SlideShare a Scribd company logo

Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf

•
•
Man_Ebook
Man_Ebook

Man_Ebook

Education
1 of 125
Download to read offline
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 NGHIÊN CỨU, THIÊT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO GVHD: TS. TRỊNH ĐỨC CƯỜNG SVTH: NGUYỄN TRỌNG QUÝ LÊ ANH KIỆN CAO LÂM SƠN S K L 0 1 1 2 4 4
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO GVHD : TS. TRỊNH ĐỨC CƯỜNG SVTH : NGUYỄN TRỌNG QUÝ 19144294 LÊ ANH KIỆN 19144273 CAO LÂM SƠN 19104037 Lớp : 19144B - 19104C Khóa : 2019 - 2023
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO GVHD : TS. TRỊNH ĐỨC CƯỜNG SVTH : NGUYỄN TRỌNG QUÝ 19144294 LÊ ANH KIỆN 19144273 CAO LÂM SƠN 19104037 Lớp : 19144B - 19104C Khóa : 2019 - 2023 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc KHOA CHẾ TẠO MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ 2 / năm học 2023 Giảng viên hướng dẫn: TS. Trịnh Đức Cường Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trọng Quý MSSV: 19144294 ĐThoại: 0935193494 Lê Anh Kiện MSSV: 19144273 ĐThoại: 0949091275 Cao Lâm Sơn MSSV: 19104037 ĐThoại: 0764187801 1. Mã số đề tài: 22223DT195 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot chơi đàn piano 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Cách thức hoạt động của robot chơi đàn piano. Cách mô tả cảm xúc trên khuôn mặt bằng servo. 3. Nội dung chính của đồ án: Thực hiện chế tạo được robot có biểu cảm và có khả năng chơi nhạc trên đàn piano. Ứng dụng robot trong ngành giải trí. 4. Các sản phẩm dự kiến Mô hình robot có thể chơi đàn piano theo yêu cầu của người điều khiển. Mô hình biểu cảm khuôn mặt của robot. 5. Ngày giao đồ án: 6. Ngày nộp đồ án: 7. Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt  TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do – Hạnh phúc KHOA CHẾ TẠO MÁY Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trọng Quý MSSV: 19144294 Hội đồng:………… Họ và tên sinh viên: Lê Anh Kiện MSSV: 19144273 Hội đồng:………… Họ và tên sinh viên: Cao Lâm Sơn MSSV: 19104037 Hội đồng:………… Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO. Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật Cơ Khí, kỹ thuật Công Nghiệp. Họ và tên GV hướng dẫn: TS.Trịnh Đức Cường. Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy) ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 2.3.Kết quả đạt được: ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường iii 2.4. Những tồn tại (nếu có): ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 3. Đánh giá: 4. Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không được phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20… Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) TT Mục đánh giá Điểm tối đa Điểm đạt được 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa học xã hội… 5 Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. 15 Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường iv TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do – Hạnh phúc KHOA CHẾ TẠO MÁY Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trọng Quý MSSV: 19144294 Hội đồng:………… Họ và tên sinh viên: Lê Anh Kiện MSSV: 19144273 Hội đồng:………… Họ và tên sinh viên: Cao Lâm Sơn MSSV: 19104037 Hội đồng:………… Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO. Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật Cơ Khí, kỹ thuật Công Nghiệp. Họ và tên GV phản biện: (Mã GV).................................................................................................. Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 2. Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 3. Kết quả đạt được: ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN: ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 5. Câu hỏi: ................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường v ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. 6. Đánh giá: 7. Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không được phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) TT Mục đánh giá Điểm tối đa Điểm đạt được 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa học xã hội… 5 Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. 15 Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường vi LỜI CAM KẾT Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot chơi đàn piano GVHD: TS. Trịnh Đức Cường Họ tên sinh viên: Nuyễn Trọng Quý 19144294 Lớp: 191442B Lê Anh Kiện 19144273 Lớp: 191442B Cao Lâm Sơn 19104037 Lớp: 19104C Địa chỉ sinh viên: Trường ĐH SPKT TP. Hồ Chí Minh. Số điện thoại liên lạc: 0935193494, 0949091275, 0764187801 Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Ký tên
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường vii LỜI CẢM ƠN Đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO” là đề tài mà nhóm chúng em đã chọn lựa cho việc nghiên cứu và phát triển để phục vụ cho khóa luận tốt nghiệp sau quá trình học tập và làm việc tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Trong suốt quãng thời gian học tập tại trường, chúng em đã có cơ hội được trải nghiệm và học hỏi từ rất nhiều giảng viên, đồng nghiệp và bạn cùng lớp. Chúng em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến trường và các thông tin đào tạo liên quan đến khoa Cơ Khí chế tạo máy. Trước tiên, chúng em muốn bày tỏ sự biết ơn đến trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh và tất cả các cán bộ giáo viên đã tạo điều kiện và hỗ trợ chúng em để có thể tốt nghiệp với thành tích tốt nhất. Những kiến thức chuyên môn và kỹ năng mềm mà chúng em đã học được tại trường là một nền tảng vững chắc để chúng em tự tin bước vào thế giới việc làm. Ngoài ra, chúng em muốn gửi lời cảm ơn đến khoa Cơ Khí chế tạo máy, nơi đã cung cấp cho chúng em những kiến thức, kỹ năng và trải nghiệm học tập cần thiết để phát triển nghề nghiệp sau này. Những giảng viên trong khoa không chỉ là những chuyên gia giỏi trong lĩnh vực của mình, mà còn là những người đã giúp đỡ chúng em vượt qua khó khăn và hướng dẫn chúng em phát triển kỹ năng chuyên môn. Trong đó, chúng em xin đặc biệt cảm ơn thầy Trịnh Đức Cường - một giảng viên giỏi trong khoa Cơ Khí chế tạo máy, đã giúp đỡ và hỗ trợ chúng em rất nhiều trong quá trình nghiên cứu và làm việc. Thầy đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức chuyên môn bổ ích, cũng như đào tạo kỹ năng mềm cho chúng em, giúp chúng em trở thành những sinh viên chuyên nghiệp và đáng tin cậy. Trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp không thể xuất hiện những sai sót, nhóm chúng em mong thầy cô có thể bỏ qua cho nhóm chúng em. Cuối cùng, nhóm chúng em muốn kết thúc bằng lời cảm ơn chân thành đến tất cả những người đã giúp đỡ và hỗ trợ chúng em đạt được thành công trong học tập và làm việc tại trường. Mọi sự giúp đỡ đã góp phần giúp chúng em trưởng thành hơn trong quá trình trở thành những kỹ sư tương lai và góp phần vào việc phát triển đất nước.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường viii TÓM TẮT NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO Bước vào thế kỷ 21, một thế kỷ của “tự động hóa”, ngành công nghiệp robot đang phát triển với tốc độ chóng mặt, với các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới cùng nhau tạo ra những cỗ máy tự động, thông minh và có khả năng thực hiện những nhiệm vụ phức tạp. Tuy nhiên, trong số ứng dụng của robot, ngành nghệ thuật vẫn đang là một bức tranh dang dở mà ngành công nghiệp robot chưa có thể vẽ một cách hoàn chỉnh được, đặc biệt là trong việc đánh đàn piano. Với hàng trăm, hàng ngàn phím đàn và các nốt nhạc phức tạp, việc tạo ra một robot có khả năng đánh đàn piano một cách hoàn hảo đã và đang là một thử thách với các nhà khoa học và kỹ sư. Nhưng tại sao nhóm lại chọn đề tài này để nghiên cứu và phát triển? Với những người đam mê âm nhạc, đánh đàn piano có thể là một sở thích quan trọng và có thể mang lại niềm vui và sự thỏa mãn khi chơi đàn. Trong khi đó đánh đàn piano cũng là một kỹ năng khó và đòi hỏi nhiều thời gian để nỗ lực để hoàn thành. Đối với những người muốn học đàn piano, việc tiếp cận nó có thể là rắc rối và phức tạp. Bởi vậy, một robot có khả năng đánh đàn piano có thể là một giải pháp hữu hiệu, giúp mọi người tiếp cận và học hỏi một cách dễ dàng hơn. Bên cạnh đó việc tận dụng robot như là một biện pháp thư giãn hoặc là thương mại cũng là một trong trong những yếu tố có thể góp phần nên tính phổ biến của robot. Đó cũng là lí do chính mà nhóm chúng em chọn đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO” để tìm hiểu, nghiên cứu và phát triển. Trong bài nghiên cứu này nhóm chúng em tập trung phát triển về mọi mặt có thể của một robot đánh đàn piano, sẽ có hai mảng chính mà nhóm chúng em chọn để nghiên cứu, thiết kế và chế tạo. Đầu tiên đó tạo hình và mô phỏng di chuyển cho khuôn mặt của robot, việc mô phỏng một khuôn mặt có khả năng cười và nhép môi có thể khiến bài đánh piano mang nhiều cảm xúc hơn, điều thứ hai là thiết kế, lập trình, phân tích và mô phỏng khả năng đánh đàn trên phím đàn thật dựa theo một file midi đã được mô phỏng mang lại khả năng linh động hơn cho robot đánh đàn piano, robot đánh piano sẽ có khả năng thực hiện nhiều bài nhạc nhất có thể mà chỉ cần một người làm mẫu trên phím đàn một vài lần.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường ix ABSTRACT RESEARCH, DESIGN AND BUILD A PIANO PLAYING ROBOT Entering the 21st century, a century of "automation," the robotics industry is advancing at an astonishing pace, with scientists and engineers worldwide collaborating to create intelligent, automated machines capable of performing complex tasks. However, among the various applications of robots, the field of art remains an unfinished canvas that the robotics industry has yet to fully depict, especially when it comes to playing the piano. With hundreds or even thousands of keys and intricate musical notations, creating a robot capable of playing the piano perfectly is a challenge for scientists and engineers. But why we choose this topic for research and development? For music enthusiasts, playing the piano can be an important and fulfilling hobby that brings joy and satisfaction. On the other hand, playing the piano is a difficult skill that requires significant time and effort to master. For those who want to learn the piano, approaching it can be complicated and challenging. Therefore, a robot with the ability to play the piano can be an effective solution, making it easier for people to access and learn. Additionally, utilizing robots as a means of relaxation or for commercial purposes is also a factor contributing to the popularity of robots. That is the main reason why our team has chosen the research topic "RESEARCH, DESIGN, AND CREATION OF A PIANO-PLAYING ROBOT" for exploration, study, and development. In this research, our team focuses on developing every possible aspect of a piano-playing robot. We will concentrate on two main areas for research, design, and construction. Firstly, we will work on sculpting and simulating facial expressions for the robot, as simulating a facial expression that can smile and move its lips can add more emotions to the piano performance. Secondly, we will design, program, analyze, and simulate the ability to play the piano on real keys based on a pre-simulated MIDI file. This will provide more flexibility for the piano-playing robot, enabling it to perform a wide range of musical pieces with only a few demonstrations by a human model on the piano keys.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường x MỤC LỤC 1.1 Đặt vấn đề ......................................................................................................................1 1.2 Mục đích thực hiện đề tài...............................................................................................2 1.3 Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................................2 1.4 Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................................2 1.5 Cấu trúc bài báo cáo.......................................................................................................3 2.1 Giới thiệu. ......................................................................................................................4 2.1.1 Robot piano là gì ?......................................................................................................4 2.1.2 Sự hình thành của robot chơi đàn piano .....................................................................4 2.2 Đặc tính của robot chơi đàn piano .................................................................................6 2.3 Cấu tạo của robot chơi đàn piano. .................................................................................7 2.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài..............................................................................9 2.4.1 Các nghiên cứu trong nước.........................................................................................9 2.4.2 Các nghiên cứu ngoài nước ......................................................................................10 3.1 Yêu cầu của đề tài........................................................................................................14 3.2 Phương án và giải pháp thực hiện................................................................................14 3.2.1 Một số phương án để chơi đàn piano........................................................................14 3.2.2 Một số phương án để tương tác với khán giả khi biễu diễn .....................................17 3.3 Lựa chọn phương án ....................................................................................................20 3.3.1 Lựa chọn phương án chơi đàn piano.........................................................................20
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xi 3.3.2 Lựa chọn phương án tương tác với khán giả khi biễu diễn ......................................22 3.4 Cơ sở lý thuyết.............................................................................................................23 3.4.1 Phần đầu robot. .........................................................................................................23 3.4.2 Phần bàn tay robot. ...................................................................................................25 4.1 Thiết kế bàn tay robot ..................................................................................................29 4.1.1 Tính toán, thiết kế ngón tay robot.............................................................................29 4.1.2 Tính toán và lựa chọn động cơ..................................................................................38 4.2 Thiết kế đầu robot tương tác........................................................................................39 4.2.1 Thông số ban đầu......................................................................................................39 4.2.2 Thiết kế bộ truyền động khớp cổ ..............................................................................42 4.2.3 Lựa chọn vật liệu cho các chi tiết thiết kế ................................................................46 4.2.4 Tính toán bền của bộ truyền động khớp cổ...............................................................47 4.3 Thành phần cơ khí và điện...........................................................................................49 4.3.1 Thành phần cơ khí cấu thành khung tay và khớp cổ robot.......................................49 4.3.2 Các thành phần điện khung tay và khớp cổ robot.....................................................55 5.1 Động học của robot......................................................................................................58 5.1.1 Phân tích hình học Stewart platform.........................................................................58 5.1.2 Phân tích bài toán động học nghịch..........................................................................59 5.2 Bài toán giải mã tệp tin âm nhạc MIDI .......................................................................64 5.2.1 Mục tiêu ....................................................................................................................64 5.2.2 Đặc điểm tệp tin âm nhạc MIDI ...............................................................................65 5.2.3 Ý tưởng thuật toán và lưu đồ ....................................................................................70 5.3 Bài toán tìm quãng đường di chuyển bàn tay và phím nhấn .......................................71 5.3.1 Mục tiêu ....................................................................................................................71 5.3.2 Ý tưởng thuật toán ....................................................................................................72 5.3.3 Lưu đồ thuật toán......................................................................................................74 5.4 Số xung vi điều cần phát để con trượt di chuyển 1mm ..............................................75 5.5 Bài toán làm mịn tín hiệu cấp xung động cơ servo .....................................................76 5.6 Bài toán gia tốc không đổi cho động cơ bước .............................................................77 6.1 Sơ đồ khối tổng quát hệ thống .....................................................................................81 6.2 Vi điều khiển................................................................................................................82 6.2.1 Phương thức giao tiếp SPI ........................................................................................82
