Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn

Abstract

Trong phạm vi nghiên cứu, thức ăn gồm ba loại là súp lơ, bánh bao và thịt miếng được đặt ở các vị trí xác định trên bàn. Mục tiêu cần giải quyết là di chuyển các loại thức ăn này đến các khay xác định có sẵn mà không làm hư hại đến thức ăn với thuật toán hiệu quả nhất. Để thực hiện vấn đề này, nhóm tác giả đưa ra mẫu thiết kế bàn tay robot gồm ba ngón tay riêng biệt. Mỗi ngón tay đều có khả năng di chuyển linh hoạt nhờ hai khớp nối thông qua cơ cấu kéo dây. Ban đầu các ngón tay mặc định duỗi ra nhờ các lò xo được nối giữa các khớp. Ngoài ra, cánh tay được trang bị thêm một camera để xử lý ảnh nhằm nhận biết các loại thức ăn thông dụng. Qua đó xác định được các góc xoay cần thiết để xoay ngón tay đến vị trí thích hợp. Sau đó, các ngón tay co lại theo nguyên tắc kéo dây truyền động bởi ba động cơ servo. Kết thúc chu trình, động cơ xoay đảo chiều, dây được giãn ra, đồng thời lò xo kéo các ngón tay trở về vị trí ban đầu. Cơ cấu truyền động được điều khiển theo 2 phương X và Y, nhóm tác giả sử dụng PLC Mitsubishi FX3G-60M và mô-đun truyền thông CC-Link FX3U-16CCL-M để gửi tín hiệu vị trí gắp tới Raspberry cũng như nhận dữ liệu vị trí đích để dịch chuyển cánh tay đến vị trí thích hợp. Ngoài ra, dữ liệu còn được truyền từ Raspberry Pi về Arduino Uno để điều khiển bàn tay gắp thả thức ăn theo yêu cầu. Kết quả đạt được của nhóm tác giả là mẫu robot gắp thức ăn có bàn tay gồm 3 ngón có khả năng gắp, di chuyển và thả thức ăn vào những vị trí yêu cầu.