nghiên cứu thiết kế và chế tạo robot phục vụ món ăn và tương tác với khách hàng trong nhà hàng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.8 MB, 103 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT PHỤC VỤ MÓN ĂN VÀ TƯƠNG TÁC VỚI

KHÁCH HÀNG TRONG NHÀ HÀNG

GVHD: TS. HUỲNH QUANG DUY SVTH: PHẠM TRUNG ĐÔNG HUỲNH THANH SƠN NGUYỄN THÁI CHÁNH

SKL 0 1 2 5 8 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPNGÀNH CNKT CƠ ĐIỆN TỬ

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: 19146CL5A Khoá: 2019 – 2023

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2024

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ I / năm học 2023 - 2024

Giảng viên hướng dẫn: TS. Huỳnh Quang Duy

Sinh viên thực hiện:

I. Phạm Trung Đông MSSV: 18146101 Điện thoại: 0981397785 II. Huỳnh Thanh Sơn MSSV: 19146058 Điện thoại: 0342242158

III. Nguyễn Thái Chánh MSSV: 19146160 Điện thoại: 0911103461

1. Mã số đề tài: CDT-05

- Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot phục vụ món ăn và tương tác với

khách hàng trong nhà hàng. 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Yêu cầu kỹ thuật của Robot phục vụ trong nhà hàng.

- Thông số kỹ thuật của động cơ và các loại linh kiện điện tử. - Yêu cầu kỹ thuật về hệ thống điều khiển Robot.

- Tài liệu kỹ thuật thiết kế và chế tạo Robot.

3. Nội dung chính của đồ án:

- Nghiên cứu tổng quan về Robot tự hành phục vụ nhà hàng; - Xây dựng và tính tốn hệ thống truyền động cơ khí cho Robot. - Thiết kế hệ thống điện cho Robot.

- Thiết kế hệ thống điều khiển cho Robot.

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

- Thiết kế, gia cơng và lắp ráp mơ hình Robot phục vụ nhà hàng sử dụng chức năng đặt món và tương tác với khách hàng.

4. Các sản phẩm dự kiến

- Mơ hình Robot hồn thiện.

5. Ngày giao đồ án: 01/10/2023 6. Ngày nộp đồ án:

7. Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt 

TRƯỞNG KHOATRƯỞNG BỘ MƠNGIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

- Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử

Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot phục vụ món ăn và tương tác với

khách hàng trong nhà hàng.

- Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: TS. Huỳnh Quang Duy

NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:...

...

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Tp. Hồ Chí Minh, ngày ... tháng năm 2024

Giáo viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

- Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử

Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot phục vụ món ăn và tương tác với

khách hàng trong nhà hàng.

- Họ và tên Giáo viên phản biện: TS. Vũ Quang Huy

NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:...

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

LỜI CAM KẾT

- Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot phục vụ món ăn và tương tác với

khách hàng trong nhà hàng.

- GVHD: TS. Huỳnh Quang Duy

Huỳnh Thanh Sơn MSSV: 19146058 Nguyễn Thái Chánh MSSV: 19146160 - Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp: ………..

- Lời cam kết: “Tôi cam kết rằng khóa luận tốt nghiệp này là kết quả của công sức

nghiên cứu và thực hiện của bản thân. Tôi cam đoan không sao chép từ bất kỳ nguồn nào mà khơng được trích dẫn. Trong trường hợp có bất kỳ vi phạm nào, tơi sẽ chịu hồn tồn trách nhiệm”.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày …. tháng …. năm 2024

Ký tên SVTH 1 Ký tên SVTH 2 Ký tên SVTH 3 (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

LỜI CẢM ƠN

Để có thể hồn thành được đồ án, chúng em hết sức cảm ơn những công lao to lớn của gia định, đặc biệt là ba mẹ đã cho chúng em những lời động viên, động lực suốt khoảng thời gian qua. Ơn sinh thành và nuôi dưỡng của ba mẹ luôn là điều mà chúng em khơng thể qn. Chính những lời động viên, quan tâm, lo lắng của ba mẹ đã mang lại cho chúng em động lực, niềm tin hết sức mãnh liệt để vững vàng trên con đường học tập của mình. Chúng em xin chân thành cảm ơn.

Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ

Chí Minh đã tạo nên một môi trường, điều kiện vật chất và tinh thần chất lượng để chúng

em có thể được học hỏi thêm, giao lưu và sáng tạo thoải mái.

Trong quá trình học tập ở nhà trường chúng em hết sức may mắn khi có được sự giúp

đỡ tận tình, tâm huyết của Thầy Huỳnh Quang Duy. Những bài học, kinh nghiệm từ

thầy luôn là vô giá và quý báu đối với chúng em kể cả hiện tại hay sau này. Sự tâm huyết, chăm lo cho sinh viên của thầy cũng là một động lực lớn đối với chúng em. Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy.

Ngoài ra, chúng em cũng xin cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

Thành phố Hồ Chí Minh nói chung và q thầy cơ thuộc khoa ĐT CLC nói riêng. Nền

tảng kiến thức của chúng em được vun đắp qua những bài học, bài giảng của các quý thầy cô. Chúng em khơng thể hồn thành đồ án nếu khơng có được những kiến thức quý báu của các quý thầy cơ.

Sau cùng, nhóm chúng em xin cảm ơn sự giúp đỡ, hỗ trợ của bạn bè trong quá trình học tập và hồn thành đồ án.

Xin kính chúc ba mẹ cùng các quý thầy cô và bạn bè có một sức khỏe dồi dào, cuộc sống thành công và hạnh phúc.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

đáp ứng nhu cầu và giải quyết các nhược điểm trên.

- Thiết kế đường line cho Robot bám theo chạy.