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xii 6.2.1 Phương thức giao tiếp I2C........................................................................................84 6.3 Thiết kế mạch điều khiển solenoid ..............................................................................86 7.1 Kết quả mô hình robot chơi đàn piano.........................................................................91 7.2 Kết quả thực nghiệm bài toán giải mã tệp tin midi......................................................94 7.3 Kết quả thực nghiệm thuật toán quãng đường di chuyển bàn tay và phím nhấn.........97 7.4 Kết quả thiết kế mạch điều khiển solenoid..................................................................99 7.5 Kết quả chạy thực nghiệm trên phím đàn..................................................................100
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xiii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4. 1: Thông số kỹ thuật Solenoid. .................................................................................33 Bảng 4. 2: Khối lượng chi tiết qua các vật liệu khác nhau ...................................................33 Bảng 4. 3: Thông số động cơ step 57HS21A. ........................................................................39 Bảng 4. 4: Khối lượng của một số chi tiết qua các vật liệu khác nhau................................46 Bảng 4. 5: Bảng tra kích thước bi mắt trâu ren trong M3 ....................................................49 Bảng 7. 1: Thống kê kết quả chơi đàn chạy thực nghiệm....................................................100
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xiv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2. 1: The Musician của Pierre Jaquet-Droz(Nguồn: Internet).......................................5 Hình 2. 2: Cơ cấu truyền động cơ học(Nguồn: Internet) ........................................................6 Hình 2. 3: Thầy Đào Quang Khanh (phải) bên chú robot đang được hoàn thiện chờ ngày chính thức ra mắt - (Ảnh: Thu Hiền) .....................................................................................10 Hình 2. 4: Arpeggio Piano SuperDroid (Nguồn: TeoTronica). ............................................11 Hình 2. 5: Robot sử dụng bộ nhớ RAM hoạt động bằng khí để chơi đàn piano (Nguồn: YouTube)................................................................................................................................12 Hình 2. 6: Robot Teotronico chơi đàn piano (Nguồn: Teotronico). .....................................13 Hình 3. 1:Robot chơi đàn của TeoTronica (Nguồn: TeoTronica).........................................15 Hình 3. 2:Bản mô phỏng phương án 2. .................................................................................16 Hình 3. 3: Bản mô phỏng một ngón đánh đàn bằng solenoid. ..............................................16 Hình 3. 4: Robot đánh đàn sử dụng servo và động cơ bước (Nguồn: Internet)....................17 Hình 3. 5: Sản phẩm robot phục vụ thông minh của DTU (Nguồn: Internet)......................18 Hình 3. 6: Hình ảnh về Stewart Platform (Nguồn: Internet).................................................19 Hình 3. 7: Robot đánh đàn piano TeoTronica (Nguồn: TeoTronica). ..................................20 Hình 3. 8: Bản mô phỏng phương án 3 trên phần mềm Inventor..........................................20 Hình 3. 9: Robot chơi đàn piano có cơ cấu tương tự (Nguồn: Internet)...............................21 Hình 3. 10: Bản mô phỏng phương án 2 trên phần mềm Inventor........................................23 Hình 3. 11: Stewart Platfrom được ứng dụng trong thiên văn học (Nguồn: Internet)..........24 Hình 3. 12: Stewart Platfrom được sử dụng công mô phỏng bay (Nguồn: Internet)............25 Hình 3. 13: Cơ cấu 4 khâu bản lề.[2]....................................................................................26 Hình 3. 14: Robot Teotronico chơi piano với 19 ngón tay cố định (Nguồn: Teotronico).....27 Hình 3. 15: Người máy nhân hình Wabot-II chơi piano [3] .................................................28 Hình 4. 1: Kích thước tiêu chuẩn của phím đàn....................................................................29 Hình 4. 2: Không gian hoạt động của đầu ngón tay mô phỏng trên phần mềm Geogebra. .30 Hình 4. 3: Hành trình ngón tay đánh nốt trắng.....................................................................30 Hình 4. 4: Hành trình ngón tay đánh nốt đen........................................................................31 Hình 4. 5: Solenoid được đùng để chơi đàn. .........................................................................32 Hình 4. 6: Hành trình ngón tay di chuyển từ nốt trắng đến nốt đen. ....................................34 Hình 4. 7 Hợp âm trưởng và hợp âm thứ trong hợp âm chơi đàn piano (Nguồn: Internet).35 Hình 4. 8: Thiết kế vị trí ngón tay trên phần mềm inventor. .................................................37 Hình 4. 9: Khối lượng bàn tay robot được tính trên phần mềm inventor..............................37 Hình 4. 10:Hệ số ma sát (Nguồn: internet) ...........................................................................38 Hình 4. 11: Động cơ bước 57HS21A.....................................................................................39 Hình 4. 12: Mô hình lắp ghép chuyển động hai mắt của Nilheim Machatronics .................40 Hình 4. 13: Mô phỏng chân mày cho đầu tương tác robot. ..................................................41 Hình 4. 14: Mô phỏng vỏ ngoài cho đầu tương tác robot.....................................................41 Hình 4. 15: Tính toán khối lượng đầu của đầu công tác robot trên phần mềm Inventor. ....42
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xv Hình 4. 16: Các mô hình dựa trên Stewart Platform.............................................................43 Hình 4. 17: Tọa độ điểm đặt trục x, y, z trên mô hình nền tảng Stewart...............................44 Hình 4. 18: Bản lắp ghép thử nghiệm chuyển động khớp cổ.................................................45 Hình 4. 19: Tính toán chuyển vị của mặt trên bệ đỡ cổ. .......................................................48 Hình 4. 20: Kích thước nhôm định hình 30x30 (Nguồn: Internet)........................................50 Hình 4. 21: Kích thước thanh trượt và cọn trượt (Nguồn: Internet).....................................52 Hình 4. 22: Kích thước của puly GT2 (Nguồn: Internet) ......................................................53 Hình 4. 23: Kích thước của dây đai GT2 (Nguồn: Internet). ................................................53 Hình 4. 24: Puly GT2 – 20 răng (Nguồn: Internet)...............................................................54 Hình 4. 25: Ốc cấy ren M3 ....................................................................................................54 Hình 4. 26: Driver điều khiển động cơ bước DM542 (Nguồn: Internet) ..............................55 Hình 4. 27: Raspberry pi4 model B 8GB (Nguồn: Internet). ................................................56 Hình 4. 28: Kích thước PCF8574 Module Mở Rộng IO Giao Tiếp I2C ...............................57 Hình 5. 1: Sơ đồ cấu trúc hình học của Stewart Platform.....................................................58 Hình 5. 2: Chuyển động xoay một góc 𝛹 (yaw) xoay quanh trục z.......................................60 Hình 5. 3: Hình biểu diễn vector cho chân di chuyển thứ i...................................................61 Hình 5. 4: Tổ hợp chân servo trong tọa độ Oxyz. .................................................................62 Hình 5. 5: Biểu diễn tính đối xứng của các cánh tay servo kề nhau. ....................................62 Hình 5. 6: Cấu trúng tệp tin âm nhạc MIDI đơn giản...........................................................65 Hình 5. 7: Cấu trúng tệp tin âm nhạc MIDI đơn giản tay trái..............................................67 Hình 5. 8: Dữ liệu được lọc ra từ tệp tin midi tay trái. .........................................................68 Hình 5. 9: Dữ liệu được lọc ra từ tệp tin midi tay phải.........................................................69 Hình 5. 10: Lưu đồ thuật toán giải mã tệp tin midi...............................................................71 Hình 5. 11: Lưu đồ thuật toán tìm quãng đường ngắn nhất và ngón tay cần đánh. .............74 Hình 5. 12: Driver điều khiển động cơ bước và thông số điều chỉnh....................................75 Hình 5. 13: Biểu đồ so sánh sự biến thiên của xung theo thời gian......................................77 Hình 5. 14: Biểu đồ mô phỏng giá trị thời gian trì hoãn của động cơ khi cấp xung. ...........79 Hình 5. 15: Biểu đồ mô phỏng giá trị thời gian trì hoãn của động cơ khi cấp xung. ...........79 Hình 6. 1: Sơ đồ khối tổng quan hệ thống.............................................................................81 Hình 6. 2: Sơ đồ nối dây giao tiếp SPI giữa Raspberry pi 4 và module ESP32 điều khiển đầu robot................................................................................................................................83 Hình 6. 3: Sơ đồ nối dây giao tiếp I2C giữa Raspberry pi 4 và 4 module PCF8574 điều khiển solenoid. .......................................................................................................................85 Hình 6. 4: Sơ đồ nối dây giao tiếp I2C giữa ESP32 và module PCA9685 điều khiển solenoid..................................................................................................................................86 Hình 6. 5:Sơ đồ kết nối đơn giản sử dụng transistor thành công tắc khuếch đại dòng điện điều khiển solenoid. ...............................................................................................................87 Hình 6. 6: Sơ đồ nguyên lý thiết kế mạch điều khiển các solenoid cho một bàn tay.............88 Hình 6. 7: Datasheet transistor TIP120 NPN........................................................................88
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xvi Hình 6. 8: Thiết kế mạch lớp dưới bằng ALTINUM..............................................................89 Hình 6. 9: Thiết kế mạch lớp trên bằng ALTINUM...............................................................90 Hình 6. 10: Mạch 3D sau khi thiết kế bằng ALTINUM.........................................................90 Hình 7. 1 Mô hình tay đánh đàn robot ..................................................................................91 Hình 7. 2 Mô hình tổng thể robot ..........................................................................................91 Hình 7. 3 Kết quả thuật toán điều khiển khớp cổ xoay quanh trục x góc 9 độ......................92 Hình 7. 4: Thử nghiệm điều khiển khớp cổ xoay quanh trục x góc 9 độ (ngửa đầu) ............92 Hình 7. 5: Kết quả thuật toán điều khiển khớp cổ xoay quanh trục Y góc 9 độ....................92 Hình 7. 6: Thử nghiệm điều khiển khớp cổ xoay quanh trục y góc 9 độ (nghiêng trái)........93 Hình 7. 7: Kết quả thuật toán điều khiển khớp cổ xoay quanh trục z góc 9 độ ....................93 Hình 7. 8: Thử nghiệm điều khiển khớp cổ xoay quanh trục z góc 9 độ (xoay phải)............93 Hình 7. 9: Hình dữ liệu của một tệp tin midi đơn giản..........................................................94 Hình 7. 10: Kết quả thuật toán giải mã tệp tin midi Track 0 (Tay phải)...............................95 Hình 7. 11: Kết quả thuật toán giải mã tệp tin midi Track 1 (Tay trái)................................96 Hình 7. 12: Kết quả chạy thuật toán theo vị trí cho trước. ...................................................97 Hình 7. 13: Kết quả in ra màn hình từ thuật toán di chuyển tay phải sau khi đọc giá trị từ tệp tin midi. ............................................................................................................................98 Hình 7. 14: Kết quả in ra màn hình từ thuật toán di chuyển tay trái sau khi đọc giá trị từ tệp tin midi. ..................................................................................................................................99 Hình 7. 15: Mạch điện được lắp vào điều khiển các ngón tay trên mô hình thực tế.............99
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xvii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DOF – Degrees of Freedom RAM – Random Access Memory USB – Universal Serial Bus CNC – Computer Numerical Control MIDI – Musical Instrument Digital Interface BPM – Beats per minute SPI – Serial Peripheral Interface PWM – Pulse Width Modulatio MOSI – Master out Slave in MISO – Master in Slave out SCLK – Serial Clock SS/CS – Slave select/ Chip select I2C – Inter-Integrated Circuit SDA – Serial Data Line SCL – Serial Clock Line UART – Universal Asynchronous receiver/ transmitter NPN – Negative Positive Negative BJT – Bipolar Junction Transistor
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật 1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Trong đời sống, đặc biệt là trong quá trình công nghiệp hóa và sản xuất hàng loạt như hiện nay sự gia tăng nhu cầu sử dụng robot trong các ngành công nghiệp cần độ chính xác cao như sản xuất oto, hàng không và sản xuất nhựa, nhôm đã tăng đáng kể từ năm 2010. Nhu cầu sử dụng robot trong các ngành này dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng trong các năm tiếp theo. Ngoài ra robot được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe để hỗ trợ các bác sĩ và y tá. Từ các robot giúp nâng bệnh nhân cho đến robot giúp giải phòng các tình nguyện viên khỏi công việc phát thuốc, nhu cầu sử dụng robot trong lĩnh vực y tế dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng trong các năm tiếp theo. Milton Guerry, Chủ tịch Liên đoàn Robot Quốc tế cho biết: “Số lượng robot công nghiệp hoạt động trong các nhà máy trên khắp thế giới ngày nay đánh dấu mức cao nhất trong lịch sử. “Được thúc đẩy bởi câu chuyện thành công của sản xuất thông minh và tự động hóa, đây là mức tăng trên toàn thế giới khoảng 85% trong vòng 5 năm (2014- 2019). Cùng với tốc độ tăng trưởng nhanh của nhu cầu về phát triển robot trong môi trường công nghiệp và y tế thì môi trường nghệ thuật cũng là một môi trường mà ngành công nghiệp robot đang nhắm tới, nhưng hiện tại vấn đề này vẫn đang bị bỏ nhỏ bởi lẽ với một môi trường đặc thù mang tình cảm xúc như nghệ thuật thì robot khó có khả năng mang lại được những hiệu ứng sân khấu như một người nghệ sĩ thực thụ. Để đáp ứng nhu cầu về vấn đề trên thì việc ứng dụng robot vừa có khả năng sử dụng nhạc cụ vừa có khả năng biểu cảm cảm xúc thì đó là một giải pháp khá phù hợp. Việc cứng nhắc trong quá trình biễu diễn của robot sẽ được hạn chế hơn. Với nhu cầu như trên thì việc ứng dụng robot chơi đàn piano sẽ là sự lựa chọn khá phù hợp. Vì với những đặc tính đặc biệt của robot chơi đàn piano như sau: - Có khả năng mô tả cảm xúc biểu cảm bằng khuôn mặt trong quá trình biễu diễn để từ đó tăng khả năng tương tác đến khán giả. - Robot có thể thực hiện nhiều bài chơi nhạc đa dạng khác nhau, đáp ứng được nhiều nhu cầu trình diễn. - Robot dễ lắp ghép và có tính linh hoạt cao, có thể dễ dàng di chuyển và sử dụng tại nhiều môi trường khác nhau. - Robot có thể thực hiện nhiều thao tác đánh phím đàn khác nhau với đọ chính xác và tốc độc cao nhờ vào cơ cấu sử dụng ray trượt. - Robot mang tình độc đáo nên có thể sử dụng nhiều trong thương mại, lẫn kinh doanh cho một số doanh nghiệp đặc thù.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 2 Nhưng song song với những ưu điểm trên, thì robot vẫn tồn tại một số nhược điểm như: Cần đến không gian hoạt động rộng lớn để có thể bố trí vị trí tay, ảnh hưởng bởi tiếng ồn trong quá tình chạy các ngón tay trên ray trượt, … Nhưng những khuyết điểm đó là những yếu tố có thể giảm thiểu bởi lẽ robot chơi piano có thể sử dụng thêm loa để tăng âm lượng nhằm che đi âm thanh của ray trượt, sắp xếp một vị trí rộng lớn để bố trí được vị trí robot một cách thoải mái để có thể trình diễn. Nhằm đem đến sự độc đáo và mới lại cho quá trình phát triển robot trong mảng nghệ thuật biểu diễn, nhóm đã chọn đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO” làm đề tài để có thể tìm hiểu, nghiên cứu, phân tích và phát triển với hi vọng có thể góp một chút sức nhỏ bé vào ngành công nghiệp robot nước nhà. 1.2 Mục đích thực hiện đề tài Đề tài nhằm nghiên cứu, thiết kế và thi công robot chơi đàn piano song song với mục tiêu kết nối robot đến với môi trường nghệ thuật một cách gẫn gũi và mang nhiều tính cảm xúc hơn. Ngoài ra còn nhằm tối ưu hóa những yếu tố còn thiếu mà một robot nghệ thuật còn thiếu. Qua đó sẽ là tiền đề để có thể phát triển sản phẩm ứng dụng trong quá trình biễu diễn nghệ thuật mạnh hơn ở sau này. 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài được nghiên cứu chủ yếu với nội dung chủ yếu như sau: - Tìm hiểu tổng quan về robot chơi đàn piano - Khảo sát về các dạng robot dánh piano đã tồn tại trên thị trường để nhằm nghiên cứu rõ hơn. - Nghiên cứu về lý thuyết và tính toán các phương trình động học thuận, động học nghịch cho robot - Thiết kế và tính toán di chuyển cho quá trình hoạt động của robot, trong đó bao gồm cả khuôn mặt và bàn tay chơi đàn của robot. - Xây dựng chương trình cho quá trình điều khiển khuôn mặt, cổ, bàn tay của robot Đề tài giới hạn ở việc nghiên cứu tính toán hoạt động và chơi một số bài cơ bản của robot chơi đàn piano. 1.4 Phương pháp nghiên cứu Là sự kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm robot. Nghiên cứu lý thuyết: - Tham khảo các nghiên cứu về nghiên cứu robot chơi đàn piano liên quan, sau đó chọn lựa ra cấu hình phù hợp nhất để tham khảo cơ sở lý thuyết để phát triển.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 3 - Tìm hiểu các nghiên cứu liên quan về bộ thao tác song song có sáu bộ truyền động, - Từ bài toán động học đã tính toán, tìm và kết hợp với nhiều phần mềm khác nhau để tính toán được kích thước thực tế cho từng bộ phận của robot để tối ưu hóa không gian điều khiển và họat động cho robot. - Sử dụng các thông số về kích thước đã tính toán để thiết kế cơ khí cho robot để đảm bảo độ cứng vững và ổn định cho robot. - Tham khảo các bài toán quy hoạch quỹ đạo cho robot từ các tác giả đã nghiên cứu và xây dựng bài toán điều khiển robot để phù hợp với thiết kế riêng của robot. - Xây dựng điều khiển robot trên nhiều thiết bị khác nhau. Thực nghiệm robot: - Gia công robot theo thiết kế, tiến hành thử nghiệm và hoạt động nhằm kiểm chứng những tính toán từ nghiên cứu lý thuyết bằng cách điều khiển robot hoạt động. 1.5 Cấu trúc bài báo cáo Cấu trúc bài báo cáo cáo bao gồm 8 chương: Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài Chương 3: Cơ sở lý thuyết về robot chơi đàn piano Chương 4: Phương hướng và các giải pháp về robot chơi đàn piano Chương 5: Thiết kế robot chơi đàn piano Chương 6: Các bài toán thiết kế robot Chương 7: Thiết kế điều khiển Chương 8: Kết quả thực nghiệm
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu. 2.1.1 Robot piano là gì ? Robot piano là một loại robot được thiết kế để thực hiện các bài hát trên đàn piano một cách tự động. Thông thường, robot piano sẽ được lập trình để đọc và phân tích nốt nhạc của bài hát, sau đó thực hiện việc nhấn các phím của đàn piano để tạo ra âm thanh tương ứng. Các robot piano hiện nay có thể được điều khiển bằng các cơ chế cơ học hoặc điện tử, và đôi khi cả hai. Ngoài việc thực hiện các bản nhạc, robot piano cũng có thể được dùng để dạy piano thông qua các chương trình đào tạo hoặc hỗ trợ các nghệ sĩ và nhà soạn nhạc trong việc tạo ra các bài hát mới. Robot chơi đàn piano là một ứng dụng thú vị của robot trong lĩnh vực âm nhạc. Một robot chơi đàn piano là một thiết bị tự động có khả năng chơi các bài hát trên piano mà không cần sự can thiệp của con người. 2.1.2 Sự hình thành của robot chơi đàn piano Sự hình thành sơ khai của robot chơi đàn bắt đầu từ những năm 1800 đầu tiền trên thế giới được gọi là “The Musician” và được phát triển bởi nhà phát minh bởi Pierre Jaquet-Droz. The Musician là một loại robot tự động có thể chơi piano bằng cách sử dụng các bộ phận cơ học và cơ chế đặc biệt. Đây là một sáng kiến công nghệ đột phá tại thời điểm đó và đã gây sự chú ý lớn trong giới âm nhạc. Cùng lúc đó The Maillardet's Automaton được tạo ra bởi Henri Maillardet là một robot tự động có khả năng chơi nhạc trên đàn piano. Automaton này có thể nhấn các phím piano một cách tự động để tạo ra âm thanh. Nó hiện đang được trưng bày tại Một số bảo tàng nổi tiếng như Bảo tàng Franklin ở Philadelphia và Bảo tàng Quốc gia của Scotland.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 5 Hình 2. 1: The Musician của Pierre Jaquet-Droz(Nguồn: Internet) "The Musician" (Người chơi nhạc) của Pierre Jaquet-Droz là một trong ba tác phẩm nổi tiếng trong bộ sưu tập "Les Automates". Đây là một con robot tự động có khả năng chơi các nhạc cụ như piano và hòa giọng. "The Musician" được tạo ra vào thế kỷ 18 và có cơ chế phức tạp để tạo ra âm thanh và các động tác chơi nhạc chính xác. Robot này có thể di chuyển các ngón tay của mình trên bàn phím piano và tạo ra âm thanh tương ứng với các nút được nhấn. "The Musician" của Pierre Jaquet-Droz là một tác phẩm nghệ thuật đáng kinh ngạc, kết hợp giữa công nghệ tự động và tài nghệ điêu luyện. Nó biểu diễn sự sáng tạo và tinh tế của Jaquet-Droz trong việc xây dựng các thiết bị tự động phức tạp và là một minh chứng cho sự tiến bộ của tự động hóa và công nghệ trong thời kỳ đó.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 6 Hình 2. 2: Cơ cấu truyền động cơ học(Nguồn: Internet) 2.2 Đặc tính của robot chơi đàn piano Robot chơi đàn piano có những đặc tính sau: Độ chính xác: Robot được thiết kế để có khả năng chính xác trong việc chạm vào các phím piano. Chính xác là yếu tố quan trọng để tái tạo âm thanh chính xác và chơi nhạc một cách đúng tempo và nghệ thuật.Việc gia công và lắp ráp đòi hỏi phải có độ chính xác cao để tránh trường hợp rơ lắc, đánh phím đàn bị lệch khi di chuyển và khi đánh xuống phím đàn, tùy vào thiết bị điện tử hoặc làm hoàn toàn bằng cơ khí mà ta có thể chọn các phương pháp gia công khác nhau để đảm bảo được lực đánh xuống phím đàn vừa phải, không quá mạnh cũng không quá yếu tránh làm hư hỏng đến cây đàn và đồng thời đàn cũng phát ra tiếng. Linh hoạt: Robot chơi đàn piano cần có khả năng linh hoạt trong việc di chuyển và chạm vào các phím piano, độ linh hoạt khác nhau tùy thuộc vào thiết kế và cấu tạo. Điều này đòi hỏi cơ cấu chuyển động linh hoạt và cảm biến phù hợp để điều chỉnh độ cao, hướng di chuyển và lực chạm. Một số robot có khả năng di chuyển các ngón tay riêng lẻ và linh hoạt trong việc nhấn các phím piano, giúp tái tạo các nút âm thanh một cách chính xác. Những robot này thường được trang bị cơ cấu chuyển động và cảm biến để điều khiển chính xác các ngón tay. Ngoài ra, robot chơi đàn piano cũng có thể có khả năng điều chỉnh tốc độ và cường độ chơi nhạc, tạo ra sự linh hoạt trong biểu diễn âm nhạc. Một số robot cũng có thể thích ứng với các điều chỉnh và yêu cầu từ người chơi. Độ linh hoạt của robot chơi đàn piano có thể khác nhau và phụ thuộc vào các yêu cầu kỹ thuật và thiết kế của mỗi dự án. Một số robot có độ linh hoạt cao hơn và có khả năng biểu diễn các yếu tố nghệ thuật và phức tạp hơn trong âm nhạc, trong
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 7 khi những phiên bản khác có giới hạn độ linh hoạt và tập trung vào chức năng cơ bản của việc chơi đàn piano. Tính ổn định: Robot cần được thiết kế sao cho ổn định trong quá trình chơi nhạc. Nó phải có khả năng duy trì vị trí và cân bằng tốt để tránh làm mất âm thanh hoặc gây ảnh hưởng đến chất lượng của bản nhạc. Cấu trúc của robot phải được thiết kế chắc chắn và ổn định để chịu được tải trọng và chuyển động khi đánh đàn, các bộ phận chuyển động và bàn tay robot cần được gắn kết một cách vững chắc và không bị lệch hay lung lay trong quá trình hoạt động. Về phần lập trình hệ thống điều khiển robot cần được lập trình một cách chính xác để đảm bảo chuyển động mượt mà và ổn định, các thuật toán và phương pháp điều khiển phải được điều chỉnh sao cho robot có thể di chuyển một cách chính xác và đồng bộ với âm thanh từ đàn piano. Cơ cấu di chuyển và cơ cấu bàn tay cần hoạt động một cách trơn tru và chính xác, mô men xoắn, ma sát và độ bền của các bộ phận cần được xem xét để đảm bảo tính ổn định trong quá trình hoạt động của robot. Tính tương tác: Một số robot chơi đàn piano có khả năng tương tác với con người hoặc khán giả. Chúng có thể nhận dạng tín hiệu âm thanh, chuyển động của con người và tương tác theo cách thích hợp, ví dụ như nhận diện và đáp ứng lại cử chỉ hoặc cảm xúc của người chơi hoặc khán giả. Tính tương tác của robot chơi đàn piano với khán giả quan trọng để tạo ra một trải nghiệm thú vị và đáng nhớ cho khán giả. Một robot chơi đàn piano tốt sẽ có khả năng tương tác một cách tự nhiên và thu hút sự chú ý từ khán giả, mang lại niềm vui và sự kết nối qua âm nhạc. Tính học tập: Một số robot chơi đàn piano có khả năng học tập và cải thiện kỹ năng chơi nhạc. Chúng có thể sử dụng trí tuệ nhân tạo và thuật toán học máy để phân tích và nhận biết các mẫu âm thanh, từ đó điều chỉnh các động tác chơi piano để tạo ra âm thanh tốt nhất. 2.3 Cấu tạo của robot chơi đàn piano. Cấu tạo của một robot chơi đàn piano có thể đa dạng tùy thuộc vào thiết kế cụ thể và công nghệ sử dụng. Khung và cơ cấu chuyển động: Robot chơi đàn piano thường có một khung chắc chắn để giữ cơ cấu chuyển động và các thành phần khác. Cơ cấu chuyển động bao gồm bàn tay, ngón tay và các khớp để cho phép robot di chuyển và chạm vào các phím piano. Cơ cấu chuyển động này có thể được điều khiển bằng các động cơ, bộ truyền động hoặc hệ thống khí nén. Bàn phím: Robot được trang bị một cây dần piano truyền thống., bàn phím thường gồm các phím piano được sắp xếp thành dãy và có thể có các cảm biến hoặc công nghệ nhận biết vị trí và trạng thái của từng phím.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 8 Hệ thống điều khiển: Robot được điều khiển bằng phần mềm và các thuật toán điều khiển để thực hiện các động tác chơi nhạc. Hệ thống điều khiển này có thể được lập trình để tạo ra các nốt nhạc, động tác và các yếu tố khác của một bản nhạc. Nó có thể xử lý dữ liệu từ các cảm biến và điều chỉnh các động tác chơi piano tương ứng. Hệ thống âm thanh: Một robot chơi đàn piano cần có hệ thống âm thanh để tạo ra âm thanh chính xác khi chạm vào các phím. Hệ thống âm thanh có thể gồm loa hoặc các thiết bị tái tạo âm thanh khác để phát lại âm thanh của một đàn piano. Robot chơi đàn piano có thể được thiết kế để chơi trên các loại đàn piano khác nhau: - Piano cơ truyền thống: Đây là loại đàn piano thông thường với bàn phím cơ và dây đàn. Robot chơi đàn có thể được lập trình để tương tác với các phím piano và sử dụng các bàn tay cơ để chơi nhạc trên đàn piano cơ. - Piano điện tử: Robot chơi đàn cũng có thể được thiết kế để chơi trên các loại piano điện tử. Thay vì sử dụng cơ chế cơ truyền thống, robot có thể sử dụng cảm biến và mạch điện để tương tác với các phím piano điện tử và tạo ra âm thanh tương ứng. - Piano tự động: Một số đàn piano tự động, được gọi là pianola hoặc player piano, đã được phát triển trong quá khứ. Robot chơi đàn có thể được lập trình để tương tác và chơi trên các đàn piano tự động này, sử dụng các cơ chế đặc biệt để hoạt động các bàn phím và pedal. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng và ứng dụng cụ thể, robot chơi đàn piano có thể được thiết kế để chơi trên một hoặc nhiều loại đàn piano khác nhau. Điều quan trọng là robot phải được lập trình và cấu trúc sao cho phù hợp với đàn piano cụ thể và có khả năng tương tác một cách chính xác và nhạy bén với các phím và cơ chế của đàn piano đó. Giao diện và kết nối: Robot chơi đàn piano có thể được trang bị giao diện người-máy để tương tác với người dùng. - Robot chơi đàn piano cần có một giao diện vật lý hoặc điện tử để tương tác với đàn piano. Điều này có thể bao gồm các cơ chế hoặc bàn tay được thiết kế đặc biệt để chạm vào các phím piano, hoặc các cảm biến và mạch điện để tương tác với đàn piano điện tử. Giao diện này cần được thiết kế để đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy trong quá trình chơi đàn. - Robot chơi đàn piano có thể được điều khiển thông qua các giao thức và kết nối khác nhau. Điều này có thể bao gồm kết nối có dây (ví dụ: USB, MIDI) hoặc kết nối không dây (ví dụ: Bluetooth, Wi-Fi) để truyền dữ liệu điều khiển và tín hiệu âm nhạc giữa robot và đàn piano. Điều khiển này có thể đến từ một máy tính hoặc một thiết bị điều khiển riêng biệt.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 9 - Robot chơi đàn piano có thể được kết nối với một hệ thống điều khiển thông qua phần mềm hoặc giao thức tương ứng. Điều này cho phép điều khiển và lập trình robot để thực hiện các chức năng và động tác cụ thể, cũng như điều chỉnh các thông số âm nhạc và cấu hình khác. - Một giao diện người dùng có thể được cung cấp để tương tác với robot chơi đàn piano. Điều này có thể là một màn hình cảm ứng hoặc các nút điều khiển trên robot để thay đổi chế độ chơi, chọn bài hát, điều chỉnh âm lượng, và các tùy chọn khác. Tùy thuộc vào thiết kế cụ thể và yêu cầu của robot chơi đàn piano, giao diện và kết nối có thể được tùy chỉnh và điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu và tính linh hoạt của hệ thống. 2.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài. 2.4.1 Các nghiên cứu trong nước. Robot chơi đàn piano ở Việt Nam đang là một lĩnh vực mới và đang trong giai đoạn phát triển. Hiện tại, sự phát triển hoặc ứng dụng rộng rãi của robot chơi đàn piano tại Việt Nam còn bị hạn chế. Tuy nhiên, Việt Nam đang dần trở thành một trung tâm công nghệ và nghiên cứu phát triển robot. Có nhiều tổ chức, trường đại học và doanh nghiệp tại Việt Nam đang nghiên cứu và phát triển các loại robot trong các lĩnh vực khác nhau. Thầy Đào Quang Khanh giám đốc Trung tâm nghiên cứu ứng dụng tự động hóa ARACAT, cũng là một giáo viên chuyên ngành tự động hóa nhưng thích chơi đàn organ (tương tự đàn piano), thích đắm mình trong những tiếng nhạc nên ý tưởng được hình thành. Các thầy cô trong trường gọi chú là “robot playing organ”. Chú robot gồm các bộ phận: hai bàn tay được gá vào trên một hệ thống điều khiển vị trí dọc theo phím đàn, các ngón tay được làm bằng nhựa. Thêm một chiếc đàn organ, bộ điều khiển kết nối và máy tính. Nếu được lập trình thì chú robot có thể chơi bất cứ bài hát nào, và có thể kết hợp với các nhạc công khác, các loại đàn khác như đàn ghita, kèn...
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 10 Hình 2. 3: Thầy Đào Quang Khanh (phải) bên chú robot đang được hoàn thiện chờ ngày chính thức ra mắt - (Ảnh: Thu Hiền) Có thể trong tương lai, sự phát triển và ứng dụng của robot chơi đàn piano tại Việt Nam sẽ tăng lên, nhưng điều này còn phụ thuộc vào sự quan tâm và đầu tư vào lĩnh vực này từ phía các tổ chức nghiên cứu và công ty công nghệ tại Việt Nam. 2.4.2 Các nghiên cứu ngoài nước Tổng quan về ngành robot chơi đàn piano ở nước ngoài cho thấy sự phát triển và sự quan tâm đáng kể từ các nước trong việc khai thác tiềm năng của công nghệ robot trong lĩnh vực âm nhạc. Các nghiên cứu và dự án trong lĩnh vực này đang tạo ra những tiến bộ đáng kể và đưa robot chơi đàn piano ngày càng gần hơn với khả năng chơi nhạc chuyên nghiệp và tương tác với con người. Dưới đây là một số nghiên cứu và dự án liên quan đến robot chơi đàn piano được thực hiện tại các nước ngoài: Hoa Kỳ là một trong những quốc gia tiên phong trong nghiên cứu và phát triển robot chơi đàn piano. Arpeggio là sản phẩm trí tuệ của Nick Morris, chủ sở hữu của Majestic Piano Works ở California. Arpeggio, 'Piano SuperDroid', được thiết kế để cuộn vào bất kỳ cây đàn piano nào và tự căn chỉnh 88 ngón tay trên các phím bên phải và chân của nó trên bàn đạp. Máy có khả năng chơi với hơn 1.000 cấp độ của các biểu thức chính riêng lẻ và 256 vị trí bàn đạp – và nó tái tạo màn trình diễn piano của con người giống như chúng được ghi lại. Được trang bị một số công nghệ tiên tiến nhất hiện có và có hệ thống tái tạo Live Performance LX
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 11 của Wayne Stahnke. Hợp âm rải có thể tái tạo màn trình diễn piano của con người với tất cả độ động và sắc thái của nghệ sĩ piano đẳng cấp thế giới. Hình 2. 4: Arpeggio Piano SuperDroid (Nguồn: TeoTronica). Có nhiều trường đại học và tổ chức nghiên cứu như đại học UC Riverside, Georgia Tech và các công ty công nghệ đang thúc đẩy sự phát triển của robot chơi đàn piano ở nước này. Robot sử dụng bộ nhớ RAM hoạt động bằng khí để chơi đàn piano, robot mềm vẫn dựa phụ thuộc vào điện tử cứng để hoạt động, nhưng một phát minh mới có thể giảm bớt sự cần thiết của việc sử dụng chip không linh hoạt. Các nhà nghiên cứu tại Đại học UC Riverside đã phát triển bộ nhớ máy tính khí nén được sử dụng để giúp một robot mềm chơi đàn piano. Thay vì sử dụng các bộ khuếch đại và mạch điện thông thường, bộ nhớ "hoạt động bằng khí" dựa trên van microfluidic để điều khiển luồng không khí. Áp suất không khí trong mỗi van đại diện cho giá trị nhị phân "0", trong khi một hốc hút đại diện cho "1". Bộ nhớ này có một mảng van đủ phức tạp để hoạt động như một con chip RAM 8-bit - không mạnh mẽ nhưng đủ để một cặp bàn tay robot mềm chơi bài "Mary Had a Little Lamb" với tốc độ chậm nhưng ổn định. Sự thiếu áp suất dương làm cho nó đặc biệt an toàn - không có nguy cơ bộ nhớ nổ trong quá trình sử dụng. Ngoài việc cần cải thiện tính phức tạp và tốc độ, một robot sẽ cần phiên bản mềm của bộ xử lý và các thành phần khác để hoàn toàn loại bỏ sự cần thiết của điện tử cứng. Mục tiêu rõ ràng là bộ nhớ khí nén có thể ít nhất là giảm sự cần thiết của chip trong robot mềm và chỉ ra một tương lai của robot linh hoạt hoàn toàn mà không gây thương tích nếu có va chạm xảy ra.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 12 Hình 2. 5: Robot sử dụng bộ nhớ RAM hoạt động bằng khí để chơi đàn piano (Nguồn: YouTube). Nhật Bản cũng là một quốc gia tiên phong trong lĩnh vực robot và âm nhạc. Có nhiều dự án và nghiên cứu tại các trường đại học như đại học Tokyo và các công ty công nghệ Nhật Bản như Yamaha đang phát triển robot chơi đàn piano có khả năng tương tác và chơi nhạc chuyên nghiệp. "RIBA-II: Robot for Interactive Body Assistance" của đại học Tokyo (Nhật Bản): RIBA-II là một robot đa nhiệm được thiết kế để hỗ trợ con người trong các hoạt động hàng ngày, bao gồm chơi piano. Robot này có khả năng chạm vào các phím piano và tạo ra âm thanh. Châu Âu cũng đang có sự phát triển đáng chú ý trong ngành robot chơi đàn piano. Các nước như Anh, Ý và Đức có nhiều dự án nghiên cứu và phát triển robot đánh đàn piano thông qua sự kết hợp của các trường đại học, viện nghiên cứu và các công ty công nghệ. "RoboPiano" của đại học Hertfordshire (Anh): RoboPiano là một robot đàn piano tự động có thể chơi các bản nhạc phức tạp. Robot này sử dụng các cảm biến và thuật toán để nhận biết các nốt nhạc và điều chỉnh các động tác chơi piano.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 13 Hình 2. 6: Robot Teotronico chơi đàn piano (Nguồn: Teotronico). "Teotronico" của Công ty Teotronico (Ý): Teotronico là một dự án robot chơi đàn piano lớn và phức tạp. Robot này có khả năng chơi một loạt các nhạc cụ, bao gồm piano. Nó sử dụng cảm biến và hệ thống điều khiển phức tạp để tái tạo âm thanh và thực hiện các bài nhạc.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 14 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO 3.1 Yêu cầu của đề tài Đề tài với mục đích ban đầu là đáp ứng nhu cầu giải trí và giáo dục, bởi vậy một robot chơi đàn piano phải thỏa được một số yếu tố đề ra từ người yêu cầu như sau: - Đảm bảo có khả năng mô phỏng quá trình chơi các bản nhạc piano khi được đề ra. - Không gây quá nhiều tiếng ồn trong quá trình hoạt động. - Có khả năng tương tác với khán giả khi biễu diễn. - Sản phẩm có khả năng tháo lắp để đem đi nhiều nơi khác nhau để phục vụ nhu cầu biểu diễn và giáo dục ở nhiều nơi khác nhau. - Sản phẩm đảm bảo mang tính sáng tạo cao. 3.2 Phương án và giải pháp thực hiện 3.2.1 Một số phương án để chơi đàn piano ❖ Phương án 1: Bàn tay robot chơi đàn piano đứng yên và chơi đàn bằng solenoid. Hiện nay phương án bàn tay robot chơi đàn piano đứng yên đã được sử dụng nhiều thế hệ robot trên thị trường từ trước đến nay. Một ví dụ tiêu biểu về robot chơi đàn có bàn tay đứng yên là robot chơi piano đến từ TeoTronica, chú robot chơi đàn piano đến từ TeoTronica được thiết kế một cơ cấu tay cố định tại một vị trí với các khớp động có thể di chuyển lên xuông và chơi đàn bằng solenoid. Thiết kế này đem lại nhiều ưu điểm chẳng hạn như: - Vị trí các phím đàn đã được quyết định sẵn giúp cho người chơi có thể lựa chọn bài nhạc phù hợp hoặc có thể tạo nên một nền nhạc mới cho phù hợp với vị trí đặt tay trên phím đàn. - Giảm độ phức tạp cho quá trình lập trình và sử dụng. - Giảm được chi phí giá thành khi gia công các chi tiết cố định không quá cầu kì và chính xác. - Đánh được cả nốt đen và nốt trắng tại vị trí cố định của bàn tay. Ngoài những ưu điểm trên thì phương án này cũng đem lại một số nhược điểm như: - Robot có biểu hiện đơ cứng, không đem lại nhiều cảm giác trong quá trình biểu diễn. - Khó có thể chơi nhiều bài nhạc khác nhau vì vị trí đặt phím đàn đã bị cố định tại một vị trí nhất định. - Solenoid đem lại tiếng ồn lớn trong quá trình hoạt động.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 15 Hình 3. 1:Robot chơi đàn của TeoTronica (Nguồn: TeoTronica). ❖ Phương án 2: Bàn tay robot chơi đàn piano di chuyển bằng động cơ bước và chơi đàn bằng solenoid. Để hạn chế tình trạng bàn tay trở nên khô cứng và trở nên thụ động trong quá trình biểu diễn, việc cho bàn tay di chuyển qua lại đã được xem xét. Những ưu điểm lớn nhất mà phương án 2 mang lại: - Đảm bảo việc đánh được hầu hết các phím đàn ở trên đàn piano tại nhiều thời điểm khác nhau. - Hạn chế được phần nào màn trình diễn của robot chơi đàn piano trở nên quá đơ trong suốt quá trình biểu diễn. - Dễ dàng sử dụng trên nhiều loại đàn khác nhau. - Đánh được cả vị trí nốt đen và nốt trắng ở hầu hết các vị trí ở trên phím đàn. - Đa dạng trong việc trình diễn nhiều bài nhạc khác nhau mà không bị hạn chế bởi vị trí cố định bàn tay chơi piano. Những nhược điểm mà phương án 2 đem lại cũng khá nhiều: - Độ phức tạp trong quá trình lập trình để thực hiện di chuyển cao. - Việc bảo trì phải diễn ra thường xuyên để đảm bảo các chi tiết đều thực hiện được trơn tru. - Các bàn tay di chuyển sai có khả năng ảnh hưởng đến quá trình đánh phím đàn làm cho bài nhạc trở nên không hoàn chỉnh. - Các chi tiết yêu cầu gia công phức tạp và mất nhiều thời gian để thiết kế, tính toán, chế tạo, thử nghiệm.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 16 - Solenoid đem lại tiếng ồn lớn trong quá trình hoạt động. - Yêu cầu cao về vị trí đặt bàn tay trên phím đàn Hình 3. 2:Bản mô phỏng phương án 2. Hình 3. 3: Bản mô phỏng một ngón đánh đàn bằng solenoid. ❖ Phương án 3: Bàn tay robot đánh đàn piano di chuyển bằng động cơ bước và đánh đàn bằng servo. Những ưu điểm mà phương án 3 đem lại: - Đa dạng trong việc trình diễn nhiều bài nhạc khác nhau mà không bị hạn chế bởi vị trí cố định bàn tay đánh piano. - Hạn chế được phần nào màn trình diễn của robot đánh đàn piano trở nên quá đơ trong suốt quá trình biểu diễn.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 17 Những nhược điểm mà phương án 3 đem lại: - Động cơ servo kết hợp với kéo dây chỉ có thể áp dụng đánh phím trắng hoặc phím đen vì vị trí chiếm khá nhiều trên bàn tay nên không thể đồng thời đánh cả 2 phím. - Các chi tiết yêu cầu gia công phức tạp và mất nhiều thời gian để thiết kế, tính toán, chế tạo, thử nghiệm. - Các bàn tay di chuyển có khả năng ảnh hướng đến quá trình đánh phím đàn làm cho bài nhạc trở nên không hoàn chỉnh. - Độ phức tạp trong quá trình lập trình để thực hiện di chuyển cao. - Tốc độ động cơ servo không cao, không đem lại cảm giác liền mạch trong một bài nhạc đánh đàn piano. Hình 3. 4: Robot đánh đàn sử dụng servo và động cơ bước (Nguồn: Internet). 3.2.2 Một số phương án để tương tác với khán giả khi biễu diễn ❖ Phương án 1: Sử dụng màn hình để hiển thị bài nhạc đang đánh, hình ảnh hoặc khuôn mặt để tương tác với khán giả. Một trong những phương pháp cơ bản nhất để truyền tải thông tin và tương tác với người là sử dụng màn hình để hiển thị thông tin hoặc biểu thị hình ảnh tương tác khuôn mặt trên màn hình với người. Những ưu điểm đáng kể mà phương án 1 đem lại là: - Chi phí gia công, lắp đặt thấp. - Nguồn thông tin đem lại cho người dùng cao. - Dễ dàng trong quá trình sử dụng và bảo trì. - Khả năng thay đổi dao diện dễ dàng. Nhược điểm phương án 1:
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 18 - Không đem lại nhiều sự độc đáo và sáng tạo trong cách tiếp cận và tương tác. - Tương tác bằng màn hình khó có thể đảm bảo đúng yêu cầu của nhà sản xuất đặt ra. Hình 3. 5: Sản phẩm robot phục vụ thông minh của DTU (Nguồn: Internet). ❖ Phương án 2: Thiết kế, chế tạo một đầu robot mô phỏng có thể tương tác với người kết hợp với Stewart Platform để mô phỏng chuyển động khuôn mặt. Việc thiết kế, chế tạo một đầu robot mô phỏng có thể tương tác với người nhằm đem lại nhiều tính mới lạ hơn trong cách tiếp cận đến với con người. Những ưu điểm phương án 2: - Có thể mô phỏng cảm xúc vui buồn tùy thuộc vào thể loại nhạc khác nhau khi đánh đàn piano. - Có khả năng chuyển động và tương tác với khán giả khi trình diễn. - Linh hoạt hơn trong cách tương tác với con người. - Khớp cổ linh hoạt có thể quay nhiều góc độ khác nhau. - Các chi tiết không cần gia công quá chính xác. - Chi phí thiết kế, chế tạo, thử nghiệm không quá cao. Những nhược điểm phương án 2: - Độ phức tạp khi mô phỏng và lập trình cao. - Quá trình thiết kế, thử nghiệm yêu cầu lâu dài và phức tạp.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 19 Hình 3. 6: Hình ảnh về Stewart Platform (Nguồn: Internet). ❖ Phương án 3: Thiết kế, chế tạo một đầu robot mô phỏng có thể tương tác với người kết hợp với cơ cấu bánh răng để mô phỏng chuyển động khuôn mặt. Phương án 3 gần như tương tự phương án 2 nhưng cơ cấu xoay cổ thay vì sử dụng Stewart Platform thì phương án 3 sử dụng cơ cấu bánh răng để xoay khớp cổ. Việc thay thế bằng cơ cấu bánh răng nhằm đem đến nhiều sự lựa chọn cũng như đa dạng cách làm trong quá trình tạo hình cho đầu robot đánh đàn piano tương tác với con người trong lúc biểu diễn. Những ưu điểm phương án 3: - Cơ cấu thông dụng, thường gặp. - Dễ tính toán, lắp ghép và bảo trì. - Chi phí gia công thấp. - Quá trình lập trình mô phỏng chuyển động không quá khó. Những nhược điểm phương án 3: - Chi tiết chịu lực cao nên cần gia công vật liệu phù hợp. - Gia công các khớp bánh răng cần độ chính xác cao để không dẫn đến việc rơ và không ăn khớp trong quá trình hoạt động. - Yêu cầu lắp ghép chính xác cao. - Cơ cấu bánh răng xét về mặt thẩm mỹ nhìn khá thô, không đem lại cảm giác uyển chuyển khi hoạt động. - Chuyển động của cơ cấu bánh răng không quá nhanh và có nguy cơ mòn răng cao nếu như hoạt động lâu ngày hoặc vật liệu gia công răng không tốt.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 20 Hình 3. 7: Robot đánh đàn piano TeoTronica (Nguồn: TeoTronica). Hình 3. 8: Bản mô phỏng phương án 3 trên phần mềm Inventor. 3.3 Lựa chọn phương án 3.3.1 Lựa chọn phương án chơi đàn piano Nhóm đã lựa chọn phương án 2 là phương án chơi đàn piano cho robot chơi đàn piano sau khi tham khảo ý kiến của giảng viên hướng dẫn và tổng hợp các nguồn thông tin khác nhau trên mạng. Lựa chọn phương án 2 vì các yếu tố mà các phương án khác không có là: - Việc đảm bảo chơi được hầu hết các phím đàn trên phím đàn piano đem lại sự dễ dàng lựa chọn trong việc lựa chọn bài hát để có thể biễu diễn.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 21 - Đảm bảo cả nốt trắng và đen cùng xuất hiện khi biễu diễn nhằm đem đến một bài nhạc hoàn chỉnh nhất. - Sự uyển chuyển trong quá trình chơi đàn đem lại khá nhiều cảm xúc hơn. - Có thể linh hoạt thay thế các ngón tay khi có sự cố hỏng hóc xảy ra trong quá trình hoạt động của robot chơi đàn piano. - Các bộ phận cơ khí đi kèm chẳng hạn như: Động cơ, solenoid, dây đai, ray trượt, con trượt, … có thể dễ dàng tìm kiếm nguồn hàng tại địa phương phù hợp cho việc thử nghiệm và sử dụng. Cách khắc phục những nhược điểm của phương án 2: - Liên tục thử nghiệm nhiều bản mô phỏng khác nhau để tìm kiếm được bản hoàn chỉnh phù hợp nhất cho việc chơi đàn piano. - Gia công các chi tiết một cách tỉ mỉ và đo chỉnh qua nhiều lần để phù hợp lắp ghép nhất. - Để hạn chế tiếng ồn solenoid ta có thể thêm các miếng mút lót nhựa nhỏ để tránh solenoid va đập trong quá trình hoạt động. - Vị trí đặt tay của phím đàn cần được căn chỉnh trước và sau mỗi lần đánh một cách kỹ càng để có thể hoàn thiện bài đánh. - Các chi tiết có thể thông qua phần mềm tính toán và thiết kế để có thể giảm chi phí sản xuất và thử nghiệm, đồng thời rút ngắn thời gian hoàn thành được bản chính thức hoạt động. Hình 3. 9: Robot chơi đàn piano có cơ cấu tương tự (Nguồn: Internet).
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 22 3.3.2 Lựa chọn phương án tương tác với khán giả khi biễu diễn Có nhiều yếu tố cấu thành sự lựa chọn của nhóm trong việc lựa chọn phương án tương tác với khán giả khi biểu diễn, ban đầu nhóm đã chọn phương án 3 nhưng sau quá trình tìm hiểu về một số đồ án hay các bản thực nghiệm trước dựa trên nền tảng phương án 3 thì sản phẩm cho ra chạy không tốt, tốn rất nhiều thời gian để có thể chỉnh sửa mà hầu như vẫn gặp một số lỗi vặt, bên cạnh đó việc thực hiện phương án 3 cần nguồn chi phí lớn để có thể gia công chính xác các chi tiết cơ cấu bánh răng để có thể cho ra được sản phẩm hoàn thiện. Do phần nào đó nguồn kinh phí không cao và muốn thử sức thêm ở phương án mới nhóm đã lựa chọn phương án 2 làm nền tản để có thể tạo nên đầu robot tương tác với khán giả khi biểu diễn. Ưu điểm của phương án 2 nổi bật hơn các phương án khác là: - Đảm bảo được tính sáng tạo cao, đem đến sự hứng thú cho khán giả khi tương tác với robot trong quá trình biểu diễn. - Không đem lại cảm giác đơ cứng khi hoạt động nhằm tránh việc gây nhàm chán. - Linh hoạt góc độ quay khớp cổ từ đó có thể tạo nên nhiều góc nhìn tiếp cận để có thể tương tác một cách chân thật với khán giả. - Vì các chi tiết không cần gia công quá chính xác nên cũng có thể giảm được giá thành gia công và thử nghiệm. - Việc lắp đặt khớp cổ và khuôn mặt robot theo phương án 2 có thể sai lệch nhưng trong quá trình hoạt động sai lệch ấy dường như không đáng kể và khó có thể bị phát hiện khi hoạt động. Cách khắc phục nhược điểm phương án 2: - Vì mô hình chuyển động dựa trên Stewart Platform khá khó nên việc mô phỏng và lập trình yêu cầu thời gian và trình độ nhóm đã dành thời gian nhiều tìm hiểu về nó và từ đó bắt đầu thử nghiệm từ sớm để có thể tìm ra lỗi sai và khắc phục. - Quá trình thiết kế dựa vào một số phần mềm chuyên dụng và máy móc có sẵn, nhóm thử nghiệm các bản khác nhau và tham khảo ý kiến của giảng viên hướng dẫn để từ đó rút ra được bản thiết kế phù hợp nhất cho quá trình hoạt động tương tác với khán giả của robot chơi đàn piano.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 23 Hình 3. 10: Bản mô phỏng phương án 2 trên phần mềm Inventor. 3.4 Cơ sở lý thuyết. 3.4.1 Phần đầu robot. Phần đầu robot được thiết kế dựa trên robot song song là một cơ cấu thể hiện hiệu suất rất tốt về độ ổn định, độ cứng và độ chính xác. Robot song song bao gồm ba hoặc nhiều khớp quay hoặc lăng trụ hoạt động song song với nhau. Chúng đã được sử dụng trong một số ứng dụng như mô phỏng chuyến bay và thiên văn học và chúng đang ngày càng phổ biến trong ngành công nghiệp tự động hoá. Nhờ khả năng di chuyển đa dạng và đồng thời của các bộ phận, robot song song thường có tốc độ, độ chính xác và khả năng tải trọng cao. Sau những tiến bộ đầu tiên của các nền tảng Stewart được áp dụng trong quy trình công nghiệp, một số công ty đã bắt đầu tạo ra các biến thể của các nền tảng này, như trường hợp của công ty Redifon. Lufthansa German Airlines đã yêu cầu công ty này sản xuất một máy mô phỏng chuyến bay, với mô hình ban đầu được thiết kế cho đội máy bay Boeing 727 mới của hãng. Mô hình máy mô phỏng này bao gồm ba trục, giúp cơ chế có khả năng di chuyển cần thiết để tái tạo hành vi của máy bay. Hiện nay, Redifon vẫn đang hoạt động từ khi được triển khai vào năm 1949, khi bắt đầu sản xuất các máy mô phỏng chuyến bay, đào tạo viên và phát triển các kỹ thuật mới.[1]
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 24 Hình 3. 11: Stewart Platfrom được ứng dụng trong thiên văn học (Nguồn: Internet). Robot song song nổi tiếng nhất bao gồm sáu bộ truyền động tuyến tính điều khiển bệ di động cho các ứng dụng như mô phỏng chuyến bay. Trong các tên khác, nó được gọi là Stewart platfrom, còn được gọi là Gough – Stewart platform, theo tên các kỹ sư đã thiết kế và sử dụng nó đầu tiên.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 25 Hình 3. 12: Stewart Platfrom được sử dụng công mô phỏng bay (Nguồn: Internet). Một số loại robot song song phổ biến bao gồm Stewart Platform, Delta Robot và Gantry Robot. Mỗi loại robot này có cấu trúc và ứng dụng đặc biệt tùy thuộc vào ứng dụng. 3.4.2 Phần bàn tay robot. • Cơ cấu ngón tay. Ngón tay được thiết kế dựa theo nguyên lý bản lề. Cơ cấu thanh phẳng toàn khớp thấp là cơ cấu phẳng, trong đó khớp động nối giữa các khâu là khớp thấp (khớp tịnh tiến loại 5 hay khớp bản lề).[2] Cơ cấu thanh phẳng toàn khớp thấp được sử dụng nhiều trong thực tế kỹ thuật. Ví dụ: Cơ cấu culit trong máy bào Cơ cấu tay quay – con trượt trong động cơ đốt trong, máy ép trục khuỷu, … Ưu điểm: - Thành phần tiếp xúc là mặt nên áp suất tiếp xúc nhỏ, bền mòn và khả năng truyền lực cao - Chế tạo đơn giản và công nghệ gia công khớp thấp tương đối hoàn hảo, chế tạo và lắp ráp dễ đạt độ chính xác cao - Không cần các biện pháp bảo toàn như ở khớp cao - Dễ dàng thay đổi kích thước động của cơ cấu bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa các bản lề. Việc này khó thực hiện ở các cơ cấu với khớp cao
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 26 Nhược điểm: - Việc thiết kế các cơ cấu này theo những điều kiện cho trước rất khó, khó thực hiện chính xác bất kỳ qui luật chuyển động cho trước nào Hình 3. 13: Cơ cấu 4 khâu bản lề.[2] Trong đó: Khâu cố định gọi là giá: khâu 4. Khâu đối diện khâu cố định gọi là thanh truyền có chuyển động song phẳng: khâu 2. Hai khâu còn lại, nếu quay được toàn vòng gọi là tay quay, nếu không quay được toàn vòng gọi là cần lắc. • Cơ cấu bàn tay ❖ Bàn tay đứng yên. Bàn tay được thiết kế đứng yên khi đánh những phím đàn, robot có thể đảm bảo tính ổn định và định vị chính xác khi thực hiện đánh phím đàn, không có yếu tố chuyển động của bàn tay giúp giảm thiểu sai số và đảm bảo sự ổn định trong suốt quá trình hoạt động để đáp ứng được một số bài nhạc thì cần một số lượng ngón tay rất lớn để có thể đánh đủ được hợp âm còn không thì sẽ đánh thiếu hợp âm, nhưng bù lại thì có thể đánh được nhiều bài nhạc phức tạp và tốc độ nhanh. Bàn tay robot đứng yên thì có thể giảm chi phí và đơn giản hóa thiết kế so với hệ thống bàn tay di chuyển phức tạp hơn, từ đó làm giảm chi phí sản xuất và bảo trì, đồng thời tăng tính khả thi và sử dụng trong các ứng dụng rộng hơn.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 27 Hình 3. 14: Robot Teotronico chơi piano với 19 ngón tay cố định (Nguồn: Teotronico). Robot chơi đàn piano có bàn tay đứng yên cũng có một số hạn chế: thiếu khả năng di chuyển và linh hoạt của các ngón tay, không đánh đầy đủ được các hợp âm, chỉ đánh được một số bài nhất định trong phạm vi ngón tay từ đó làm giảm sự biểu đạt và đa dạng trong việc chơi nhạc. ❖ Bàn tay di chuyển. Phần bàn tay được thiết kế dựa trên cơ cấu tịnh tiến là một cơ cấu hoặc hệ thống cơ cấu được thiết kế để tạo ra chuyển động tịnh tiến, có nghĩa là chuyển động theo đường thẳng mà không có xoay quanh một trục nào khác, được sử dụng trong các ứng dụng máy móc và thiết bị để tạo ra chuyển động tịnh tiến đơn giản và đáng tin cậy. Về phần chuyển động của bàn tay robot cơ cấu trượt bao gồm thanh trượt và con trượt, cho phép chuyển động tịnh tiến trong một phạm vi nhất định. Thanh trượt được cố định trên trên khung, phần di chuyển là các con trượt và bàn tay được gá cố định trên những con trượt đã được bố trí trước đó. Robot đánh đàn piano có bàn tay di chuyển để có thể đánh được các phím khác nhau trên đàn, để đáp ứng được các hợp âm khác nhau. Có thể tạo ra âm nhạc phức tạp và đa dạng hơn.
Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 28 Hình 3. 15: Người máy nhân hình Wabot-II chơi piano [3] Robot chơi đàn có bàn tay chuyển động mang lại nhiều ưu điểm, nhưng cũng có một số nhược điểm cần được xem xét đến: Vì có cơ cấu phức tạp hơn so với robot có bàn tay đứng yên nên đòi hỏi quy mô, thiết kế và lắp ráp phức tạp hơn, phát sinh thêm chi phí và thời gian trong quá trình phát triển sản xuất. Bàn tay chuyển động thì khả năng gặp sự cố hoặc hỏng hóc cao hơn so với bàn tay đứng yên và các bộ phận chuyển động như trục, ổ bi, đai, … Có thể gặp vấn đề và cần bảo trì thường xuyên. Đề điều khiển chuyển động của bàn tay robot chơi đàn cần phải đòi hỏi về kiến thức lập trình và điều khiển một hệ thống phức tạp, về kinh tế thì robot chơi đàn piano có bàn tay chuyển động thường sẽ cao hơn so với robot có bàn tay đứng yên.
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf

Recommended

Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn cát động lực nghệ thuật.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn cát động lực nghệ thuật.pdfNghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn cát động lực nghệ thuật.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn cát động lực nghệ thuật.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế nội thất căn hộ chung cư cao cấp.pdf
Thiết kế nội thất căn hộ chung cư cao cấp.pdfThiết kế nội thất căn hộ chung cư cao cấp.pdf
Thiết kế nội thất căn hộ chung cư cao cấp.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo máy kiểm tra lực nén lò xo.pdf
Thiết kế và chế tạo máy kiểm tra lực nén lò xo.pdfThiết kế và chế tạo máy kiểm tra lực nén lò xo.pdf
Thiết kế và chế tạo máy kiểm tra lực nén lò xo.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm pin năng lượng mặt trời.pdf
Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm pin năng lượng mặt trời.pdfThiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm pin năng lượng mặt trời.pdf
Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm pin năng lượng mặt trời.pdf
Man_Ebook
 
ĐỒ ÁN - MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG VÀ HIỂN THỊ MỰC NƯỚC DÙNG VI ĐIỀ...
ĐỒ ÁN - MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG VÀ HIỂN THỊ MỰC NƯỚC DÙNG VI ĐIỀ...ĐỒ ÁN - MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG VÀ HIỂN THỊ MỰC NƯỚC DÙNG VI ĐIỀ...
ĐỒ ÁN - MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG VÀ HIỂN THỊ MỰC NƯỚC DÙNG VI ĐIỀ...
Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAYĐề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAY
Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Đề tài: Thiết kế và thi công mạch điều khiển máy bơm nước tự động
Đề tài: Thiết kế và thi công mạch điều khiển máy bơm nước tự độngĐề tài: Thiết kế và thi công mạch điều khiển máy bơm nước tự động
Đề tài: Thiết kế và thi công mạch điều khiển máy bơm nước tự động
Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdf
Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdfThiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdf
Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdf
Man_Ebook
 

Recommended

Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn cát động lực nghệ thuật.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn cát động lực nghệ thuật.pdfNghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn cát động lực nghệ thuật.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn cát động lực nghệ thuật.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế nội thất căn hộ chung cư cao cấp.pdf
Thiết kế nội thất căn hộ chung cư cao cấp.pdfThiết kế nội thất căn hộ chung cư cao cấp.pdf
Thiết kế nội thất căn hộ chung cư cao cấp.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo máy kiểm tra lực nén lò xo.pdf
Thiết kế và chế tạo máy kiểm tra lực nén lò xo.pdfThiết kế và chế tạo máy kiểm tra lực nén lò xo.pdf
Thiết kế và chế tạo máy kiểm tra lực nén lò xo.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm pin năng lượng mặt trời.pdf
Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm pin năng lượng mặt trời.pdfThiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm pin năng lượng mặt trời.pdf
Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm pin năng lượng mặt trời.pdf
Man_Ebook
 
ĐỒ ÁN - MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG VÀ HIỂN THỊ MỰC NƯỚC DÙNG VI ĐIỀ...
ĐỒ ÁN - MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG VÀ HIỂN THỊ MỰC NƯỚC DÙNG VI ĐIỀ...ĐỒ ÁN - MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG VÀ HIỂN THỊ MỰC NƯỚC DÙNG VI ĐIỀ...
ĐỒ ÁN - MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG VÀ HIỂN THỊ MỰC NƯỚC DÙNG VI ĐIỀ...
Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAYĐề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAY
Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Đề tài: Thiết kế và thi công mạch điều khiển máy bơm nước tự động
Đề tài: Thiết kế và thi công mạch điều khiển máy bơm nước tự độngĐề tài: Thiết kế và thi công mạch điều khiển máy bơm nước tự động
Đề tài: Thiết kế và thi công mạch điều khiển máy bơm nước tự động
Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdf
Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdfThiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdf
Thiết kế và chế tạo máy xoắn thép.pdf
Man_Ebook
 
Đề tài: Thiết kế và thi công máy in nhiệt cầm tay, HAY, 9đ
Đề tài: Thiết kế và thi công máy in nhiệt cầm tay, HAY, 9đĐề tài: Thiết kế và thi công máy in nhiệt cầm tay, HAY, 9đ
Đề tài: Thiết kế và thi công máy in nhiệt cầm tay, HAY, 9đ
Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!
Nhận Viết Đề Tài Trọn Gói ZALO 0932091562
 
Thiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdf
Thiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdfThiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdf
Thiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...
Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...
Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...
Man_Ebook
 
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdfNghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdf
Man_Ebook
 
Đề tài: Thiết kế mô hình hệ thống và quản lý trang trại heo, HAY
Đề tài: Thiết kế mô hình hệ thống và quản lý trang trại heo, HAYĐề tài: Thiết kế mô hình hệ thống và quản lý trang trại heo, HAY
Đề tài: Thiết kế mô hình hệ thống và quản lý trang trại heo, HAY
Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdfThiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdfThiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdfThiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdf
Thiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdfThiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdf
Thiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdf
Thiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdfThiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdf
Thiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdf
Man_Ebook
 
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm​
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm​Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm​
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm​
Man_Ebook
 
Mô hình xe robot dò tìm kim loại điều khiển bằng điện thoại, HOT
Mô hình xe robot dò tìm kim loại điều khiển bằng điện thoại, HOTMô hình xe robot dò tìm kim loại điều khiển bằng điện thoại, HOT
Mô hình xe robot dò tìm kim loại điều khiển bằng điện thoại, HOT
Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864
 
Nghiên cứu quy trình sản xuất natto từ đậu nành việt nam
Nghiên cứu quy trình sản xuất natto từ đậu nành việt namNghiên cứu quy trình sản xuất natto từ đậu nành việt nam
Nghiên cứu quy trình sản xuất natto từ đậu nành việt nam
https://www.facebook.com/garmentspace
 
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdfThiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdfThiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdf
Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdfThiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdf
Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdfThiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdf
Man_Ebook
 
ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNG
ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNGĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNG
ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNG
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdf
Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdfThiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdf
Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdf
Man_Ebook
 
BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdf
BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdfBÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdf
BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdf
Man_Ebook
 
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.doc
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.docTL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.doc
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.doc
Man_Ebook
 

More Related Content

Similar to Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf

Thiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdf
Thiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdfThiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdf
Thiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...
Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...
Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...
Man_Ebook
 
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdfNghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdfThiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdfThiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdfThiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdf
Thiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdfThiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdf
Thiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdf
Thiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdfThiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdf
Thiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdfThiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdfThiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdf
Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdfThiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdf
Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdfThiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdf
Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdfThiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdf
Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdf
Man_Ebook
 

Similar to Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf (20)

Đề tài: Thiết kế và thi công máy in nhiệt cầm tay, HAY, 9đ
Đề tài: Thiết kế và thi công máy in nhiệt cầm tay, HAY, 9đĐề tài: Thiết kế và thi công máy in nhiệt cầm tay, HAY, 9đ
Đề tài: Thiết kế và thi công máy in nhiệt cầm tay, HAY, 9đ
 
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn, HAY!
 
Thiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdf
Thiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdfThiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdf
Thiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.pdf
 
Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...
Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...
Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sâ...
 
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdfNghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdf
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn vẽ hoa văn trên cát.pdf
 
Đề tài: Thiết kế mô hình hệ thống và quản lý trang trại heo, HAY
Đề tài: Thiết kế mô hình hệ thống và quản lý trang trại heo, HAYĐề tài: Thiết kế mô hình hệ thống và quản lý trang trại heo, HAY
Đề tài: Thiết kế mô hình hệ thống và quản lý trang trại heo, HAY
 
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdfThiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
 
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdfThiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot phân loại sản phẩm.pdf
 
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdfThiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf
 
Thiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdf
Thiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdfThiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdf
Thiết kế và chế tạo máy CNC phay mạch PCB.pdf
 
Thiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdf
Thiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdfThiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdf
Thiết kế và chế tạo gối đỡ mềm sử dụng trong cân bằng động rotor.pdf
 
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm​
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm​Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm​
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm​
 
Mô hình xe robot dò tìm kim loại điều khiển bằng điện thoại, HOT
Mô hình xe robot dò tìm kim loại điều khiển bằng điện thoại, HOTMô hình xe robot dò tìm kim loại điều khiển bằng điện thoại, HOT
Mô hình xe robot dò tìm kim loại điều khiển bằng điện thoại, HOT
 
Nghiên cứu quy trình sản xuất natto từ đậu nành việt nam
Nghiên cứu quy trình sản xuất natto từ đậu nành việt namNghiên cứu quy trình sản xuất natto từ đậu nành việt nam
Nghiên cứu quy trình sản xuất natto từ đậu nành việt nam
 
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdfThiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
Thiết kế và chế tạo robot gắp thức ăn sử dụng xử lý ảnh và tay gắp mềm.pdf
 
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdfThiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdf
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do, NGUYỄN TRỌNG TUẤN ANH.pdf
 
Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdf
Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdfThiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdf
Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói.pdf
 
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdfThiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdf
Thiết kế và chế tạo mô hình máy cắt khắc laser.pdf
 
ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNG
ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNGĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNG
ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNG
 
Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdf
Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdfThiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdf
Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen.pdf
 

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdf
BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdfBÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdf
BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdf
 
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.doc
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.docTL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.doc
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.doc
 
Giáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdf
Giáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdfGiáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdf
Giáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdf
 
Giáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdf
Giáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdfGiáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdf
Giáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdf
 
Giáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdf
Giáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdfGiáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdf
Giáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdf
 
Giáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdf
Giáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdfGiáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdf
Giáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdf
 
Giáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình lập trình hướng đối tượng.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng.pdfGiáo trình lập trình hướng đối tượng.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng.pdf
 
Giáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdfGiáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdf
 
Giáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT VẬT LÝ 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT VẬT LÝ 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT VẬT LÝ 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT VẬT LÝ 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...
 
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bày về triế...
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bày về triế...Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bày về triế...
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bày về triế...
 
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Xây dựng mô hình ...
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Xây dựng mô hình ...Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Xây dựng mô hình ...
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Xây dựng mô hình ...
 
Hệ thống ca dao than thân người Việt từ góc nhìn thi pháp
Hệ thống ca dao than thân người Việt từ góc nhìn thi phápHệ thống ca dao than thân người Việt từ góc nhìn thi pháp
Hệ thống ca dao than thân người Việt từ góc nhìn thi pháp
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các...
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các...Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các...
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các...
 
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT TOÁN 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯỜNG...
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT TOÁN 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯỜNG...TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT TOÁN 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯỜNG...
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT TOÁN 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯỜNG...
 
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá thực trạng an toàn vệ sinh lao động và rủi ro lao...
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá thực trạng an toàn vệ sinh lao động và rủi ro lao...Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá thực trạng an toàn vệ sinh lao động và rủi ro lao...
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá thực trạng an toàn vệ sinh lao động và rủi ro lao...
 
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 21-30)...
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 21-30)...40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 21-30)...
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 21-30)...
 
Báo cáo tốt nghiệp Kế toán tiền gửi ngân hàng tại công ty TNHH Một Thành Viên...
Báo cáo tốt nghiệp Kế toán tiền gửi ngân hàng tại công ty TNHH Một Thành Viên...Báo cáo tốt nghiệp Kế toán tiền gửi ngân hàng tại công ty TNHH Một Thành Viên...
Báo cáo tốt nghiệp Kế toán tiền gửi ngân hàng tại công ty TNHH Một Thành Viên...
 
Báo cáo bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bà...
Báo cáo bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bà...Báo cáo bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bà...
Báo cáo bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bà...
 
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 31-39)...
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 31-39)...40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 31-39)...
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 31-39)...
 
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực tại...
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực tại...Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực tại...
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực tại...
 
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kế toán tiền mặt tại Công ty trách nhiệm hữu hạn ...
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kế toán tiền mặt tại Công ty trách nhiệm hữu hạn ...Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kế toán tiền mặt tại Công ty trách nhiệm hữu hạn ...
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kế toán tiền mặt tại Công ty trách nhiệm hữu hạn ...
 
Nghe Tay Trai Hai Ra Tien - Chris Guillebeau (1).pdf
Nghe Tay Trai Hai Ra Tien - Chris Guillebeau (1).pdfNghe Tay Trai Hai Ra Tien - Chris Guillebeau (1).pdf
Nghe Tay Trai Hai Ra Tien - Chris Guillebeau (1).pdf
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Đồ án Công Nghệ Truyền Số Liệu L3VPN MPLS
Đồ án Công Nghệ Truyền Số Liệu L3VPN MPLSĐồ án Công Nghệ Truyền Số Liệu L3VPN MPLS
Đồ án Công Nghệ Truyền Số Liệu L3VPN MPLS
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Báo cáo tốt nghiệp Hoàn thiện công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực c...
Báo cáo tốt nghiệp Hoàn thiện công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực c...Báo cáo tốt nghiệp Hoàn thiện công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực c...
Báo cáo tốt nghiệp Hoàn thiện công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực c...
 
Bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Triết lý kinh do...
Bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Triết lý kinh do...Bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Triết lý kinh do...
Bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Triết lý kinh do...
 

Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Robot chơi đàn Piano.pdf

  • 1. THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 NGHIÊN CỨU, THIÊT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO GVHD: TS. TRỊNH ĐỨC CƯỜNG SVTH: NGUYỄN TRỌNG QUÝ LÊ ANH KIỆN CAO LÂM SƠN S K L 0 1 1 2 4 4
  • 2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO GVHD : TS. TRỊNH ĐỨC CƯỜNG SVTH : NGUYỄN TRỌNG QUÝ 19144294 LÊ ANH KIỆN 19144273 CAO LÂM SƠN 19104037 Lớp : 19144B - 19104C Khóa : 2019 - 2023
  • 3. KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO GVHD : TS. TRỊNH ĐỨC CƯỜNG SVTH : NGUYỄN TRỌNG QUÝ 19144294 LÊ ANH KIỆN 19144273 CAO LÂM SƠN 19104037 Lớp : 19144B - 19104C Khóa : 2019 - 2023 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023
  • 4. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc KHOA CHẾ TẠO MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ 2 / năm học 2023 Giảng viên hướng dẫn: TS. Trịnh Đức Cường Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trọng Quý MSSV: 19144294 ĐThoại: 0935193494 Lê Anh Kiện MSSV: 19144273 ĐThoại: 0949091275 Cao Lâm Sơn MSSV: 19104037 ĐThoại: 0764187801 1. Mã số đề tài: 22223DT195 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot chơi đàn piano 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Cách thức hoạt động của robot chơi đàn piano. Cách mô tả cảm xúc trên khuôn mặt bằng servo. 3. Nội dung chính của đồ án: Thực hiện chế tạo được robot có biểu cảm và có khả năng chơi nhạc trên đàn piano. Ứng dụng robot trong ngành giải trí. 4. Các sản phẩm dự kiến Mô hình robot có thể chơi đàn piano theo yêu cầu của người điều khiển. Mô hình biểu cảm khuôn mặt của robot. 5. Ngày giao đồ án: 6. Ngày nộp đồ án: 7. Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt  TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)
  • 5. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do – Hạnh phúc KHOA CHẾ TẠO MÁY Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trọng Quý MSSV: 19144294 Hội đồng:………… Họ và tên sinh viên: Lê Anh Kiện MSSV: 19144273 Hội đồng:………… Họ và tên sinh viên: Cao Lâm Sơn MSSV: 19104037 Hội đồng:………… Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO. Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật Cơ Khí, kỹ thuật Công Nghiệp. Họ và tên GV hướng dẫn: TS.Trịnh Đức Cường. Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy) ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 2.3.Kết quả đạt được: ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................
  • 6. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường iii 2.4. Những tồn tại (nếu có): ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 3. Đánh giá: 4. Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không được phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20… Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) TT Mục đánh giá Điểm tối đa Điểm đạt được 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa học xã hội… 5 Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. 15 Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100
  • 7. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường iv TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do – Hạnh phúc KHOA CHẾ TẠO MÁY Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trọng Quý MSSV: 19144294 Hội đồng:………… Họ và tên sinh viên: Lê Anh Kiện MSSV: 19144273 Hội đồng:………… Họ và tên sinh viên: Cao Lâm Sơn MSSV: 19104037 Hội đồng:………… Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO. Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật Cơ Khí, kỹ thuật Công Nghiệp. Họ và tên GV phản biện: (Mã GV).................................................................................................. Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 2. Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 3. Kết quả đạt được: ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN: ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 5. Câu hỏi: ................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................
  • 8. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường v ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. 6. Đánh giá: 7. Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không được phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) TT Mục đánh giá Điểm tối đa Điểm đạt được 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa học xã hội… 5 Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. 15 Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100
  • 9. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường vi LỜI CAM KẾT Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot chơi đàn piano GVHD: TS. Trịnh Đức Cường Họ tên sinh viên: Nuyễn Trọng Quý 19144294 Lớp: 191442B Lê Anh Kiện 19144273 Lớp: 191442B Cao Lâm Sơn 19104037 Lớp: 19104C Địa chỉ sinh viên: Trường ĐH SPKT TP. Hồ Chí Minh. Số điện thoại liên lạc: 0935193494, 0949091275, 0764187801 Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Ký tên
  • 10. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường vii LỜI CẢM ƠN Đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO” là đề tài mà nhóm chúng em đã chọn lựa cho việc nghiên cứu và phát triển để phục vụ cho khóa luận tốt nghiệp sau quá trình học tập và làm việc tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Trong suốt quãng thời gian học tập tại trường, chúng em đã có cơ hội được trải nghiệm và học hỏi từ rất nhiều giảng viên, đồng nghiệp và bạn cùng lớp. Chúng em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến trường và các thông tin đào tạo liên quan đến khoa Cơ Khí chế tạo máy. Trước tiên, chúng em muốn bày tỏ sự biết ơn đến trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh và tất cả các cán bộ giáo viên đã tạo điều kiện và hỗ trợ chúng em để có thể tốt nghiệp với thành tích tốt nhất. Những kiến thức chuyên môn và kỹ năng mềm mà chúng em đã học được tại trường là một nền tảng vững chắc để chúng em tự tin bước vào thế giới việc làm. Ngoài ra, chúng em muốn gửi lời cảm ơn đến khoa Cơ Khí chế tạo máy, nơi đã cung cấp cho chúng em những kiến thức, kỹ năng và trải nghiệm học tập cần thiết để phát triển nghề nghiệp sau này. Những giảng viên trong khoa không chỉ là những chuyên gia giỏi trong lĩnh vực của mình, mà còn là những người đã giúp đỡ chúng em vượt qua khó khăn và hướng dẫn chúng em phát triển kỹ năng chuyên môn. Trong đó, chúng em xin đặc biệt cảm ơn thầy Trịnh Đức Cường - một giảng viên giỏi trong khoa Cơ Khí chế tạo máy, đã giúp đỡ và hỗ trợ chúng em rất nhiều trong quá trình nghiên cứu và làm việc. Thầy đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức chuyên môn bổ ích, cũng như đào tạo kỹ năng mềm cho chúng em, giúp chúng em trở thành những sinh viên chuyên nghiệp và đáng tin cậy. Trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp không thể xuất hiện những sai sót, nhóm chúng em mong thầy cô có thể bỏ qua cho nhóm chúng em. Cuối cùng, nhóm chúng em muốn kết thúc bằng lời cảm ơn chân thành đến tất cả những người đã giúp đỡ và hỗ trợ chúng em đạt được thành công trong học tập và làm việc tại trường. Mọi sự giúp đỡ đã góp phần giúp chúng em trưởng thành hơn trong quá trình trở thành những kỹ sư tương lai và góp phần vào việc phát triển đất nước.
  • 11. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường viii TÓM TẮT NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO Bước vào thế kỷ 21, một thế kỷ của “tự động hóa”, ngành công nghiệp robot đang phát triển với tốc độ chóng mặt, với các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới cùng nhau tạo ra những cỗ máy tự động, thông minh và có khả năng thực hiện những nhiệm vụ phức tạp. Tuy nhiên, trong số ứng dụng của robot, ngành nghệ thuật vẫn đang là một bức tranh dang dở mà ngành công nghiệp robot chưa có thể vẽ một cách hoàn chỉnh được, đặc biệt là trong việc đánh đàn piano. Với hàng trăm, hàng ngàn phím đàn và các nốt nhạc phức tạp, việc tạo ra một robot có khả năng đánh đàn piano một cách hoàn hảo đã và đang là một thử thách với các nhà khoa học và kỹ sư. Nhưng tại sao nhóm lại chọn đề tài này để nghiên cứu và phát triển? Với những người đam mê âm nhạc, đánh đàn piano có thể là một sở thích quan trọng và có thể mang lại niềm vui và sự thỏa mãn khi chơi đàn. Trong khi đó đánh đàn piano cũng là một kỹ năng khó và đòi hỏi nhiều thời gian để nỗ lực để hoàn thành. Đối với những người muốn học đàn piano, việc tiếp cận nó có thể là rắc rối và phức tạp. Bởi vậy, một robot có khả năng đánh đàn piano có thể là một giải pháp hữu hiệu, giúp mọi người tiếp cận và học hỏi một cách dễ dàng hơn. Bên cạnh đó việc tận dụng robot như là một biện pháp thư giãn hoặc là thương mại cũng là một trong trong những yếu tố có thể góp phần nên tính phổ biến của robot. Đó cũng là lí do chính mà nhóm chúng em chọn đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO” để tìm hiểu, nghiên cứu và phát triển. Trong bài nghiên cứu này nhóm chúng em tập trung phát triển về mọi mặt có thể của một robot đánh đàn piano, sẽ có hai mảng chính mà nhóm chúng em chọn để nghiên cứu, thiết kế và chế tạo. Đầu tiên đó tạo hình và mô phỏng di chuyển cho khuôn mặt của robot, việc mô phỏng một khuôn mặt có khả năng cười và nhép môi có thể khiến bài đánh piano mang nhiều cảm xúc hơn, điều thứ hai là thiết kế, lập trình, phân tích và mô phỏng khả năng đánh đàn trên phím đàn thật dựa theo một file midi đã được mô phỏng mang lại khả năng linh động hơn cho robot đánh đàn piano, robot đánh piano sẽ có khả năng thực hiện nhiều bài nhạc nhất có thể mà chỉ cần một người làm mẫu trên phím đàn một vài lần.
  • 12. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường ix ABSTRACT RESEARCH, DESIGN AND BUILD A PIANO PLAYING ROBOT Entering the 21st century, a century of "automation," the robotics industry is advancing at an astonishing pace, with scientists and engineers worldwide collaborating to create intelligent, automated machines capable of performing complex tasks. However, among the various applications of robots, the field of art remains an unfinished canvas that the robotics industry has yet to fully depict, especially when it comes to playing the piano. With hundreds or even thousands of keys and intricate musical notations, creating a robot capable of playing the piano perfectly is a challenge for scientists and engineers. But why we choose this topic for research and development? For music enthusiasts, playing the piano can be an important and fulfilling hobby that brings joy and satisfaction. On the other hand, playing the piano is a difficult skill that requires significant time and effort to master. For those who want to learn the piano, approaching it can be complicated and challenging. Therefore, a robot with the ability to play the piano can be an effective solution, making it easier for people to access and learn. Additionally, utilizing robots as a means of relaxation or for commercial purposes is also a factor contributing to the popularity of robots. That is the main reason why our team has chosen the research topic "RESEARCH, DESIGN, AND CREATION OF A PIANO-PLAYING ROBOT" for exploration, study, and development. In this research, our team focuses on developing every possible aspect of a piano-playing robot. We will concentrate on two main areas for research, design, and construction. Firstly, we will work on sculpting and simulating facial expressions for the robot, as simulating a facial expression that can smile and move its lips can add more emotions to the piano performance. Secondly, we will design, program, analyze, and simulate the ability to play the piano on real keys based on a pre-simulated MIDI file. This will provide more flexibility for the piano-playing robot, enabling it to perform a wide range of musical pieces with only a few demonstrations by a human model on the piano keys.
  • 13. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường x MỤC LỤC 1.1 Đặt vấn đề ......................................................................................................................1 1.2 Mục đích thực hiện đề tài...............................................................................................2 1.3 Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................................2 1.4 Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................................2 1.5 Cấu trúc bài báo cáo.......................................................................................................3 2.1 Giới thiệu. ......................................................................................................................4 2.1.1 Robot piano là gì ?......................................................................................................4 2.1.2 Sự hình thành của robot chơi đàn piano .....................................................................4 2.2 Đặc tính của robot chơi đàn piano .................................................................................6 2.3 Cấu tạo của robot chơi đàn piano. .................................................................................7 2.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài..............................................................................9 2.4.1 Các nghiên cứu trong nước.........................................................................................9 2.4.2 Các nghiên cứu ngoài nước ......................................................................................10 3.1 Yêu cầu của đề tài........................................................................................................14 3.2 Phương án và giải pháp thực hiện................................................................................14 3.2.1 Một số phương án để chơi đàn piano........................................................................14 3.2.2 Một số phương án để tương tác với khán giả khi biễu diễn .....................................17 3.3 Lựa chọn phương án ....................................................................................................20 3.3.1 Lựa chọn phương án chơi đàn piano.........................................................................20
  • 14. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xi 3.3.2 Lựa chọn phương án tương tác với khán giả khi biễu diễn ......................................22 3.4 Cơ sở lý thuyết.............................................................................................................23 3.4.1 Phần đầu robot. .........................................................................................................23 3.4.2 Phần bàn tay robot. ...................................................................................................25 4.1 Thiết kế bàn tay robot ..................................................................................................29 4.1.1 Tính toán, thiết kế ngón tay robot.............................................................................29 4.1.2 Tính toán và lựa chọn động cơ..................................................................................38 4.2 Thiết kế đầu robot tương tác........................................................................................39 4.2.1 Thông số ban đầu......................................................................................................39 4.2.2 Thiết kế bộ truyền động khớp cổ ..............................................................................42 4.2.3 Lựa chọn vật liệu cho các chi tiết thiết kế ................................................................46 4.2.4 Tính toán bền của bộ truyền động khớp cổ...............................................................47 4.3 Thành phần cơ khí và điện...........................................................................................49 4.3.1 Thành phần cơ khí cấu thành khung tay và khớp cổ robot.......................................49 4.3.2 Các thành phần điện khung tay và khớp cổ robot.....................................................55 5.1 Động học của robot......................................................................................................58 5.1.1 Phân tích hình học Stewart platform.........................................................................58 5.1.2 Phân tích bài toán động học nghịch..........................................................................59 5.2 Bài toán giải mã tệp tin âm nhạc MIDI .......................................................................64 5.2.1 Mục tiêu ....................................................................................................................64 5.2.2 Đặc điểm tệp tin âm nhạc MIDI ...............................................................................65 5.2.3 Ý tưởng thuật toán và lưu đồ ....................................................................................70 5.3 Bài toán tìm quãng đường di chuyển bàn tay và phím nhấn .......................................71 5.3.1 Mục tiêu ....................................................................................................................71 5.3.2 Ý tưởng thuật toán ....................................................................................................72 5.3.3 Lưu đồ thuật toán......................................................................................................74 5.4 Số xung vi điều cần phát để con trượt di chuyển 1mm ..............................................75 5.5 Bài toán làm mịn tín hiệu cấp xung động cơ servo .....................................................76 5.6 Bài toán gia tốc không đổi cho động cơ bước .............................................................77 6.1 Sơ đồ khối tổng quát hệ thống .....................................................................................81 6.2 Vi điều khiển................................................................................................................82 6.2.1 Phương thức giao tiếp SPI ........................................................................................82
  • 15. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xii 6.2.1 Phương thức giao tiếp I2C........................................................................................84 6.3 Thiết kế mạch điều khiển solenoid ..............................................................................86 7.1 Kết quả mô hình robot chơi đàn piano.........................................................................91 7.2 Kết quả thực nghiệm bài toán giải mã tệp tin midi......................................................94 7.3 Kết quả thực nghiệm thuật toán quãng đường di chuyển bàn tay và phím nhấn.........97 7.4 Kết quả thiết kế mạch điều khiển solenoid..................................................................99 7.5 Kết quả chạy thực nghiệm trên phím đàn..................................................................100
  • 16. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xiii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4. 1: Thông số kỹ thuật Solenoid. .................................................................................33 Bảng 4. 2: Khối lượng chi tiết qua các vật liệu khác nhau ...................................................33 Bảng 4. 3: Thông số động cơ step 57HS21A. ........................................................................39 Bảng 4. 4: Khối lượng của một số chi tiết qua các vật liệu khác nhau................................46 Bảng 4. 5: Bảng tra kích thước bi mắt trâu ren trong M3 ....................................................49 Bảng 7. 1: Thống kê kết quả chơi đàn chạy thực nghiệm....................................................100
  • 17. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xiv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2. 1: The Musician của Pierre Jaquet-Droz(Nguồn: Internet).......................................5 Hình 2. 2: Cơ cấu truyền động cơ học(Nguồn: Internet) ........................................................6 Hình 2. 3: Thầy Đào Quang Khanh (phải) bên chú robot đang được hoàn thiện chờ ngày chính thức ra mắt - (Ảnh: Thu Hiền) .....................................................................................10 Hình 2. 4: Arpeggio Piano SuperDroid (Nguồn: TeoTronica). ............................................11 Hình 2. 5: Robot sử dụng bộ nhớ RAM hoạt động bằng khí để chơi đàn piano (Nguồn: YouTube)................................................................................................................................12 Hình 2. 6: Robot Teotronico chơi đàn piano (Nguồn: Teotronico). .....................................13 Hình 3. 1:Robot chơi đàn của TeoTronica (Nguồn: TeoTronica).........................................15 Hình 3. 2:Bản mô phỏng phương án 2. .................................................................................16 Hình 3. 3: Bản mô phỏng một ngón đánh đàn bằng solenoid. ..............................................16 Hình 3. 4: Robot đánh đàn sử dụng servo và động cơ bước (Nguồn: Internet)....................17 Hình 3. 5: Sản phẩm robot phục vụ thông minh của DTU (Nguồn: Internet)......................18 Hình 3. 6: Hình ảnh về Stewart Platform (Nguồn: Internet).................................................19 Hình 3. 7: Robot đánh đàn piano TeoTronica (Nguồn: TeoTronica). ..................................20 Hình 3. 8: Bản mô phỏng phương án 3 trên phần mềm Inventor..........................................20 Hình 3. 9: Robot chơi đàn piano có cơ cấu tương tự (Nguồn: Internet)...............................21 Hình 3. 10: Bản mô phỏng phương án 2 trên phần mềm Inventor........................................23 Hình 3. 11: Stewart Platfrom được ứng dụng trong thiên văn học (Nguồn: Internet)..........24 Hình 3. 12: Stewart Platfrom được sử dụng công mô phỏng bay (Nguồn: Internet)............25 Hình 3. 13: Cơ cấu 4 khâu bản lề.[2]....................................................................................26 Hình 3. 14: Robot Teotronico chơi piano với 19 ngón tay cố định (Nguồn: Teotronico).....27 Hình 3. 15: Người máy nhân hình Wabot-II chơi piano [3] .................................................28 Hình 4. 1: Kích thước tiêu chuẩn của phím đàn....................................................................29 Hình 4. 2: Không gian hoạt động của đầu ngón tay mô phỏng trên phần mềm Geogebra. .30 Hình 4. 3: Hành trình ngón tay đánh nốt trắng.....................................................................30 Hình 4. 4: Hành trình ngón tay đánh nốt đen........................................................................31 Hình 4. 5: Solenoid được đùng để chơi đàn. .........................................................................32 Hình 4. 6: Hành trình ngón tay di chuyển từ nốt trắng đến nốt đen. ....................................34 Hình 4. 7 Hợp âm trưởng và hợp âm thứ trong hợp âm chơi đàn piano (Nguồn: Internet).35 Hình 4. 8: Thiết kế vị trí ngón tay trên phần mềm inventor. .................................................37 Hình 4. 9: Khối lượng bàn tay robot được tính trên phần mềm inventor..............................37 Hình 4. 10:Hệ số ma sát (Nguồn: internet) ...........................................................................38 Hình 4. 11: Động cơ bước 57HS21A.....................................................................................39 Hình 4. 12: Mô hình lắp ghép chuyển động hai mắt của Nilheim Machatronics .................40 Hình 4. 13: Mô phỏng chân mày cho đầu tương tác robot. ..................................................41 Hình 4. 14: Mô phỏng vỏ ngoài cho đầu tương tác robot.....................................................41 Hình 4. 15: Tính toán khối lượng đầu của đầu công tác robot trên phần mềm Inventor. ....42
  • 18. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xv Hình 4. 16: Các mô hình dựa trên Stewart Platform.............................................................43 Hình 4. 17: Tọa độ điểm đặt trục x, y, z trên mô hình nền tảng Stewart...............................44 Hình 4. 18: Bản lắp ghép thử nghiệm chuyển động khớp cổ.................................................45 Hình 4. 19: Tính toán chuyển vị của mặt trên bệ đỡ cổ. .......................................................48 Hình 4. 20: Kích thước nhôm định hình 30x30 (Nguồn: Internet)........................................50 Hình 4. 21: Kích thước thanh trượt và cọn trượt (Nguồn: Internet).....................................52 Hình 4. 22: Kích thước của puly GT2 (Nguồn: Internet) ......................................................53 Hình 4. 23: Kích thước của dây đai GT2 (Nguồn: Internet). ................................................53 Hình 4. 24: Puly GT2 – 20 răng (Nguồn: Internet)...............................................................54 Hình 4. 25: Ốc cấy ren M3 ....................................................................................................54 Hình 4. 26: Driver điều khiển động cơ bước DM542 (Nguồn: Internet) ..............................55 Hình 4. 27: Raspberry pi4 model B 8GB (Nguồn: Internet). ................................................56 Hình 4. 28: Kích thước PCF8574 Module Mở Rộng IO Giao Tiếp I2C ...............................57 Hình 5. 1: Sơ đồ cấu trúc hình học của Stewart Platform.....................................................58 Hình 5. 2: Chuyển động xoay một góc 𝛹 (yaw) xoay quanh trục z.......................................60 Hình 5. 3: Hình biểu diễn vector cho chân di chuyển thứ i...................................................61 Hình 5. 4: Tổ hợp chân servo trong tọa độ Oxyz. .................................................................62 Hình 5. 5: Biểu diễn tính đối xứng của các cánh tay servo kề nhau. ....................................62 Hình 5. 6: Cấu trúng tệp tin âm nhạc MIDI đơn giản...........................................................65 Hình 5. 7: Cấu trúng tệp tin âm nhạc MIDI đơn giản tay trái..............................................67 Hình 5. 8: Dữ liệu được lọc ra từ tệp tin midi tay trái. .........................................................68 Hình 5. 9: Dữ liệu được lọc ra từ tệp tin midi tay phải.........................................................69 Hình 5. 10: Lưu đồ thuật toán giải mã tệp tin midi...............................................................71 Hình 5. 11: Lưu đồ thuật toán tìm quãng đường ngắn nhất và ngón tay cần đánh. .............74 Hình 5. 12: Driver điều khiển động cơ bước và thông số điều chỉnh....................................75 Hình 5. 13: Biểu đồ so sánh sự biến thiên của xung theo thời gian......................................77 Hình 5. 14: Biểu đồ mô phỏng giá trị thời gian trì hoãn của động cơ khi cấp xung. ...........79 Hình 5. 15: Biểu đồ mô phỏng giá trị thời gian trì hoãn của động cơ khi cấp xung. ...........79 Hình 6. 1: Sơ đồ khối tổng quan hệ thống.............................................................................81 Hình 6. 2: Sơ đồ nối dây giao tiếp SPI giữa Raspberry pi 4 và module ESP32 điều khiển đầu robot................................................................................................................................83 Hình 6. 3: Sơ đồ nối dây giao tiếp I2C giữa Raspberry pi 4 và 4 module PCF8574 điều khiển solenoid. .......................................................................................................................85 Hình 6. 4: Sơ đồ nối dây giao tiếp I2C giữa ESP32 và module PCA9685 điều khiển solenoid..................................................................................................................................86 Hình 6. 5:Sơ đồ kết nối đơn giản sử dụng transistor thành công tắc khuếch đại dòng điện điều khiển solenoid. ...............................................................................................................87 Hình 6. 6: Sơ đồ nguyên lý thiết kế mạch điều khiển các solenoid cho một bàn tay.............88 Hình 6. 7: Datasheet transistor TIP120 NPN........................................................................88
  • 19. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xvi Hình 6. 8: Thiết kế mạch lớp dưới bằng ALTINUM..............................................................89 Hình 6. 9: Thiết kế mạch lớp trên bằng ALTINUM...............................................................90 Hình 6. 10: Mạch 3D sau khi thiết kế bằng ALTINUM.........................................................90 Hình 7. 1 Mô hình tay đánh đàn robot ..................................................................................91 Hình 7. 2 Mô hình tổng thể robot ..........................................................................................91 Hình 7. 3 Kết quả thuật toán điều khiển khớp cổ xoay quanh trục x góc 9 độ......................92 Hình 7. 4: Thử nghiệm điều khiển khớp cổ xoay quanh trục x góc 9 độ (ngửa đầu) ............92 Hình 7. 5: Kết quả thuật toán điều khiển khớp cổ xoay quanh trục Y góc 9 độ....................92 Hình 7. 6: Thử nghiệm điều khiển khớp cổ xoay quanh trục y góc 9 độ (nghiêng trái)........93 Hình 7. 7: Kết quả thuật toán điều khiển khớp cổ xoay quanh trục z góc 9 độ ....................93 Hình 7. 8: Thử nghiệm điều khiển khớp cổ xoay quanh trục z góc 9 độ (xoay phải)............93 Hình 7. 9: Hình dữ liệu của một tệp tin midi đơn giản..........................................................94 Hình 7. 10: Kết quả thuật toán giải mã tệp tin midi Track 0 (Tay phải)...............................95 Hình 7. 11: Kết quả thuật toán giải mã tệp tin midi Track 1 (Tay trái)................................96 Hình 7. 12: Kết quả chạy thuật toán theo vị trí cho trước. ...................................................97 Hình 7. 13: Kết quả in ra màn hình từ thuật toán di chuyển tay phải sau khi đọc giá trị từ tệp tin midi. ............................................................................................................................98 Hình 7. 14: Kết quả in ra màn hình từ thuật toán di chuyển tay trái sau khi đọc giá trị từ tệp tin midi. ..................................................................................................................................99 Hình 7. 15: Mạch điện được lắp vào điều khiển các ngón tay trên mô hình thực tế.............99
  • 20. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường xvii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DOF – Degrees of Freedom RAM – Random Access Memory USB – Universal Serial Bus CNC – Computer Numerical Control MIDI – Musical Instrument Digital Interface BPM – Beats per minute SPI – Serial Peripheral Interface PWM – Pulse Width Modulatio MOSI – Master out Slave in MISO – Master in Slave out SCLK – Serial Clock SS/CS – Slave select/ Chip select I2C – Inter-Integrated Circuit SDA – Serial Data Line SCL – Serial Clock Line UART – Universal Asynchronous receiver/ transmitter NPN – Negative Positive Negative BJT – Bipolar Junction Transistor
  • 21. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật 1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Trong đời sống, đặc biệt là trong quá trình công nghiệp hóa và sản xuất hàng loạt như hiện nay sự gia tăng nhu cầu sử dụng robot trong các ngành công nghiệp cần độ chính xác cao như sản xuất oto, hàng không và sản xuất nhựa, nhôm đã tăng đáng kể từ năm 2010. Nhu cầu sử dụng robot trong các ngành này dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng trong các năm tiếp theo. Ngoài ra robot được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe để hỗ trợ các bác sĩ và y tá. Từ các robot giúp nâng bệnh nhân cho đến robot giúp giải phòng các tình nguyện viên khỏi công việc phát thuốc, nhu cầu sử dụng robot trong lĩnh vực y tế dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng trong các năm tiếp theo. Milton Guerry, Chủ tịch Liên đoàn Robot Quốc tế cho biết: “Số lượng robot công nghiệp hoạt động trong các nhà máy trên khắp thế giới ngày nay đánh dấu mức cao nhất trong lịch sử. “Được thúc đẩy bởi câu chuyện thành công của sản xuất thông minh và tự động hóa, đây là mức tăng trên toàn thế giới khoảng 85% trong vòng 5 năm (2014- 2019). Cùng với tốc độ tăng trưởng nhanh của nhu cầu về phát triển robot trong môi trường công nghiệp và y tế thì môi trường nghệ thuật cũng là một môi trường mà ngành công nghiệp robot đang nhắm tới, nhưng hiện tại vấn đề này vẫn đang bị bỏ nhỏ bởi lẽ với một môi trường đặc thù mang tình cảm xúc như nghệ thuật thì robot khó có khả năng mang lại được những hiệu ứng sân khấu như một người nghệ sĩ thực thụ. Để đáp ứng nhu cầu về vấn đề trên thì việc ứng dụng robot vừa có khả năng sử dụng nhạc cụ vừa có khả năng biểu cảm cảm xúc thì đó là một giải pháp khá phù hợp. Việc cứng nhắc trong quá trình biễu diễn của robot sẽ được hạn chế hơn. Với nhu cầu như trên thì việc ứng dụng robot chơi đàn piano sẽ là sự lựa chọn khá phù hợp. Vì với những đặc tính đặc biệt của robot chơi đàn piano như sau: - Có khả năng mô tả cảm xúc biểu cảm bằng khuôn mặt trong quá trình biễu diễn để từ đó tăng khả năng tương tác đến khán giả. - Robot có thể thực hiện nhiều bài chơi nhạc đa dạng khác nhau, đáp ứng được nhiều nhu cầu trình diễn. - Robot dễ lắp ghép và có tính linh hoạt cao, có thể dễ dàng di chuyển và sử dụng tại nhiều môi trường khác nhau. - Robot có thể thực hiện nhiều thao tác đánh phím đàn khác nhau với đọ chính xác và tốc độc cao nhờ vào cơ cấu sử dụng ray trượt. - Robot mang tình độc đáo nên có thể sử dụng nhiều trong thương mại, lẫn kinh doanh cho một số doanh nghiệp đặc thù.
  • 22. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 2 Nhưng song song với những ưu điểm trên, thì robot vẫn tồn tại một số nhược điểm như: Cần đến không gian hoạt động rộng lớn để có thể bố trí vị trí tay, ảnh hưởng bởi tiếng ồn trong quá tình chạy các ngón tay trên ray trượt, … Nhưng những khuyết điểm đó là những yếu tố có thể giảm thiểu bởi lẽ robot chơi piano có thể sử dụng thêm loa để tăng âm lượng nhằm che đi âm thanh của ray trượt, sắp xếp một vị trí rộng lớn để bố trí được vị trí robot một cách thoải mái để có thể trình diễn. Nhằm đem đến sự độc đáo và mới lại cho quá trình phát triển robot trong mảng nghệ thuật biểu diễn, nhóm đã chọn đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO” làm đề tài để có thể tìm hiểu, nghiên cứu, phân tích và phát triển với hi vọng có thể góp một chút sức nhỏ bé vào ngành công nghiệp robot nước nhà. 1.2 Mục đích thực hiện đề tài Đề tài nhằm nghiên cứu, thiết kế và thi công robot chơi đàn piano song song với mục tiêu kết nối robot đến với môi trường nghệ thuật một cách gẫn gũi và mang nhiều tính cảm xúc hơn. Ngoài ra còn nhằm tối ưu hóa những yếu tố còn thiếu mà một robot nghệ thuật còn thiếu. Qua đó sẽ là tiền đề để có thể phát triển sản phẩm ứng dụng trong quá trình biễu diễn nghệ thuật mạnh hơn ở sau này. 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài được nghiên cứu chủ yếu với nội dung chủ yếu như sau: - Tìm hiểu tổng quan về robot chơi đàn piano - Khảo sát về các dạng robot dánh piano đã tồn tại trên thị trường để nhằm nghiên cứu rõ hơn. - Nghiên cứu về lý thuyết và tính toán các phương trình động học thuận, động học nghịch cho robot - Thiết kế và tính toán di chuyển cho quá trình hoạt động của robot, trong đó bao gồm cả khuôn mặt và bàn tay chơi đàn của robot. - Xây dựng chương trình cho quá trình điều khiển khuôn mặt, cổ, bàn tay của robot Đề tài giới hạn ở việc nghiên cứu tính toán hoạt động và chơi một số bài cơ bản của robot chơi đàn piano. 1.4 Phương pháp nghiên cứu Là sự kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm robot. Nghiên cứu lý thuyết: - Tham khảo các nghiên cứu về nghiên cứu robot chơi đàn piano liên quan, sau đó chọn lựa ra cấu hình phù hợp nhất để tham khảo cơ sở lý thuyết để phát triển.
  • 23. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 3 - Tìm hiểu các nghiên cứu liên quan về bộ thao tác song song có sáu bộ truyền động, - Từ bài toán động học đã tính toán, tìm và kết hợp với nhiều phần mềm khác nhau để tính toán được kích thước thực tế cho từng bộ phận của robot để tối ưu hóa không gian điều khiển và họat động cho robot. - Sử dụng các thông số về kích thước đã tính toán để thiết kế cơ khí cho robot để đảm bảo độ cứng vững và ổn định cho robot. - Tham khảo các bài toán quy hoạch quỹ đạo cho robot từ các tác giả đã nghiên cứu và xây dựng bài toán điều khiển robot để phù hợp với thiết kế riêng của robot. - Xây dựng điều khiển robot trên nhiều thiết bị khác nhau. Thực nghiệm robot: - Gia công robot theo thiết kế, tiến hành thử nghiệm và hoạt động nhằm kiểm chứng những tính toán từ nghiên cứu lý thuyết bằng cách điều khiển robot hoạt động. 1.5 Cấu trúc bài báo cáo Cấu trúc bài báo cáo cáo bao gồm 8 chương: Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài Chương 3: Cơ sở lý thuyết về robot chơi đàn piano Chương 4: Phương hướng và các giải pháp về robot chơi đàn piano Chương 5: Thiết kế robot chơi đàn piano Chương 6: Các bài toán thiết kế robot Chương 7: Thiết kế điều khiển Chương 8: Kết quả thực nghiệm
  • 24. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu. 2.1.1 Robot piano là gì ? Robot piano là một loại robot được thiết kế để thực hiện các bài hát trên đàn piano một cách tự động. Thông thường, robot piano sẽ được lập trình để đọc và phân tích nốt nhạc của bài hát, sau đó thực hiện việc nhấn các phím của đàn piano để tạo ra âm thanh tương ứng. Các robot piano hiện nay có thể được điều khiển bằng các cơ chế cơ học hoặc điện tử, và đôi khi cả hai. Ngoài việc thực hiện các bản nhạc, robot piano cũng có thể được dùng để dạy piano thông qua các chương trình đào tạo hoặc hỗ trợ các nghệ sĩ và nhà soạn nhạc trong việc tạo ra các bài hát mới. Robot chơi đàn piano là một ứng dụng thú vị của robot trong lĩnh vực âm nhạc. Một robot chơi đàn piano là một thiết bị tự động có khả năng chơi các bài hát trên piano mà không cần sự can thiệp của con người. 2.1.2 Sự hình thành của robot chơi đàn piano Sự hình thành sơ khai của robot chơi đàn bắt đầu từ những năm 1800 đầu tiền trên thế giới được gọi là “The Musician” và được phát triển bởi nhà phát minh bởi Pierre Jaquet-Droz. The Musician là một loại robot tự động có thể chơi piano bằng cách sử dụng các bộ phận cơ học và cơ chế đặc biệt. Đây là một sáng kiến công nghệ đột phá tại thời điểm đó và đã gây sự chú ý lớn trong giới âm nhạc. Cùng lúc đó The Maillardet's Automaton được tạo ra bởi Henri Maillardet là một robot tự động có khả năng chơi nhạc trên đàn piano. Automaton này có thể nhấn các phím piano một cách tự động để tạo ra âm thanh. Nó hiện đang được trưng bày tại Một số bảo tàng nổi tiếng như Bảo tàng Franklin ở Philadelphia và Bảo tàng Quốc gia của Scotland.
  • 25. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 5 Hình 2. 1: The Musician của Pierre Jaquet-Droz(Nguồn: Internet) "The Musician" (Người chơi nhạc) của Pierre Jaquet-Droz là một trong ba tác phẩm nổi tiếng trong bộ sưu tập "Les Automates". Đây là một con robot tự động có khả năng chơi các nhạc cụ như piano và hòa giọng. "The Musician" được tạo ra vào thế kỷ 18 và có cơ chế phức tạp để tạo ra âm thanh và các động tác chơi nhạc chính xác. Robot này có thể di chuyển các ngón tay của mình trên bàn phím piano và tạo ra âm thanh tương ứng với các nút được nhấn. "The Musician" của Pierre Jaquet-Droz là một tác phẩm nghệ thuật đáng kinh ngạc, kết hợp giữa công nghệ tự động và tài nghệ điêu luyện. Nó biểu diễn sự sáng tạo và tinh tế của Jaquet-Droz trong việc xây dựng các thiết bị tự động phức tạp và là một minh chứng cho sự tiến bộ của tự động hóa và công nghệ trong thời kỳ đó.
  • 26. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 6 Hình 2. 2: Cơ cấu truyền động cơ học(Nguồn: Internet) 2.2 Đặc tính của robot chơi đàn piano Robot chơi đàn piano có những đặc tính sau: Độ chính xác: Robot được thiết kế để có khả năng chính xác trong việc chạm vào các phím piano. Chính xác là yếu tố quan trọng để tái tạo âm thanh chính xác và chơi nhạc một cách đúng tempo và nghệ thuật.Việc gia công và lắp ráp đòi hỏi phải có độ chính xác cao để tránh trường hợp rơ lắc, đánh phím đàn bị lệch khi di chuyển và khi đánh xuống phím đàn, tùy vào thiết bị điện tử hoặc làm hoàn toàn bằng cơ khí mà ta có thể chọn các phương pháp gia công khác nhau để đảm bảo được lực đánh xuống phím đàn vừa phải, không quá mạnh cũng không quá yếu tránh làm hư hỏng đến cây đàn và đồng thời đàn cũng phát ra tiếng. Linh hoạt: Robot chơi đàn piano cần có khả năng linh hoạt trong việc di chuyển và chạm vào các phím piano, độ linh hoạt khác nhau tùy thuộc vào thiết kế và cấu tạo. Điều này đòi hỏi cơ cấu chuyển động linh hoạt và cảm biến phù hợp để điều chỉnh độ cao, hướng di chuyển và lực chạm. Một số robot có khả năng di chuyển các ngón tay riêng lẻ và linh hoạt trong việc nhấn các phím piano, giúp tái tạo các nút âm thanh một cách chính xác. Những robot này thường được trang bị cơ cấu chuyển động và cảm biến để điều khiển chính xác các ngón tay. Ngoài ra, robot chơi đàn piano cũng có thể có khả năng điều chỉnh tốc độ và cường độ chơi nhạc, tạo ra sự linh hoạt trong biểu diễn âm nhạc. Một số robot cũng có thể thích ứng với các điều chỉnh và yêu cầu từ người chơi. Độ linh hoạt của robot chơi đàn piano có thể khác nhau và phụ thuộc vào các yêu cầu kỹ thuật và thiết kế của mỗi dự án. Một số robot có độ linh hoạt cao hơn và có khả năng biểu diễn các yếu tố nghệ thuật và phức tạp hơn trong âm nhạc, trong
