Thiết kế và chế tạo cánh tay robot chơi đàn piano

Abstract

Đề tài trình bày quá trình thiết kế, chế tạo và điều khiển cánh tay robot chơi đàn piano. Robot cấu tạo bởi hai bàn tay được điều khiển bằng hai động cơ bước chuyển động trên thanh trượt. Khi vận hành, một tay robot dùng đánh hợp âm và tay kia chạy nốt nhạc. Mỗi bàn tay gồm năm ngón tay gắn năm động cơ servo điều khiển chuyển động nhấn, nhả của mỗi ngón tay. Robot có thể thực hiện được những bản nhạc có giai điệu, tiết tấu đơn giản và gần như đáp ứng yêu cầu về tốc độ của bản nhạc. Đề tài tiến hành nghiên cứu một số nội dung sau : • Tìm hiểu tổng quan về đề tài, lịch sử ra đời và các nguyên mẫu trước đây đã được thực hiện trên thế giới. • Từ mô hình được thiết kế, ta sẽ tiến hành mô hình hóa mô hình đó bằng mô hình toán, từ đó có thể phân tích về động học cũng như động lực học. Từ những phân tích trên ta sẽ tiến hành nghiên cứu các thuật toán điều khiển phù hợp. • Đề tài cũng nghiên cứu tìm hiểu về điều khiển động cơ bước và servo, ưu nhược điểm cũng như là phương pháp tính toán, phương pháp thực nghiệm. • Nghiên cứu thiết kế mô hình cơ khí, phù hợp với các ứng dụng cụ thể. • Tìm hiểu các thành phần phần cứng phù hợp để điều khiển mô hình như mạch xử lý các nốt nhạc, mạch xử lý trung tâm và động cơ, là những thành phần quan trọng. Cuối cùng của đề tài sẽ rút ra được một số kết luận về ảnh hưởng của các kết cấu đến việc điều khiển và hiệu quả của các bộ điều khiển đối với mô hình.