- Nghiên cứu và lập ra lưu đồ thuật tốn, tính tốn đường đi cho Robot.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

3. Quá trình thực hiện và kết quả nghiên cứu:

Sau quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài, nhóm đã từng bước giải quyết những vấn đề đã đặt ra ở mục tiêu để hoàn thiện đồ án. Trong q trình thực hiện nhóm đã làm được:

- Hoàn thành thiết kế, chế tạo bản vẽ hệ thống điện và bản vẽ lắp ráp hoàn chỉnh Robot. - Đấu nối sơ đồ điện cho Robot và lắp ráp hồn chỉnh mơ hình cơ khí Robot như bản

vẽ đã thiết kế.

- Vận hành và điều chỉnh những lỗi về phần cứng và phần mềm phát sinh trong quá trình thực hiện đồ án

4. Định hướng và phát triển đề tài:

Sau khi hoàn thiện mơ hình Robot và đưa vào vận hành đạt hiệu suất đặt ra ở mục tiêu thì nhóm nhận thấy Robot có tính khả thi, có thể áp dụng vào thực tế ở các nhà hàng, quán ăn hoặc khách sạn. Và nhóm cũng đang tìm hiểu và nghiên cứu thêm để phát triển, hoàn thiện cho Robot chạy nhanh và chính xác hơn, lập ra thêm các chức năng tương tác với người dùng cần thiết và có tính ổn định hơn để phù hợp với nhu cầu thực tế.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

LỜI NÓI ĐẦU ... xii

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI... 1

1.1.Đặt vấn đề ... 1

1.2.Tính cấp thiết ... 2

1.3.Mục tiêu hồn thành ... 3

1.4.Giới hạn đề tài ... 4

1.5.Phương pháp nghiên cứu ... 4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ... 6

2.1.Giới thiệu Robot tự hành phục vụ nhà hàng ... 6

2.2.Phân loại chuyển động của Robot tự hành ... 6

2.2.1.Robot tự hành di chuyển bằng chân ... 7

2.2.2.Robot tự hành di chuyển bằng bánh xe ... 8

2.3.Phân loại Robot di chuyển theo cơ cấu dẫn đường ... 8

2.3.1.Loại chạy không chạy theo đường dẫn ... 9

2.3.2.Loại chạy theo đường dẫn ... 9

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

2.4.Phân loại kiểu điều hướng của Robot tự hành phục vụ ... 10

2.4.1.Điều hướng điện từ, điểm từ ... 10

2.4.2.Điều hướng dải từ ... 11

2.4.3.Điều hướng laser ... 11

2.4.4.Điều hướng trực quan (Visual Navigation)... 12

2.4.5.Định vị toàn cầu ... 13

2.4.6.Điều hướng quán tính ... 13

2.4.7.Điều hướng tổng hợp ... 14

2.5.Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước. ... 14

2.5.1.Tình hình nghiên cứu ở trong nước. ... 14

2.5.2.Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước. ... 15

2.6.Cấu tạo của Robot tự hành phục vụ. ... 15

CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ ... 19

3.1.Giới thiệu chung ... 19

3.2.Yêu cầu kỹ thuật ... 19

3.3.Nghiên cứu trải nghiệm khách hàng ... 19

3.4.Lựa chọn cơ cấu dẫn động ... 20

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

3.6.1.Giới thiệu chung về động cơ điện (Motor) ... 26

3.6.2.Encoder ... 27

3.6.3.Tính tốn và chọn động cơ dẫn ... 28

3.7.Tính tốn kiểm định độ bền cơ cấu ... 32

3.8.Mô phỏng kiểm định độ bền cơ cấu ... 34

3.8.1.Mô phỏng kiểm định độ bền khay ... 34

3.8.2.Mô phỏng kiểm định độ bền trục thân ... 35

3.8.3.Mô phỏng kiểm định độ bền trục động cơ ... 36

3.8.4.Mô phỏng kiểm định độ bền toàn cơ cấu Robot ... 37

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN- ĐIỀU KHIỂN ... 40

4.1.Sơ đồ khối mơ hình điều khiển ... 40

4.2.Chọn nguồn cho robot ... 41

4.3.Khối ổn áp ... 42

4.4.Mạch công suất và điều khiển động cơ ... 43

4.5.Khối vi điều khiển ... 45

4.5.1.Giới thiệu tổng quan về module MCU ESP32 ... 45

4.5.2.Giới thiệu tổng quan về module Arduino UNO R3 ... 48

4.7.Hệ thống điều khiển Web Server ... 56

4.7.1.Giới thiệu tổng quan ... 56

4.7.2.Thiết kế giao diện hệ thống điều khiển robot Web Server ... 57

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

4.8.Lưu đồ giải thuật ... 58

4.8.1.Lưu đồ điều khiển chính cho ESP32 ... 59

4.8.2.Hàm nhận dữ liệu từ Arduino qua ESP32 ... 60

4.8.3.Lưu đồ điều khiển chính cho Arduino ... 61

4.8.4.Lưu đồ hàm nhận dữ liệu từ ESP32 qua Arduino ... 61

4.8.5.Lưu đồ điều khiển dò line sử dụng PID tốc độ (follow_line) ... 62

4.8.6.Lưu đồ điều khiển vị trí bàn (Table_pos) ... 66

CHƯƠNG 5. THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ... 68

5.1.Phương pháp đánh giá ... 68

5.2.Nhận xét và đánh giá thực nghiệm Robot ... 68

5.3.Nhận xét và đánh giá điều khiển, phục vụ ... 70

CHƯƠNG 6. GIA CƠNG LẮP ĐẶT HỒN THIỆN ROBOT ... 72

5.1.Gia cơng lắp đặt cơ khí ... 72

5.2.Lắp đặt hệ thống điện ... 73

5.3.Thiết kế hệ thống giao diện làm việc của hệ thống ... 74

5.4.Kết quả lắp đặt hoàn thiện ... 75

CHƯƠNG 7. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ... 77

6.1.Kết luận ... 77

6.2.Hướng phát triển ... 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO ... 79

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Nhân viên phục vụ nhà hàng bưng bê thức ăn bằng tay (nguồn: internet) ... 1

Hình 2: Robot phục vụ bàn tại Việt Nam (nguồn: internet)... 3

Hình 3: Robot hình nhân phục vụ ở quán cà phê ở thủ đơ Hungary (nguồn: internet) .. 3

Hình 4: Robot tự hành phục vụ di chuyển trong nhà hàng (nguồn: internet) ... 6

Hình 5: Các loại robot di chuyển bằng chân (nguồn: internet) ... 7

Hình 6: Robot di chuyển bằng bánh xe, bánh xích (nguồn: internet) ... 8

Hình 7: Robot phục vụ người cách ly dịch COVID-19 (nguồn: internet) ... 15

Hình 8: Hệ thống dẫn động cầu trước (nguồn: internet)... 20

Hình 9: Hệ thống dẫn động cầu sau (nguồn: internet) ... 21

Hình 10: Hệ thống dẫn động hai cầu (nguồn: internet) ... 22

Hình 11: Bánh xe chủ động (nguồn: internet) ... 23

Hình 12: Bánh tự lựa chịu tải (nguồn: internet) ... 23

Hình 13: Segway ServeBot S1 với cơ cấu thân một trục (nguồn: internet) ... 24

Hình 14: Pendubot với cơ cấu thân hai trục (nguồn: internet) ... 24

Hình 15: Agv với cơ cấu thân bốn trục (nguồn: internet) ... 25

Hình 16: Thiết kế Robot với cơ cấu thân ba trục ... 26

Hình 17: Encoder (nguồn: internet) ... 27

Hình 18: Cấu tạo Encoder (nguồn: internet) ... 28

Hình 19: Mơ hình thiết kế ... 29

Hình 20: Sơ đồ phân bố lực tại đế ... 30

Hình 21: Động cơ planet ... 32

Hình 22: Bản vẽ chi tiết cụm động cơ Planet ... 32

Hình 23: Cơ cấu trục động cơ chịu tải từ Robot ... 32

Hình 24: Phân tích lực tác dụng lên trục động cơ ... 33

Hình 25: Mơ phỏng ứng suất khay Robot ... 34

Hình 26: Mơ phỏng chuyển vị khay Robot ... 35

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Hình 27: Mơ phỏng ứng suất trục thân Robot ... 35

Hình 28: Mơ phỏng chuyển vị trục thân Robot ... 36

Hình 29: Mơ phỏng ứng suất trục động cơ Robot ... 36

Hình 30: Vị trí trục động cơ Robot chịu ứng suất tối đa ... 37

Hình 31: Mơ phỏng chuyển vị trục động cơ Robot ... 37

Hình 32: Mơ phỏng ứng suất cơ cấu Robot ... 38

Hình 33: Ứng suất lớn nhất tại trục động cơ ... 38

Hình 34: Mơ phỏng chuyển vị cơ cấu Robot ... 39

Hình 35: Sơ đồ khối ... 41

Hình 36: Pin 5 Cell cho Robot ... 42

Hình 37: Module ổn áp 5V-5A WH-468 ... 42

Hình 38: Mạch cơng suất Motor Driver XY-160D ... 43

Hình 39: Module vi điều khiển ESP32 ... 48

Hình 40: Sơ đồ chân kết nối module ESP32 ... 48

Hình 41: Module vi điều khiển Arduino UNO R3 ... 51

Hình 42: Sơ đồ chân kết nối module Arduino UNO R3 ... 51

Hình 43: Cảm biến siêu âm ... 52

Hình 44: Cảm biến hồng ngoại ... 54

Hình 45: Cảm biến dị line TCRT5000 ... 54

Hình 46: Cịi báo Buzzer ... 55

Hình 47: Màn hình LCD 1602 ... 56

Hình 48: Web Server Esp32 ... 56

Hình 49: Giao diện Web Server trên điện thoại ... 58

Hình 50: Giao diện Web Server trên máy tính ... 58

Hình 51: Lưu đồ giải thuật điều khiển ESP32 ... 59

Hình 52: Lưu đồ giải thuật nhận dữ liệu từ Arduino qua ESP32 ... 60

Hình 53: Lưu đồ giải thuật điều khiển Arduino ... 61

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

Hình 54: Lưu đồ giải thuật nhận dữ liệu từ ESP32 qua Arduino ... 62

Hình 55: Lưu đồ giải thuật điều khiển dò line sử dụng PID ... 63

Hình 56: Lưu đồ giải thuật điều khiển vị trí bàn ... 66

Hình 57: Hệ thống khung vỏ ... 72

Hình 58: Khay đựng thức ăn và giá đỡ màn hình ... 73

Hình 59: Bảng nhựa đấu nối thiết bị điện... 74

Hình 60: Hệ thống điều khiển Web Server ... 75

Hình 61: Mơ hình hồn thiện thực tế ... 76

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Thông số yêu cầu của Robot ... 29

Bảng 2: Thông số của động cơ Planet ... 32

Bảng 3: Chức năng các chân ... 45

Bảng 4. Khảo sát gia tốc của Robot khi tăng tốc đến vận tốc ổn định ... 69

Bảng 5. Khảo sát gia tốc của Robot khi giảm tốc từ vận tốc ổn định đến khi dừng ... 69

Bảng 6. Khảo sát thời gian Robot di chuyển đến các bàn để giao món ăn ... 70

Bảng 7. Khảo sát nhân viên ... 71

Bảng 8. Khảo sát thực khách ... 71

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại 4.0, với việc công nghệ đăng phát triển hết sức nhanh chóng kéo theo đó là những loại robot, máy móc hồn tồn tự động ra đời. Các loại máy móc đang dần thay thế con người làm những cơng việc từ đơn giản nhất đến khó khăn nhất hay những thứ mà con người không thể tự làm được. Với lợi ích của chúng, con người đã đưa máy móc tự động vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau như phục vụ trong sản xuất, y tế, quân sự, vận chuyển,…

Ở đồ án này, chúng em quyết định đề tài về thiết kế, chế tạo ROBOT tự hành phục vụ

như robot bồi bàn trong quán bar, robot bưng đồ ăn trong nhà hàng,… Ở nước ta do còn nhiều mới mẻ, sự đầu tư còn yếu kém nên phong trào chế tạo và sử dụng robot phục vụ, đưa chúng vào cuộc sống cịn gặp nhiều khó khăn.

Đề tài giúp mở ra một cách thức mới phục vụ khách hàng trong các nhà hàng, quán bar,… Robot tự hành phục vụ sẽ đem lại cho khách hàng một cảm giác mới lạ và rất thú vị, giúp cho quá trình robot dần thay thế con người trong các lĩnh vực hoạt động ngày càng nhanh hơn, giúp cho cuộc sống ngày càng trở nên tiện nghi hơn.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI

1.1. Đặt vấn đề

- Với xu hướng phát triển của thế giới ngày nay thì ngành cơng nghiệp Robot đang dần phát triển lớn mạnh trong xã hội của chúng ta. Những ứng dụng của robot ngày càng đa dạng, từ việc sản xuất, lắp ráp trong công nghiệp đến việc phục vụ trong lĩnh vực dịch vụ,... Chúng có thể làm việc với độ chính xác và năng suất cao trong thời gian dài. Đặc biệt trong các lĩnh vực gần gũi với con người như ngành dịch vụ thì yêu cầu robot phải nhỏ gọn, có khả năng di chuyển linh hoạt và thiết kế gần gũi với khách hàng. Robot tự hành phục vụ trong nhà hàng là một sự lựa chọn cần thiết.

Hình 1: Nhân viên phục vụ nhà hàng bưng bê thức ăn bằng tay (nguồn: internet)

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

- Robot tự hành phục vụ trong nhà hàng mà nhóm mong muốn thiết kế có thể tự động vận chuyển thức ăn từ trong khu vực bếp hoặc quầy thức ăn của nhà hàng, quán ăn đến khu vực, bàn mà khách hàng ngồi chờ. Qua đó, giúp thay thế khâu di chuyển thức ăn nhanh gọn, an toàn và đỡ tốn kém nhân lực hơn. Nhân viên của nhà hàng chỉ cần sắp xếp thức ăn lên các khay đựng, thông qua Robot nhằm hạn chế tiếp xúc người với người trong thời điểm dịch bệnh như hiện tại, phần mềm lập trình sẽ hướng dẫn giúp Robot có thể đưa ra quyết định chính xác, nhờ vào hệ thống định vị Robot có thể xác định được các vị trí mà Robot đã từng đi qua và nơi mà Robot sẽ đến. Robot được kết hợp với các cảm biến giúp nó có thể di chuyển đúng tuyến đường đã lập trình sẵn và giúp nó tránh các vật cản trên đường đi.

1.2. Tính cấp thiết

- Trong bối cảnh của một nền kinh tế phát triển, sự tiến bộ trong lĩnh vực công nghệ là điều không thể phủ nhận. Việc này là cần thiết để đáp ứng các yêu cầu ngày càng tăng về phát triển kinh tế. Trên toàn cầu và đặc biệt là tại Việt Nam, Robot đã trở thành một phần không thể thiếu trong cảnh đóng góp vào sự phát triển.

- Sự xuất hiện ngày càng nhiều của Robot không chỉ là một dấu hiệu của sự phát triển khoa học cơng nghệ, mà cịn là một phản ánh của việc chúng ta chuẩn bị cho một tương lai với sự hiện diện đa dạng của các thiết bị tự động. Dự đoán từ Zdnet, vào năm 2018, đã chỉ ra rằng việc sử dụng Robot trong lĩnh vực thương mại điện tử sẽ gia tăng.

- Trong lĩnh vực này, các doanh nghiệp đã sẵn sàng sử dụng hệ thống Robot trong quản lý kho hàng, mở ra một hướng tiếp cận mới trong việc tự động hóa các quy trình sản xuất và vận chuyển hàng hóa. Một ứng dụng tiêu biểu của Robot hiện nay đó là việc sử dụng chúng trong ngành nhà hàng.

- Mặc dù chúng khơng thể thay thế hồn tồn vai trị của con người, nhưng cơng nghệ Robot đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và chất lượng dịch vụ

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

trong ngành này. Điều này giúp tối ưu hóa q trình vận hành, mang lại sự chính xác và tiện ích hơn, cũng như tăng trải nghiệm cho khách hàng.

Hình 2: Robot phục vụ bàn tại Việt Nam (nguồn: internet)

Hình 3: Robot hình nhân phục vụ ở quán cà phê ở thủ đơ Hungary (nguồn: internet)

1.3. Mục tiêu hồn thành

Nhóm đặt ra mục tiêu:

- Hồn thành thiết kế, chế tạo robot phục vụ món ăn trong nhà hàng.

- Sử dụng 2 vi điều khiển ESP32 và Arduino UNO R3 để điều khiển và giám sát trực tiếp robot.

- Thiết kế giao diện Web Server để điều khiển robot trực tuyến thông qua các sóng wifi,

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

- Năng suất vận hành robot tối đa 1 lần vận chuyển được 3 khay để thức ăn - Tốc độ di chuyển tối ưu: 0.4m/s

tìm đường đi.

kiến do một số yếu tố như bánh xe bị trượt, ma sát quá lớn, sàn nhà chưa được phẳng, ….

ưu tiên bàn nào trước bàn nào sau.

1.5. Phương pháp nghiên cứu

- Nhóm chúng em sử dụng các phần mềm hỗ trợ thiết kế cơ khí 2D, 3D cụ thể là AutoCad, Solidwork vào việc thiết kế tính tốn và chế tạo mơ hình có khả năng ứng dụng vào thực tế. Ngồi ra, nhóm cịn sử dụng phần mềm Vscode có hỗ trợ ngơn ngữ lập trình C, để lập trình và nạp chương trình cho các module ESP32 và Arduino UNO R3.

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

- Ngồi ra, cịn áp dụng các kiến thức đã được học và tìm hiểu bên ngồi từ các nguồn thơng tin vào việc tính tốn và thiết kế Robot.

