Đăng Quân
Đặng Hữu Tiến 2
2.4. MÔ HÌNH TỔNG QUAN CỦA HỆ THỐNG ....................................................... 20
CHƢƠNG 3:THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .................................................. 22
3.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .................................................................. 22
3.2. CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ........................................... 22
3.2.1. Vi điều khiển Arduino Nano …………………………………….22
3.2.2 Driver A4988 …………………………………………………………..24
3.2.3 Servo MG966R……. …………………………………………………...24
3.2.4. Cảm biến quang:……………………………………………………….25
3.2.5. Module giảm áp Lm2596……………………………………………... 26
3.2.6 Công tắc hành trình……………………………………………………. 27
3.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ........................................................ 28
CHƢƠNG 4: XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN .................................... 29
4.1. LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN CHƢƠNG TRÌNH CHÍNH ......................................... 29
4.2. GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ ẢNH VISUAL STUDIO .............................................. 30
4.2.1. Giới thiệu thƣ viện Emgu CV………………………………………… 30
4.2.3. Quy trình xử lý ảnh…………………………………………………... 31
4.2.4. Một số hàm xử lý trong Emgu Cv……………………………………. 32
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 38
CODE XỬ LÝ ẢNH : ................................................................................................... 39
CODE ARDUINO ...
Cơ điện tử là một trong những ngành kỹ thuật cao đang phát triển mạnh mẽ. Robotics, là một trong những chuyên ngành kỹ thuật cơ điện tử, đang đƣợc ứng dụng rộng rãi trên thế giới, đã thu hút đƣợc nhiều sự chú ý ở nƣớc ta. Để xây dựng nền sản xuất hiện đại, chúng ta cần nhanh chóng ứng dụng và phát triển tự động hóa, nổi bật là các sản phẩm Cơ điện tử nhƣ Robot, ô tô, …Đặt biệt trong số những sản phẩm đƣợc ứng dụng rộng rải trong công nghiệp, thì robot 3 bậc tự do có tìm năng phát triển cao trong nền công nghiệp vì lợi thế cót lõi của robot 3 bậc tự do là tốc độ, chính vì vậy robot 3 bậc tự do vẫn bắt đƣợc vật thể dù băng tải không dừng điều này là một trong các lợi thế giúp tăng tốc độ của dây chuyền sản xuất.Và trên cũng là mục tiêu cót lõi của đề tài, xây dựng đƣợc mô hình robot 3 bậc tự do bắt vật thể trên băng tải dù băng tải không dừng, ngoài ra còn có thể tạo robot 3 bậc tự do thực hiện chạy theo hành trình có thể dạy học đƣợc.
Để có thể xây dựng đƣợc đề tài ta cần phải nắm rõ đƣợc cơ sở lý thuyết về phƣơng pháp phân tích, tính toán động học, động học ngƣợc và kỹ thuật xử lý ảnh, đồng thời với các kiến thức liên quan đến tính toán thiết kế cơ khí, mạch điều khiển, lập trình vi điều khiển cũng nhƣ công nghệ máy tính mới có thể đƣa những lý thuyết cót lõi thành mô hình thực tế đáp ứng đƣợc các nguyên lý hoạt động đề ra.
NỘI DUNG:
MỤC LỤC ....................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ....................................................................... 4
1.1 BỐI CẢNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ........................................................................... 4
1.2 MỤC TIÊU ................................................................................................................ 6
CHƢƠNG 2 : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KẾT CẤU CƠ KHÍ………………………16
2.1. THIẾT KẾ CÁNH TAY ROBOT ............................................................................ 7
2.1.1. Phân tích và lựa chọn cấu trúc cánh tay robot………………………... 7
2.1.2. Thông số kích thƣớc của cánh tay Robot……………………………. 8
2.1.3. Xây dựng phƣơng trình động học thuận……………………………… 9
2.1.4 Quỹ đạo chuyển động của Robot trong không gian………………….. 12
2.1.5. Thiết kế các bộ phận của cánh tay…………………………………… 12
2.1.5.1. Cơ cấu xoay cơ cấu chấp hành…………………………………….. 12
2.1.5.2. Cơ cấu hút………………………………………………………….. 13
2.1.5.3. Tính chọn động cơ cho cơ cấu…………………………………….. 13
2.1.5.4. Thiết kế 3D cho cánh tay robot 3 bậc tự do………………………… 14
2.2. THIẾT KẾ BĂNG TẢI .......................................................................................... 16
2.2.1. Tính chọn kích thƣớc băng tải………………………………………... 16
2.2.2. Thiết kế 3D cho băng tải……………………………………………… 17
2.2.2.1. Thiết kế khung băng tải…………………………………………….. 17
2.2.2.2. Gá động cơ băng tải……………………………………………….. 18
2.2.3. Lắp ráp băng tải………………………………………………………. 19
2.3. HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG ...................................................................... 20
DUT.LRCC
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 3 bậc tự do ứng dụng trong phân loại sản phẩm bằng xử lý ảnh
GVHD :T.S Nguyễn Danh Ngọc
SVTH : Bùi Đăng Quân
Đặng Hữu Tiến 2
2.4. MÔ HÌNH TỔNG QUAN CỦA HỆ THỐNG ....................................................... 20
CHƢƠNG 3:THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .................................................. 22
3.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .................................................................. 22
3.2. CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ........................................... 22
3.2.1. Vi điều khiển Arduino Nano …………………………………….22
3.2.2 Driver A4988 …………………………………………………………..24
3.2.3 Servo MG966R……. …………………………………………………...24
3.2.4. Cảm biến quang:……………………………………………………….25
3.2.5. Module giảm áp Lm2596……………………………………………... 26
3.2.6 Công tắc hành trình……………………………………………………. 27
3.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ........................................................ 28
CHƢƠNG 4: XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN .................................... 29
4.1. LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN CHƢƠNG TRÌNH CHÍNH ......................................... 29
4.2. GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ ẢNH VISUAL STUDIO .............................................. 30
4.2.1. Giới thiệu thƣ viện Emgu CV………………………………………… 30
4.2.3. Quy trình xử lý ảnh…………………………………………………... 31
4.2.4. Một số hàm xử lý trong Emgu Cv……………………………………. 32
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 38
CODE XỬ LÝ ẢNH : ................................................................................................... 39
CODE ARDUINO ...

%20(1).png)

.png)
Không có nhận xét nào: