HVKTQS
KHOA ĐỘNG LỰC
B Ộ MÔN Ô TÔ QUÂN SỰ
------------------------------------

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN LÀM ROBOT
Phần Cơ khí

Bài 2: Bố trí robot

Đội robocon
FDL
MẬT

Bài 2: Bố trí robot

FDL - Robocon - Training Course
2009
Page2
CÁCH BỐ TRÍ TRỌNG TÂM & CẢM BIẾN DÒ ĐƯỜNG

Có thể nhận định là các bạn bây giờ đã nắm tương đối rõ công việc thiết kế và chế tạo
rồi, phần còn lại chỉ là làm sao cho đúng kích thước và dung sai để lắp ráp các phần sao cho ít
bị sai lệch, trong quá trình gia công chế tạo thì phải có ít nhiều tay nghề, kinh nghiệm để ít bị
sai sót gây lãng phí vật liệu ( vấn đề tiền bạc luôn là vấn đề sống còn khi bạn tham gia thi
Robocon đó, bạn nên lưu ý ) và một thiết kế đẹp sẽ bao gồm tất cả các yếu tố trên. Có thể
trong phần trình bày tôi có sử dụng một số từ ngữ chuyên ngành cơ khí, như vậy dễ gây khó
hiểu đối với các bạn mới bắt đầu hay học các chuyên ngành khác, nếu gặp vấn đề này bạn
chịu khó tìm đọc các tài liệu cơ bản về cơ khí để hiểu rõ vấn đề hơn, dù sao thêm một ít kiến
thức cũng có ích cho bạn. Giờ chúng ta cùng nghiên cứu tiếp hai vấn đều cuối cùng trong
phần thiết kế cơ khí cho phần đế cho robot dò Line ( vạch trắng ).

Với M1,M2 lần lượt là momen quay của bánh chủ động thứ nhất và thứ 2

Điều này có thể hiểu khi xe cua qua trái và qua phải sẽ khác nhau với cùng một điều
kiện điều khiển động cơ ,sẽ gây khó khăn cho người lập trình khi xử lý các thông số điều
khiển. Vậy phương án tối ưu là trọng tâm phải đặt trên trục đối xứng.
Bài 2: Bố trí robot

FDL - Robocon - Training Course
2009
Page3
Với khoảng cách x từ bánh tự lượn tới trọng tâm ( theo phương Ox ) có công thức
đơn giản như sau :

Lực xoay = ( M1 + M2 ) / ( a – x )

Trong trường hợp trọng tâm nằm trên trục đối xứng thì M1 = M2=M

Lực xoay = 2M / ( a – x )

Xem hình vẽ : Hình 1
Hiểu từ công thức có thể rút lại:
+ Trọng tâm phải nằm trên trục đối xứng của khung đế Robot.
+ Trọng tâm càng xa bánh chủ động thì lực xoay xe càng lớn ( khó
xoay hơn khi cần góc cua lớn ), điều này tương tự sẽ mất thời gian để

chuẩn riêng cho mình. Hình 2

Phần tính toán vị trí trọng tâm nếu cho thật chính xác thì không đơn giản vì công thức
cụ thể còn liên quan đến trọng tâm của tất cả các chi tiết có khối lượng trong mặt đế ( liên
quan đến từng con bu – lông ) rất phức tạp ( bạn có thể tìm hiểu thêm trong giáo trình sức
bền vật liệu ). Để đơn giản trong tính toán vì đa số các chi tiết có khối lượng khá nhẹ ( các
thanh liên kết bằng nhôm ) nêm chỉ tập trung vào những chi tiết có khối lượn lớn như Bánh
xe chủ động , Acqui , Động cơ truyền động. Chi tiết thể hiện ở Hình 1 với : 2 động cơ DC1
và DC2 , 3 Acqui : AQ1, AQ2, AQ3 bỏ qua trọng lượng của bánh xe chủ động và các chi tiết
khác. Cần lưu ý trọng tâm của một các chi tiết thường nằm tại tâm đối xứng của nó ta có tọa
độ trọng tâm của AQ1,AQ3 và AQ2 so với trọng tâm của động cơ là K và J.
1- Đảm bảo trọng tâm luôn nằm trên trục đối xứng thì các chi tiết phải được bố trí
đều 2 bên nếu số lượng chi tiết chẳn hoặc bố trí trọng tâm chi tiết trùng với trục
đối xứng nếu số chi tiết lẻ ( Theo phương Oy ).
2- Phương Ox được tính như sau :
Giả sử Accq có diện tích bề mặt là S
1

Động cơ có diện tích hình chiếu bằng là S
2
Tại vị trí x = a có 2 chi tiết DC1 và DC2
Tại vị trí x = a – k có 2 chi tiết AQ1 và AQ3
Tại vị trí x = a – j có 1 chi tiết AQ2
Thiết lập công thức tính như sau :

a – b = [ (2a x S
2

Tham khảo hình vẽ sau : d
Line trắng của sân thi đấu
x1
x2
x3
m m
Cảm biến
X1 : cách bố trí ở vị trí trước
X2 : cách bố trí ngang hàng
X3 : cách bố trí sau bánh tự lượn

Hình 3

Ở đây tôi đưa ra 3 cách bố trí cảm biến cơ bản thường gặp.
Giả sử cảm biến được bố trí ở vị trí x3 ( sau bánh tự lượn ) cách bánh tự lượn 1
khoảng là m như vậy ta có khoảng cách từ tâm xoay tới cảm biến là (a – m). Ban đầu giả sử
trong quá trình di chuyển ( dò line thẳng ) trục chính (trục đối xứng ) của Robot trùng với
Line thẳng do vậy góc hợp bởi trục đối xứng và Line thẳng
0
= 0, trong quá trình di chuyển
góc ! thay đổi liên tục (góc " rất nhỏ), gọi n là khoảng cách mà cảm biến trong cùng từ vị trí
thẳng hàng đến lúc phát hiện Line. Hình 4. Cách bố trí cảm biến