- Bên cạnh đó, nhóm tìm kiếm tài liệu về Robot tự hành phục vụ thông qua nhiều nguồn khác nhau như: tài liệu trên mạng Internet, các bài báo, các đề tài, tiểu luận, đồ án về nghiên cứu Robot phục vụ…

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Giới thiệu Robot tự hành phục vụ nhà hàng

- Robot phục vụ nhà hàng là gì? Robot phục vụ hay cịn gọi là Robot dịch vụ là loại người máy phục vụ con người, nó hỗ trợ con người trong rất nhiều các cơng việc khác nhau từ đơn giản đến phức tạp. Đặc biệt Robot dịch vụ được đưa vào sử dụng với các cơng việc xa xơi, các cơng việc có tính chất nguy hiểm, bẩn thỉu ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

- Robot dịch vụ hiện nay có thể hoạt động bán tự động hoặc tự động hồn tồn nhằm phục vụ các cơng việc hữu ích theo nhu cầu của con người. Robot này còn được ứng dụng vào các cơng việc có tính chất lặp đi lặp lại, hoặc công việc nội trợ hàng ngày.

Hình 4: Robot tự hành phục vụ di chuyển trong nhà hàng (nguồn: internet)

2.2. Phân loại chuyển động của Robot tự hành

- Robot tự hành có thể phân chia chủ yếu thành hai loại: robot di chuyển bằng chân và robot di chuyển bằng bánh (bao gồm cả bánh xe và bánh đai/xích). Ngồi ra, một số loại robot được thiết kế đặc biệt để hoạt động trong các môi trường đặc thù như dưới

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

nước hoặc trên không, và chúng thường được trang bị với cơ cấu di chuyển phù hợp với mơi trường cụ thể đó.

2.2.1. Robot tự hành di chuyển bằng chân

- Ưu điểm lớn của loại robot này là khả năng thích nghi và di chuyển trên các địa hình khơng bằng phẳng. Hơn nữa, chúng có khả năng vượt qua các vật cản như hố hoặc vết nứt sâu một cách linh hoạt.

- Tuy nhiên, nhược điểm chính của loại robot này là quá trình chế tạo phức tạp. Kết cấu của chân robot bao gồm nhiều bậc tự do, điều này làm tăng trọng lượng của robot và giảm tốc độ di chuyển. Các kỹ năng như cầm, nắm, hoặc nâng tải cũng có thể làm giảm tính cứng vững của robot. Đặc biệt, với mức độ linh hoạt càng cao, chi phí chế tạo càng tăng. Loại robot tự hành này thường được mơ phỏng theo các lồi động vật, do đó chúng có thể có từ một chân, hai chân, bốn chân, sáu chân và có thể nhiều hơn.

Hình 5: Các loại robot di chuyển bằng chân (nguồn: internet)

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

2.2.2. Robot tự hành di chuyển bằng bánh xe

- Trong công nghệ Robot tự hành, bánh xe là cơ cấu chuyển động phổ biến nhất. Trong robot di chuyển bằng bánh, vấn đề cân bằng thường không được coi là ưu tiên hàng đầu. Mặc dù kết cấu ba bánh là phổ biến nhất và có khả năng duy trì cân bằng tốt nhất, nhưng kết cấu hai bánh cũng có thể đạt được cân bằng.

- Trong trường hợp robot có số lượng bánh lớn hơn ba, thường cần thiết kế hệ thống treo để đảm bảo tất cả các bánh xe tiếp xúc với mặt đất. Tuy nhiên, robot loại này thường đối mặt với các vấn đề như lực kéo không đồng đều, độ ổn định và khả năng điều khiển chuyển động.

Hình 6: Robot di chuyển bằng bánh xe, bánh xích (nguồn: internet)

2.3. Phân loại Robot di chuyển theo cơ cấu dẫn đường

- Các hệ thống định vị khác nhau có thể được lựa chọn dựa trên yêu cầu, tần suất vận chuyển, phương tiện hiện có, chi phí lắp đặt và mở rộng trong tương lai.

- Các hệ thống phổ biến nhất là laser, định vị GPS, đường viền (dò line), điểm từ và điều hướng băng từ được mô tả như sau.

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

2.3.1. Loại chạy không chạy theo đường dẫn

- Loại Robot tự hành này có khả năng di chuyển đến bất kỳ vị trí nào trong phạm vi hoạt động. Những Robot tự hành này linh hoạt nhờ vào việc sử dụng các cảm biến công nghệ cao để định vị vị trí.

- Cụ thể, chúng sử dụng cảm biến con quay (Gyroscope sensor) xác định hướng di chuyển, cảm biến laser để phát hiện các vật thể xung quanh trong quá trình di chuyển, cùng với hệ thống định vị cục bộ (Local navigation Location) để xác định vị trí hiện tại.

- Thiết kế loại Robot này địi hỏi cơng nghệ phức tạp và tiên tiến hơn so với các loại Robot vận chuyển tự động khác.

2.3.2. Loại chạy theo đường dẫn

Loại này có thể di chuyển theo các đường dẫn được tạo sẵn, bao gồm:

- Đường dẫn từ: Đường dẫn từ là loại đường dẫn có cấu tạo từ dây từ được chôn ngầm dưới nền sàn. Khi di chuyển, Robot có thể đi theo đường dẫn này nhờ vào các cảm biến từ. Loại đường dẫn này không ảnh hưởng đến mỹ quan của sàn và không gây cản trở cho các hoạt động khác. Tuy nhiên, việc sử dụng đường dẫn từ đòi hỏi tiêu tốn năng lượng cho việc tạo từ tính trong dây, và đường dẫn cố định không thể thay thế được.

- Đường ray dẫn: Robot di chuyển trên các ray được lắp đặt sẵn trên mặt sàn. Loại này thường chỉ sử dụng trong các hệ thống chuyên dụng, cho phép thiết kế Robot đơn giản hơn và có thể di chuyển với tốc độ cao và tính linh hoạt thấp.

- Đường băng kẻ trên sàn: Robot di chuyển theo các đường băng kẻ được vẽ sẵn trên sàn thông qua các cảm biến nhận dạng vạch kẻ. Loại này có tính linh hoạt cao vì người ta có thể dễ dàng thay đổi đường đi bằng cách vẽ lại các vạch dẫn. Tuy nhiên,

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

việc sử dụng đường băng kẻ có thể gặp khó khăn khi vạch dẫn bị bẩn hoặc hư hại, làm cho việc điều khiển Robot khơng chính xác.

2.4. Phân loại kiểu điều hướng của Robot tự hành phục vụ 2.4.1. Điều hướng điện từ, điểm từ

- Điều hướng điện từ:

 Phương pháp thực hiện: Đây là một phương pháp điều hướng tương đối truyền thống, thực hiện bằng cách nhúng một dây kim loại trên đường lái của xe được điều khiển tự động. Dòng điện tần số thấp và điện áp thấp được tải trên dây kim loại để tạo ra từ trường, sau đó truyền từ trường này qua cảm biến điện từ trên xe. Nhận dạng và theo dõi mạnh và yếu cho phép điều hướng, hoàn thành nhiệm vụ bằng cách đọc thẻ RFID được đã nhúng sẵn.

 Ưu điểm: Phương pháp hướng dẫn điện từ có ưu điểm chính là dây kim loại được chơn dưới lịng đất (khoảng cách 2cm từ mặt đất), không gây ra sự can thiệp vào âm thanh và ánh sáng, và có chi phí sản xuất thấp. Nguyên tắc hướng dẫn đơn giản và đáng tin cậy, đồng thời dây kim loại được che giấu, không dễ bị hỏng.

 Nhược điểm: Tuy nhiên, việc đặt dây kim loại có thể phức tạp, không dễ thay đổi và mở rộng đường dẫn. Ngồi ra, cảm biến điện từ có thể bị ảnh hưởng bởi các chất sắt từ như kim loại.

- Điều hướng điểm từ:

 Phương pháp thực hiện: Các điểm từ được đặt cách nhau từ 250 đến 500 mm, tạo ra một đường có thể nhìn thấy. Robot di chuyển qua các điểm bằng việc điều khiển các cảm biến hiệu ứng hội trường, bộ đếm, bộ mã hóa, cảm biến con quay và các loại bộ mã hóa khác để hiệu chỉnh lại các lỗi góc lái.

 Ưu điểm: dễ lắp đặt và có độ chính xác cao (±2 mm).

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

 Nhược điểm: Tuy nhiên, việc lắp đặt phức tạp hơn so với phương pháp điều hướng dải từ.

2.4.2. Điều hướng dải từ

 Phương pháp thực hiện: Điều hướng dải từ cũng gần như điều hướng điện từ, những dải từ được đặt trên mặt đường thay vì nhúng dây kim loại dưới lịng đất. Tín hiệu từ cảm biến dải từ được sử dụng để dẫn hướng Robot.

 Ưu điểm: Phương pháp này có độ chính xác cao trong việc định vị Robot. Khi thay đổi hoặc mở rộng đường dẫn cũng khá dễ dàng và khơng địi hỏi kỹ sư chuyên nghiệp như phương pháp điều hướng điện từ. Chi phí thấp và hiệu quả cao. Ngồi ra, khơng bị ảnh hưởng bởi ánh sáng, bụi bẩn.

 Nhược điểm: Tuy nhiên, băng từ dễ bị hỏng và cần bảo trì liên tục. Khi thay đổi đường dẫn yêu cầu việc đặt lại băng từ. Robot chỉ có thể di chuyển trên băng từ và không thể thực hiện các phản ứng tránh né thông minh hoặc thay đổi nhiệm vụ trong thời gian thực thông qua hệ thống điều khiển. Việc lắp đặt nhiều dải từ trên sàn cũng tạo ra sự phức tạp trong việc quản lý.

2.4.3. Điều hướng laser

Điều hướng laser bao gồm:

- Điều hướng phản xạ laser: Đây là một phương pháp điều hướng laser chính xác, sử dụng cảm biến phản xạ để quét môi trường xung quanh Robot. Thiết bị điều hướng phát các tia laser quay 360 độ, và nhận lại tia laser từ các mục tiêu phản xạ như băng hoặc hình trụ phản chiếu được đặt trong các cấu trúc như cột, tường, hoặc lỗ.

 Ưu điểm: Phương pháp này giúp cho Robot lập kế hoạch công việc linh hoạt vì đường đi là khơng cố định. Khả năng định vị chính xác cao, với độ chính xác lên đến ±5 mm. Robot có thể di chuyển linh hoạt và nhanh chóng, và thích nghi với

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

nhiều môi trường sử dụng khác nhau. Tốc độ di chuyển nhanh lên đến 2m/s. Khơng mất phí bảo trì, chỉ cần giữ cho thiết bị sạch sẽ.

 Nhược điểm: Chi phí sản xuất cao và yêu cầu điều kiện môi trường tương đối phức tạp (ánh sáng bên ngồi, mặt đất phải phẳng, tầm nhìn, v.v.). Thay đổi đường đi của Robot yêu cầu sự can thiệp của kỹ sư chun nghiệp, vì vậy chi phí cũng cao. Trong các dự án lớn có đường vận chuyển phức tạp, phương pháp này thường hợp lý và hiệu quả.

- Điều hướng tự nhiên: Đây cũng là loại điều hướng laser, nhưng nó có thể cảm nhận mơi trường xung quanh qua cảm biến laser mà không cần sự trợ giúp của các cấu trúc phản xạ. Thông tin về môi trường làm việc được trực tiếp xác định bởi Robot.

 Ưu điểm: Đây là một xu hướng mới. Có thể dễ dàng lắp đặt, chỉ cần Robot nhận diện bản đồ kho hàng. Khá linh hoạt và có thể điều chỉnh đường đi hoặc thay đổi cấu hình của Robot. Chi phí khơng cao, khơng cần phí bảo trì, và khơng chiếm diện tích.

