Nghiên cứu thiết kế robot lặn ROV mini

Bài viết trình bày về nghiên cứu thiết kế mô hình và hệ thống điều khiển thiết bị lặn dưới nước (ROV). Đây là một trong những robot quan trọng được sử dụng trong môi trường nước với nhiều mục đích, đặc biệt đối với hải quân và công nghiệp hàng hải.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thiết kế robot lặn ROV mini 44 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 30, Nov 2018 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ROBOT LẶN ROV MINI RESEARCH DESIGN ROV MINI ROBOT Trần Văn Tạo1 , Trần Ngọc Huy2 , Huỳnh Tấn Đạt3 , Châu Thanh Hải4 1 Khoa Kỹ thuật Giao thông 2,3,4 Phòng TN trọng điểm DCSELAB Trường ĐH Bách khoa TPHCM tao.tranvan@hcmut.edu.vn Tóm tắt: Bài báo trình bày về nghiên cứu thiết kế mô hình và hệ thống điều khiển thiết bị lặn dưới nước (ROV). Đây là một trong những robot quan trọng được sử dụng trong môi trường nước với nhiều mục đích, đặc biệt đối với hải quân và công nghiệp hàng hải. ROV có dây này được thiết kế ở trạng thái cân bằng trong mặt phẳng ngang, được trang bị các động cơ đẩy và cảm biến cung cấp tín hiệu cho phép thực hiện chuyển động sáu bậc tự do. Bên cạnh đó, camera và tay g ắp tích hợp vào ROV hỗ trợ các tác vụ khảo sát dưới nước. Điều khiển ROV là một nhiệm vụ khó khăn do động học rất phức tạp. Bộ điều khiển sử dụng trong bài viết là bộ điều khiển PID đơn giản, dễ áp dụng, thực tế hóa. Phần mềm điều khiển được thiết kế đơn giản, dễ sử dụng, giúp kết nối, giám sát và điều khiển ROV. Từ khóa: Sáu bậc tự do; dưới nước; động cơ đẩy; điều khiển PID; ROV. Chỉ số phân loại: 2.2 Abstract: This paper presents the research of the design and control system for Remotely Operated Vehicle (ROV). This is one of the most important types of underwater robots used for various purposes, especially in navy and marine industries. The design keeps our tethered ROV self - stabilized in the horizontal plane. It is also equipped with thrusters and sensor feedbacks, allowing six degrees – of – freedom motion. Moreover, underwater tasks can be executed via the integrated camera and grabber. Control of ROV is not easy due to its dynamic characteristics. The PID controller has been proposed in this paper as it is easy to study and apply. The remote control software is designed for a simple and user friendly interface, which allow user to connect, monitor and control the ROV. Keywords: Six degrees – of – freedom motion; Underwater; Thrusters; PID controller; Remotely Operated Vehicle (ROV). Classification number: 2.2 1. Giới thiệu không phải thoát lên khỏi mặt nước để nạp Việt Nam là một quốc gia ven biển, với thêm điện năng. Vì vậy phương tiện ngầm những hoạt động về an ninh quốc phòng, điều khiển từ xa này dễ dàng điều khiển, cấp kinh tế, môi trường, du lịch trên biển diễn ra nguồn và truyền tín hiệu thông qua dây cáp. rất tấp nập. Ở những khu vực có độ sâu lớn vận hành một số thao tác đơn giản như hàn, hoặc điều kiện phức tạp, con người không thể cắt, gắp, lau chùi trên tàu mẹ. Với tính mở và giải quyết các nhiệm vụ khó khăn. Do đó, đa dạng ứng dụng, tùy thuộc vào loại công việc chế tạo các thiết bị dưới nước hỗ trợ và việc và phạm vi ứng dụng mà người ta thiết dần thay thế con người là rất cần thiết, vừa kế ROV với những kích cỡ khác nhau, theo đảm bảo sự an toàn cho con người, vừa giám đó là một số ứng dụng như khảo sát biển, sát thực hiện một cách chính xác và hiệu quả giàn khoan, thu thập dữ liệu chất lượng nước các mục tiêu đề ra về tác vụ, yêu cầu kĩ thuật. và sinh vật biển. Trong đó, phương tiện ngầm điều khiển từ xa Từ những năm 1950 đến nay, lĩnh vực ROV được liên kết với trung tâm điều khiển này đã được phát triển khắp thế giới, đáp ứng trên bờ hoặc trên mặt nước (tàu mẹ) bằng hệ đa dạng yêu cầu về kích thước và khả năng thống cáp trong quá trình hoạt động. Đôi khi thực hiện tác vụ theo yêu cầu. Một số ROV dây cáp còn có tác dụng phụ giúp trục vớt đã được nghiên cứu và thương mại hóa trên các vật thể nặng từ dưới đáy biển. Bán kính thế giới. Có thể kể đến một số như ROV làm việc của loại robot này bị giới hạn bởi Hercules Mystic Aquarium – Institute for chiều dài dây cáp dẫn. ROV có thể làm việc Exploration có khả năng làm việc ở độ sâu trong khoảng thời gian lớn dưới nước mà 4000m với hai cánh tay máy và camera HD  45 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 30-11/2018 hay ROV JHUROV được chế tạo tại phòng quan tâm đến việc nạp năng lượng để sử thí nghiệm Hệ thống Động lực học và Điều dụng. Ngoài ra, cáp nối còn được dùng để khiển (The Dynamical Systems and Control truyền lệnh điều khiển tới robot, truyền dữ Laboratory) thuộc Đại học John Hopkins, sử liệu thu được từ robot về trạm trung tâm để dụng làm nền tảng phục vụ các thí nghiệm quản lí và điều khiển, đồng thời hỗ trợ thu giải thuật điều khiển và định vị. Ngoài các hồi robot. ROV được nghiên cứu trong phòng thí Kết cấu chung và thông số kỹ thuật của nghiệm, các công ty lớn đã cho ra đời các thế ROV được trình bày trong bảng 1 và hình 2. hệ ROV đa dạng phục vụ theo yêu cầu khách Bảng 1. Thông số kỹ thuật. hàng như VideoRay, BlueRobotics, Seabotix Chỉ tiêu Thông số [7a, 7b]. Trong hình 1 là một số mô hình Kích thước + Chiều dài: 0.6m ROV. ...