 Nhược điểm: Hướng đi của Robot có thể bị thay đổi do các yếu tố trong kho hàng, và phương pháp này bị ảnh hưởng nhiều bởi những yếu tố xung quanh. Độ chính xác có thể khơng cao.

2.4.4. Điều hướng trực quan (Visual Navigation)

 Phương pháp thực hiện: Sử dụng camera để thu thập hình ảnh xung quanh Robot

khi vận hành. Phần cứng bao gồm một camera và một mơi trường có đủ ánh sáng. Máy ảnh chụp môi trường xung quanh Robot và sử dụng thông tin này để thực hiện ánh xạ tự động. Sau đó, thơng tin thu được so sánh với thơng tin đã mã hóa trên

bản đồ để định vị và điều khiển cho Robot di chuyển.

 Ưu điểm: Phương pháp này có chi phí phần cứng thấp hơn và có khả năng định vị

chính xác. Camera được sử dụng để thu thập thông tin môi trường, giúp Robot có

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

thể di chuyển dễ dàng trong môi trường phức tạp mà không cần các cấu trúc phản

xạ đặc biệt.

 Nhược điểm: Sử dụng thuật toán phức tạp, đòi hỏi cao đối với môi trường di

chuyển. Sử dụng phương pháp này đòi hỏi thời gian xây dựng bản đồ số lớn hơn đáng kể so với việc áp dụng phương pháp điều hướng laser để số hóa bản đồ. Việc xử lý hình ảnh và so sánh với dữ liệu trước đó có thể địi hỏi nhiều tài ngun tính tốn, làm tăng độ phức tạp của hệ thống.

2.4.5. Định vị toàn cầu

 Phương pháp thực hiện: Điều hướng GPS sử dụng cảm biến GPS của xe để thu

thập thơng tin vị trí, từ đó xác định hướng di chuyển của Robot.

 Ưu điểm: Phương pháp này có thể cung cấp thơng tin vị trí tồn cầu, phù hợp cho

việc điều hướng các phương tiện như ô tô, tàu, điện thoại di động, v.v.

 Nhược điểm: Độ chính xác của điều hướng GPS thấp, với lỗi vị trí lên đến khoảng

10 mét. Điều hướng GPS thường không đáp ứng được yêu cầu độ chính xác cao trong việc điều hướng Robot trong nhà, nơi mà độ chính xác cần phải cao hơn. Do

đó, phương pháp này ít được sử dụng trong các ứng dụng định vị Robot trong nhà.

2.4.6. Điều hướng quán tính

 Phương pháp thực hiện: Điều hướng quán tính sử dụng các cảm biến bên trong của robot di động như bộ mã hóa quang học và con quay hồi chuyển (hoặc cả hai) để xác định tư thế của robot. Bộ mã hóa quang điện được trang bị trên bánh xe của robot di động để thu thập tín hiệu xung và thực hiện tính tốn thơ trong q trình di chuyển.

 Ưu điểm: Phương pháp này có chi phí thấp và độ chính xác định vị cao trong một thời gian ngắn. Con quay hồi chuyển có thể cung cấp thông tin về tốc độ và gia tốc

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

góc ba trục của robot di động. Điều hướng quán tính thích hợp để sử dụng làm định vị phụ trợ cho các phương pháp điều hướng khác.

 Nhược điểm: Tuy nhiên, lỗi sẽ tích lũy theo thời gian và vận tốc di chuyển của robot, dẫn đến việc độ chính xác giảm dần. Do đó, điều hướng quán tính thường được sử dụng như một phương pháp định vị phụ trợ và khơng thích hợp cho việc sử dụng độc lập trong thời gian dài.

2.4.7. Điều hướng tổng hợp

 Phương pháp thực hiện: Điều hướng hỗn hợp áp dụng hai hoặc nhiều phương pháp

hướng dẫn hoặc điều hướng để đạt được vận hành xe có hướng dẫn tự động. Ví dụ, có thể kết hợp giữa điều hướng mã hai chiều và điều hướng quán tính bằng cách sử dụng độ chính xác định vị tầm ngắn của điều hướng quán tính để bù đắp cho điều hướng mù giữa hai điểm từ hướng. Hoặc kết hợp giữa điều hướng laser và điều hướng móng từ tính bằng cách sử dụng định vị chính xác của điều hướng móng từ tính tại vị trí của trạm, làm tăng tính ổn định của định vị Robot.

 Ưu điểm: Điều hướng tổng hợp cho phép Robot thích ứng với các phương thức

điều hướng phổ biến trong các tình huống sử dụng khác nhau. Sự kết hợp giữa các phương pháp này có thể cải thiện độ chính xác và đáng tin cậy của hệ thống điều hướng, đồng thời giảm thiểu các hạn chế của từng phương pháp riêng lẻ.

 Nhược điểm: Có thể địi hỏi phức tạp hóa thiết kế và triển khai của hệ thống, cũng

như chi phí và tài ngun tính tốn cao hơn so với việc sử dụng một phương pháp điều hướng đơn lẻ. Tuy nhiên, sự linh hoạt và hiệu quả của điều hướng hỗn hợp có thể làm cho nó trở thành một lựa chọn hợp lý trong nhiều ứng dụng Robot khác nhau.

2.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước. 2.5.1. Tình hình nghiên cứu ở trong nước.

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

- Do các ngành khoa học của nước ta hiện đang dừng ở bước bắt đầu hội nhập nên có khá ít đề tài nghiên cứu về Robot tự hành và cũng không được chuyên sâu vào Robot tự hành phục vụ. Việc áp dụng, ứng dụng của Robot tự hành ở nước ta nay đang có khá nhiều hạn chế nhưng vẫn đang từng ngày phát triển.

Hình 7: Robot phục vụ người cách ly dịch COVID-19 (nguồn: internet)

2.5.2. Tình hình nghiên cứu ở ngồi nước.

- Với tầm vóc phát triển của các nước hiện đại, lĩnh vực tự động đặc biệt về Robot tự hành phục vụ trên toàn thế giới đã khơng cịn xa lạ. Robot tự hành phục vụ đóng góp rất nhiều vào q trình tự động hóa của cả thế giới.

- Chúng đang phát triển mạnh mẽ và dần chiếm được lòng tin của khách hàng từ rất nhiều ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực khác nhau về y tế, quân sự, nghiên cứu khoa học, đời sống…

2.6. Cấu tạo của Robot tự hành phục vụ.

- Bộ phận dò đường:

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

 Dòng chạy không theo đường dẫn: Robot tự hành phục vụ là dịng xe tự hành có tính linh hoạt cao nhờ cảm biến quay hồi chuyển đã được định vị vị trí trước. Những cảm biến này có nhiệm vụ xác định hướng di chuyển cho phương tiện.

trong khi di chuyển. Nhờ đó mà Robot có thể di chuyển đến các vị trí trong phạm vi điều khiển.

băng từ… Nhờ đó mà dịng xe này sẽ vận hành theo đường này để đến những vị trí đã được xác định sẵn trên bản đồ di chuyển.

- Cảm biến phát hiện vật cản:

Cảm biến siêu âm, cảm biến laser, cảm biến quang…. Tùy theo cấu hình của xe tự hành mà sử dụng loại cảm biến phù hợp để đảm bảo an toàn khi di chuyển.

cản nằm trong 3 vùng này sẽ lần lượt thực hiện những hành động khác nhau gồm: cảnh báo, giảm tốc độ và dừng nhanh nhằm đảm bảo an toàn khi vận hành.

- Cảm biến chống va chạm:

như bị tác động trong quá trình làm việc.

ra khi Robot bị vật thể khác va chạm vào trong quá trình di chuyển. - Driver và động cơ:

hàng hóa cần vận chuyển mà thiết bị sẽ được trang bị từ 1-2 driver và động cơ làm việc. Điều này tác động trực tiếp đến công suất, dung lượng pin và điện áp động cơ của Robot.

- Bộ thu phát sóng từ xa:

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

 Trong quá trình làm việc, xe sẽ thực hiện việc gửi và nhận dữ liệu về bộ phận quản lý thơng qua hệ thống thu phát sóng từ xa.

trí khác nhau trong phạm vi phủ sóng của Robot.

từng dịng máy khác nhau. - Pin và sạc của Robot:

Lithium sắt photphat – LIFE04, ắc quy chì axit, acquy khơ… Sạc cũng có nhiều loại khác nhau, người dùng có thể lựa chọn kiểu sạc tự động hoặc sạc bằng tay tùy theo nhu cầu và đặc điểm hệ thống.

- Bộ điều khiển trung tâm:

kết hợp với nhiều xe khác nhau cũng như giúp xe chạy theo sự quản lý của trung tâm điều hành.

- Cảm biến vị trí:

hàng, điểm trả hàng, điểm dừng, rẽ, vị trí sạc….

xe trên bản đồ di chuyển của phương tiện. - Giao diện người dùng:

thống nút nhấn. Trong đó, chức năng của từng bộ phận như sau:

có thể quan sát được các thơng số như: Tình trạng máy, vị trí xe, trạng thái hoạt động trên bản đồ….

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

 Gồm nhiều chi tiết khác nhau như: nút xác nhận hồn thành cơng việc, nút dừng khẩn cẩn, đèn báo trạng thái hoạt động của xe, công tắc chuyển mạch Auto/ Manual…

- Kết cấu cơ khí:

bám dính với mặt đường, độ bền bỉ trong quá trình vận hành của Robot. - Khung xe:

tất cả các thành phần về chuyển động cũng như phần điều khiển.

xe. Do đó, khi thiết kế yêu cầu cần đảm bảo độ chắc chắn.

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

3.1. Giới thiệu chung

Khi thực hiện một dự án về Robot thì điều quan trọng và khơng thể thiếu là phần thiết kế cơ khí. Trong chương này, nhóm sẽ giới thiệu quy trình nhóm đã thiết kế cơ khí hình thành nên Robot tự hành phục vụ trong nhà hàng. Từ nghiên cứu thực tế trải nghiệm người dùng, kiểm nghiệm độ bền hệ thống, tính tốn chọn động cơ, mơ hình hóa các chi tiết… từ đó thiết kế một mơ hình Robot phục vụ nhà hàng hoàn thiện đáp ứng các yêu cầu về thiết kế đã đưa ra.

3.2. Yêu cầu kỹ thuật

Yêu cầu đặt ra:

- Thiết kế của Robot thuận tiện với nhu cầu sử dụng thực tế của khách hàng.

- Robot tự hành phục vụ hoạt động ở chế độ: phát hiện và xử lý khi có vật cản, đọc vị trí và điều khiển tới đúng vị trí quầy, bàn ăn mà thực khách ngồi chờ.

- Di chuyển trên địa hình bằng phẳng, trong nhà.

- Đảm bảo độ chắc chắn và khả năng chịu tải trọng: 25-30 kg (cả trọng lượng Robot). - Tốc độ tối đa khi ổn định: 36 (m/ph).

- Định hướng di chuyển và giảm rung lắc. - Đảm bảo gọn nhẹ và tính thẩm mỹ.

3.3. Nghiên cứu trải nghiệm khách hàng

- Để tối ưu trải nghiệm khách hàng và đảm bảo về mặt thiết kế, thẩm mỹ. Nhóm lựa chọn số khay của Robot là 4 khay bao gồm 3 khay chứa thức ăn và 1 khay chứa vật dụng cần thiết (khăn, muỗng, nĩa…).

- Theo khảo sát năm 2020, chiều cao trung bình của người trưởng thành Việt Nam ở nam là 168,1cm và ở nữ là 156,2 cm. Bên cạnh đó, chiều cao bàn ăn tiêu chuẩn thông dụng là 75cm và chiều cao từ mặt đất đến ghế ngồi theo tiêu chuẩn thông dụng là

</div>