  • 27. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 7 khi những phiên bản khác có giới hạn độ linh hoạt và tập trung vào chức năng cơ bản của việc chơi đàn piano. Tính ổn định: Robot cần được thiết kế sao cho ổn định trong quá trình chơi nhạc. Nó phải có khả năng duy trì vị trí và cân bằng tốt để tránh làm mất âm thanh hoặc gây ảnh hưởng đến chất lượng của bản nhạc. Cấu trúc của robot phải được thiết kế chắc chắn và ổn định để chịu được tải trọng và chuyển động khi đánh đàn, các bộ phận chuyển động và bàn tay robot cần được gắn kết một cách vững chắc và không bị lệch hay lung lay trong quá trình hoạt động. Về phần lập trình hệ thống điều khiển robot cần được lập trình một cách chính xác để đảm bảo chuyển động mượt mà và ổn định, các thuật toán và phương pháp điều khiển phải được điều chỉnh sao cho robot có thể di chuyển một cách chính xác và đồng bộ với âm thanh từ đàn piano. Cơ cấu di chuyển và cơ cấu bàn tay cần hoạt động một cách trơn tru và chính xác, mô men xoắn, ma sát và độ bền của các bộ phận cần được xem xét để đảm bảo tính ổn định trong quá trình hoạt động của robot. Tính tương tác: Một số robot chơi đàn piano có khả năng tương tác với con người hoặc khán giả. Chúng có thể nhận dạng tín hiệu âm thanh, chuyển động của con người và tương tác theo cách thích hợp, ví dụ như nhận diện và đáp ứng lại cử chỉ hoặc cảm xúc của người chơi hoặc khán giả. Tính tương tác của robot chơi đàn piano với khán giả quan trọng để tạo ra một trải nghiệm thú vị và đáng nhớ cho khán giả. Một robot chơi đàn piano tốt sẽ có khả năng tương tác một cách tự nhiên và thu hút sự chú ý từ khán giả, mang lại niềm vui và sự kết nối qua âm nhạc. Tính học tập: Một số robot chơi đàn piano có khả năng học tập và cải thiện kỹ năng chơi nhạc. Chúng có thể sử dụng trí tuệ nhân tạo và thuật toán học máy để phân tích và nhận biết các mẫu âm thanh, từ đó điều chỉnh các động tác chơi piano để tạo ra âm thanh tốt nhất. 2.3 Cấu tạo của robot chơi đàn piano. Cấu tạo của một robot chơi đàn piano có thể đa dạng tùy thuộc vào thiết kế cụ thể và công nghệ sử dụng. Khung và cơ cấu chuyển động: Robot chơi đàn piano thường có một khung chắc chắn để giữ cơ cấu chuyển động và các thành phần khác. Cơ cấu chuyển động bao gồm bàn tay, ngón tay và các khớp để cho phép robot di chuyển và chạm vào các phím piano. Cơ cấu chuyển động này có thể được điều khiển bằng các động cơ, bộ truyền động hoặc hệ thống khí nén. Bàn phím: Robot được trang bị một cây dần piano truyền thống., bàn phím thường gồm các phím piano được sắp xếp thành dãy và có thể có các cảm biến hoặc công nghệ nhận biết vị trí và trạng thái của từng phím.
  • 28. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 8 Hệ thống điều khiển: Robot được điều khiển bằng phần mềm và các thuật toán điều khiển để thực hiện các động tác chơi nhạc. Hệ thống điều khiển này có thể được lập trình để tạo ra các nốt nhạc, động tác và các yếu tố khác của một bản nhạc. Nó có thể xử lý dữ liệu từ các cảm biến và điều chỉnh các động tác chơi piano tương ứng. Hệ thống âm thanh: Một robot chơi đàn piano cần có hệ thống âm thanh để tạo ra âm thanh chính xác khi chạm vào các phím. Hệ thống âm thanh có thể gồm loa hoặc các thiết bị tái tạo âm thanh khác để phát lại âm thanh của một đàn piano. Robot chơi đàn piano có thể được thiết kế để chơi trên các loại đàn piano khác nhau: - Piano cơ truyền thống: Đây là loại đàn piano thông thường với bàn phím cơ và dây đàn. Robot chơi đàn có thể được lập trình để tương tác với các phím piano và sử dụng các bàn tay cơ để chơi nhạc trên đàn piano cơ. - Piano điện tử: Robot chơi đàn cũng có thể được thiết kế để chơi trên các loại piano điện tử. Thay vì sử dụng cơ chế cơ truyền thống, robot có thể sử dụng cảm biến và mạch điện để tương tác với các phím piano điện tử và tạo ra âm thanh tương ứng. - Piano tự động: Một số đàn piano tự động, được gọi là pianola hoặc player piano, đã được phát triển trong quá khứ. Robot chơi đàn có thể được lập trình để tương tác và chơi trên các đàn piano tự động này, sử dụng các cơ chế đặc biệt để hoạt động các bàn phím và pedal. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng và ứng dụng cụ thể, robot chơi đàn piano có thể được thiết kế để chơi trên một hoặc nhiều loại đàn piano khác nhau. Điều quan trọng là robot phải được lập trình và cấu trúc sao cho phù hợp với đàn piano cụ thể và có khả năng tương tác một cách chính xác và nhạy bén với các phím và cơ chế của đàn piano đó. Giao diện và kết nối: Robot chơi đàn piano có thể được trang bị giao diện người-máy để tương tác với người dùng. - Robot chơi đàn piano cần có một giao diện vật lý hoặc điện tử để tương tác với đàn piano. Điều này có thể bao gồm các cơ chế hoặc bàn tay được thiết kế đặc biệt để chạm vào các phím piano, hoặc các cảm biến và mạch điện để tương tác với đàn piano điện tử. Giao diện này cần được thiết kế để đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy trong quá trình chơi đàn. - Robot chơi đàn piano có thể được điều khiển thông qua các giao thức và kết nối khác nhau. Điều này có thể bao gồm kết nối có dây (ví dụ: USB, MIDI) hoặc kết nối không dây (ví dụ: Bluetooth, Wi-Fi) để truyền dữ liệu điều khiển và tín hiệu âm nhạc giữa robot và đàn piano. Điều khiển này có thể đến từ một máy tính hoặc một thiết bị điều khiển riêng biệt.
  • 29. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 9 - Robot chơi đàn piano có thể được kết nối với một hệ thống điều khiển thông qua phần mềm hoặc giao thức tương ứng. Điều này cho phép điều khiển và lập trình robot để thực hiện các chức năng và động tác cụ thể, cũng như điều chỉnh các thông số âm nhạc và cấu hình khác. - Một giao diện người dùng có thể được cung cấp để tương tác với robot chơi đàn piano. Điều này có thể là một màn hình cảm ứng hoặc các nút điều khiển trên robot để thay đổi chế độ chơi, chọn bài hát, điều chỉnh âm lượng, và các tùy chọn khác. Tùy thuộc vào thiết kế cụ thể và yêu cầu của robot chơi đàn piano, giao diện và kết nối có thể được tùy chỉnh và điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu và tính linh hoạt của hệ thống. 2.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài. 2.4.1 Các nghiên cứu trong nước. Robot chơi đàn piano ở Việt Nam đang là một lĩnh vực mới và đang trong giai đoạn phát triển. Hiện tại, sự phát triển hoặc ứng dụng rộng rãi của robot chơi đàn piano tại Việt Nam còn bị hạn chế. Tuy nhiên, Việt Nam đang dần trở thành một trung tâm công nghệ và nghiên cứu phát triển robot. Có nhiều tổ chức, trường đại học và doanh nghiệp tại Việt Nam đang nghiên cứu và phát triển các loại robot trong các lĩnh vực khác nhau. Thầy Đào Quang Khanh giám đốc Trung tâm nghiên cứu ứng dụng tự động hóa ARACAT, cũng là một giáo viên chuyên ngành tự động hóa nhưng thích chơi đàn organ (tương tự đàn piano), thích đắm mình trong những tiếng nhạc nên ý tưởng được hình thành. Các thầy cô trong trường gọi chú là “robot playing organ”. Chú robot gồm các bộ phận: hai bàn tay được gá vào trên một hệ thống điều khiển vị trí dọc theo phím đàn, các ngón tay được làm bằng nhựa. Thêm một chiếc đàn organ, bộ điều khiển kết nối và máy tính. Nếu được lập trình thì chú robot có thể chơi bất cứ bài hát nào, và có thể kết hợp với các nhạc công khác, các loại đàn khác như đàn ghita, kèn...
  • 30. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 10 Hình 2. 3: Thầy Đào Quang Khanh (phải) bên chú robot đang được hoàn thiện chờ ngày chính thức ra mắt - (Ảnh: Thu Hiền) Có thể trong tương lai, sự phát triển và ứng dụng của robot chơi đàn piano tại Việt Nam sẽ tăng lên, nhưng điều này còn phụ thuộc vào sự quan tâm và đầu tư vào lĩnh vực này từ phía các tổ chức nghiên cứu và công ty công nghệ tại Việt Nam. 2.4.2 Các nghiên cứu ngoài nước Tổng quan về ngành robot chơi đàn piano ở nước ngoài cho thấy sự phát triển và sự quan tâm đáng kể từ các nước trong việc khai thác tiềm năng của công nghệ robot trong lĩnh vực âm nhạc. Các nghiên cứu và dự án trong lĩnh vực này đang tạo ra những tiến bộ đáng kể và đưa robot chơi đàn piano ngày càng gần hơn với khả năng chơi nhạc chuyên nghiệp và tương tác với con người. Dưới đây là một số nghiên cứu và dự án liên quan đến robot chơi đàn piano được thực hiện tại các nước ngoài: Hoa Kỳ là một trong những quốc gia tiên phong trong nghiên cứu và phát triển robot chơi đàn piano. Arpeggio là sản phẩm trí tuệ của Nick Morris, chủ sở hữu của Majestic Piano Works ở California. Arpeggio, 'Piano SuperDroid', được thiết kế để cuộn vào bất kỳ cây đàn piano nào và tự căn chỉnh 88 ngón tay trên các phím bên phải và chân của nó trên bàn đạp. Máy có khả năng chơi với hơn 1.000 cấp độ của các biểu thức chính riêng lẻ và 256 vị trí bàn đạp – và nó tái tạo màn trình diễn piano của con người giống như chúng được ghi lại. Được trang bị một số công nghệ tiên tiến nhất hiện có và có hệ thống tái tạo Live Performance LX
  • 31. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 11 của Wayne Stahnke. Hợp âm rải có thể tái tạo màn trình diễn piano của con người với tất cả độ động và sắc thái của nghệ sĩ piano đẳng cấp thế giới. Hình 2. 4: Arpeggio Piano SuperDroid (Nguồn: TeoTronica). Có nhiều trường đại học và tổ chức nghiên cứu như đại học UC Riverside, Georgia Tech và các công ty công nghệ đang thúc đẩy sự phát triển của robot chơi đàn piano ở nước này. Robot sử dụng bộ nhớ RAM hoạt động bằng khí để chơi đàn piano, robot mềm vẫn dựa phụ thuộc vào điện tử cứng để hoạt động, nhưng một phát minh mới có thể giảm bớt sự cần thiết của việc sử dụng chip không linh hoạt. Các nhà nghiên cứu tại Đại học UC Riverside đã phát triển bộ nhớ máy tính khí nén được sử dụng để giúp một robot mềm chơi đàn piano. Thay vì sử dụng các bộ khuếch đại và mạch điện thông thường, bộ nhớ "hoạt động bằng khí" dựa trên van microfluidic để điều khiển luồng không khí. Áp suất không khí trong mỗi van đại diện cho giá trị nhị phân "0", trong khi một hốc hút đại diện cho "1". Bộ nhớ này có một mảng van đủ phức tạp để hoạt động như một con chip RAM 8-bit - không mạnh mẽ nhưng đủ để một cặp bàn tay robot mềm chơi bài "Mary Had a Little Lamb" với tốc độ chậm nhưng ổn định. Sự thiếu áp suất dương làm cho nó đặc biệt an toàn - không có nguy cơ bộ nhớ nổ trong quá trình sử dụng. Ngoài việc cần cải thiện tính phức tạp và tốc độ, một robot sẽ cần phiên bản mềm của bộ xử lý và các thành phần khác để hoàn toàn loại bỏ sự cần thiết của điện tử cứng. Mục tiêu rõ ràng là bộ nhớ khí nén có thể ít nhất là giảm sự cần thiết của chip trong robot mềm và chỉ ra một tương lai của robot linh hoạt hoàn toàn mà không gây thương tích nếu có va chạm xảy ra.
  • 32. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 12 Hình 2. 5: Robot sử dụng bộ nhớ RAM hoạt động bằng khí để chơi đàn piano (Nguồn: YouTube). Nhật Bản cũng là một quốc gia tiên phong trong lĩnh vực robot và âm nhạc. Có nhiều dự án và nghiên cứu tại các trường đại học như đại học Tokyo và các công ty công nghệ Nhật Bản như Yamaha đang phát triển robot chơi đàn piano có khả năng tương tác và chơi nhạc chuyên nghiệp. "RIBA-II: Robot for Interactive Body Assistance" của đại học Tokyo (Nhật Bản): RIBA-II là một robot đa nhiệm được thiết kế để hỗ trợ con người trong các hoạt động hàng ngày, bao gồm chơi piano. Robot này có khả năng chạm vào các phím piano và tạo ra âm thanh. Châu Âu cũng đang có sự phát triển đáng chú ý trong ngành robot chơi đàn piano. Các nước như Anh, Ý và Đức có nhiều dự án nghiên cứu và phát triển robot đánh đàn piano thông qua sự kết hợp của các trường đại học, viện nghiên cứu và các công ty công nghệ. "RoboPiano" của đại học Hertfordshire (Anh): RoboPiano là một robot đàn piano tự động có thể chơi các bản nhạc phức tạp. Robot này sử dụng các cảm biến và thuật toán để nhận biết các nốt nhạc và điều chỉnh các động tác chơi piano.
  • 33. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 13 Hình 2. 6: Robot Teotronico chơi đàn piano (Nguồn: Teotronico). "Teotronico" của Công ty Teotronico (Ý): Teotronico là một dự án robot chơi đàn piano lớn và phức tạp. Robot này có khả năng chơi một loạt các nhạc cụ, bao gồm piano. Nó sử dụng cảm biến và hệ thống điều khiển phức tạp để tái tạo âm thanh và thực hiện các bài nhạc.
  • 34. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 14 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ ROBOT CHƠI ĐÀN PIANO 3.1 Yêu cầu của đề tài Đề tài với mục đích ban đầu là đáp ứng nhu cầu giải trí và giáo dục, bởi vậy một robot chơi đàn piano phải thỏa được một số yếu tố đề ra từ người yêu cầu như sau: - Đảm bảo có khả năng mô phỏng quá trình chơi các bản nhạc piano khi được đề ra. - Không gây quá nhiều tiếng ồn trong quá trình hoạt động. - Có khả năng tương tác với khán giả khi biễu diễn. - Sản phẩm có khả năng tháo lắp để đem đi nhiều nơi khác nhau để phục vụ nhu cầu biểu diễn và giáo dục ở nhiều nơi khác nhau. - Sản phẩm đảm bảo mang tính sáng tạo cao. 3.2 Phương án và giải pháp thực hiện 3.2.1 Một số phương án để chơi đàn piano ❖ Phương án 1: Bàn tay robot chơi đàn piano đứng yên và chơi đàn bằng solenoid. Hiện nay phương án bàn tay robot chơi đàn piano đứng yên đã được sử dụng nhiều thế hệ robot trên thị trường từ trước đến nay. Một ví dụ tiêu biểu về robot chơi đàn có bàn tay đứng yên là robot chơi piano đến từ TeoTronica, chú robot chơi đàn piano đến từ TeoTronica được thiết kế một cơ cấu tay cố định tại một vị trí với các khớp động có thể di chuyển lên xuông và chơi đàn bằng solenoid. Thiết kế này đem lại nhiều ưu điểm chẳng hạn như: - Vị trí các phím đàn đã được quyết định sẵn giúp cho người chơi có thể lựa chọn bài nhạc phù hợp hoặc có thể tạo nên một nền nhạc mới cho phù hợp với vị trí đặt tay trên phím đàn. - Giảm độ phức tạp cho quá trình lập trình và sử dụng. - Giảm được chi phí giá thành khi gia công các chi tiết cố định không quá cầu kì và chính xác. - Đánh được cả nốt đen và nốt trắng tại vị trí cố định của bàn tay. Ngoài những ưu điểm trên thì phương án này cũng đem lại một số nhược điểm như: - Robot có biểu hiện đơ cứng, không đem lại nhiều cảm giác trong quá trình biểu diễn. - Khó có thể chơi nhiều bài nhạc khác nhau vì vị trí đặt phím đàn đã bị cố định tại một vị trí nhất định. - Solenoid đem lại tiếng ồn lớn trong quá trình hoạt động.
  • 35. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 15 Hình 3. 1:Robot chơi đàn của TeoTronica (Nguồn: TeoTronica). ❖ Phương án 2: Bàn tay robot chơi đàn piano di chuyển bằng động cơ bước và chơi đàn bằng solenoid. Để hạn chế tình trạng bàn tay trở nên khô cứng và trở nên thụ động trong quá trình biểu diễn, việc cho bàn tay di chuyển qua lại đã được xem xét. Những ưu điểm lớn nhất mà phương án 2 mang lại: - Đảm bảo việc đánh được hầu hết các phím đàn ở trên đàn piano tại nhiều thời điểm khác nhau. - Hạn chế được phần nào màn trình diễn của robot chơi đàn piano trở nên quá đơ trong suốt quá trình biểu diễn. - Dễ dàng sử dụng trên nhiều loại đàn khác nhau. - Đánh được cả vị trí nốt đen và nốt trắng ở hầu hết các vị trí ở trên phím đàn. - Đa dạng trong việc trình diễn nhiều bài nhạc khác nhau mà không bị hạn chế bởi vị trí cố định bàn tay chơi piano. Những nhược điểm mà phương án 2 đem lại cũng khá nhiều: - Độ phức tạp trong quá trình lập trình để thực hiện di chuyển cao. - Việc bảo trì phải diễn ra thường xuyên để đảm bảo các chi tiết đều thực hiện được trơn tru. - Các bàn tay di chuyển sai có khả năng ảnh hưởng đến quá trình đánh phím đàn làm cho bài nhạc trở nên không hoàn chỉnh. - Các chi tiết yêu cầu gia công phức tạp và mất nhiều thời gian để thiết kế, tính toán, chế tạo, thử nghiệm.
  • 36. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 16 - Solenoid đem lại tiếng ồn lớn trong quá trình hoạt động. - Yêu cầu cao về vị trí đặt bàn tay trên phím đàn Hình 3. 2:Bản mô phỏng phương án 2. Hình 3. 3: Bản mô phỏng một ngón đánh đàn bằng solenoid. ❖ Phương án 3: Bàn tay robot đánh đàn piano di chuyển bằng động cơ bước và đánh đàn bằng servo. Những ưu điểm mà phương án 3 đem lại: - Đa dạng trong việc trình diễn nhiều bài nhạc khác nhau mà không bị hạn chế bởi vị trí cố định bàn tay đánh piano. - Hạn chế được phần nào màn trình diễn của robot đánh đàn piano trở nên quá đơ trong suốt quá trình biểu diễn.
  • 37. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 17 Những nhược điểm mà phương án 3 đem lại: - Động cơ servo kết hợp với kéo dây chỉ có thể áp dụng đánh phím trắng hoặc phím đen vì vị trí chiếm khá nhiều trên bàn tay nên không thể đồng thời đánh cả 2 phím. - Các chi tiết yêu cầu gia công phức tạp và mất nhiều thời gian để thiết kế, tính toán, chế tạo, thử nghiệm. - Các bàn tay di chuyển có khả năng ảnh hướng đến quá trình đánh phím đàn làm cho bài nhạc trở nên không hoàn chỉnh. - Độ phức tạp trong quá trình lập trình để thực hiện di chuyển cao. - Tốc độ động cơ servo không cao, không đem lại cảm giác liền mạch trong một bài nhạc đánh đàn piano. Hình 3. 4: Robot đánh đàn sử dụng servo và động cơ bước (Nguồn: Internet). 3.2.2 Một số phương án để tương tác với khán giả khi biễu diễn ❖ Phương án 1: Sử dụng màn hình để hiển thị bài nhạc đang đánh, hình ảnh hoặc khuôn mặt để tương tác với khán giả. Một trong những phương pháp cơ bản nhất để truyền tải thông tin và tương tác với người là sử dụng màn hình để hiển thị thông tin hoặc biểu thị hình ảnh tương tác khuôn mặt trên màn hình với người. Những ưu điểm đáng kể mà phương án 1 đem lại là: - Chi phí gia công, lắp đặt thấp. - Nguồn thông tin đem lại cho người dùng cao. - Dễ dàng trong quá trình sử dụng và bảo trì. - Khả năng thay đổi dao diện dễ dàng. Nhược điểm phương án 1:
  • 38. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 18 - Không đem lại nhiều sự độc đáo và sáng tạo trong cách tiếp cận và tương tác. - Tương tác bằng màn hình khó có thể đảm bảo đúng yêu cầu của nhà sản xuất đặt ra. Hình 3. 5: Sản phẩm robot phục vụ thông minh của DTU (Nguồn: Internet). ❖ Phương án 2: Thiết kế, chế tạo một đầu robot mô phỏng có thể tương tác với người kết hợp với Stewart Platform để mô phỏng chuyển động khuôn mặt. Việc thiết kế, chế tạo một đầu robot mô phỏng có thể tương tác với người nhằm đem lại nhiều tính mới lạ hơn trong cách tiếp cận đến với con người. Những ưu điểm phương án 2: - Có thể mô phỏng cảm xúc vui buồn tùy thuộc vào thể loại nhạc khác nhau khi đánh đàn piano. - Có khả năng chuyển động và tương tác với khán giả khi trình diễn. - Linh hoạt hơn trong cách tương tác với con người. - Khớp cổ linh hoạt có thể quay nhiều góc độ khác nhau. - Các chi tiết không cần gia công quá chính xác. - Chi phí thiết kế, chế tạo, thử nghiệm không quá cao. Những nhược điểm phương án 2: - Độ phức tạp khi mô phỏng và lập trình cao. - Quá trình thiết kế, thử nghiệm yêu cầu lâu dài và phức tạp.
  • 39. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 19 Hình 3. 6: Hình ảnh về Stewart Platform (Nguồn: Internet). ❖ Phương án 3: Thiết kế, chế tạo một đầu robot mô phỏng có thể tương tác với người kết hợp với cơ cấu bánh răng để mô phỏng chuyển động khuôn mặt. Phương án 3 gần như tương tự phương án 2 nhưng cơ cấu xoay cổ thay vì sử dụng Stewart Platform thì phương án 3 sử dụng cơ cấu bánh răng để xoay khớp cổ. Việc thay thế bằng cơ cấu bánh răng nhằm đem đến nhiều sự lựa chọn cũng như đa dạng cách làm trong quá trình tạo hình cho đầu robot đánh đàn piano tương tác với con người trong lúc biểu diễn. Những ưu điểm phương án 3: - Cơ cấu thông dụng, thường gặp. - Dễ tính toán, lắp ghép và bảo trì. - Chi phí gia công thấp. - Quá trình lập trình mô phỏng chuyển động không quá khó. Những nhược điểm phương án 3: - Chi tiết chịu lực cao nên cần gia công vật liệu phù hợp. - Gia công các khớp bánh răng cần độ chính xác cao để không dẫn đến việc rơ và không ăn khớp trong quá trình hoạt động. - Yêu cầu lắp ghép chính xác cao. - Cơ cấu bánh răng xét về mặt thẩm mỹ nhìn khá thô, không đem lại cảm giác uyển chuyển khi hoạt động. - Chuyển động của cơ cấu bánh răng không quá nhanh và có nguy cơ mòn răng cao nếu như hoạt động lâu ngày hoặc vật liệu gia công răng không tốt.
  • 40. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 20 Hình 3. 7: Robot đánh đàn piano TeoTronica (Nguồn: TeoTronica). Hình 3. 8: Bản mô phỏng phương án 3 trên phần mềm Inventor. 3.3 Lựa chọn phương án 3.3.1 Lựa chọn phương án chơi đàn piano Nhóm đã lựa chọn phương án 2 là phương án chơi đàn piano cho robot chơi đàn piano sau khi tham khảo ý kiến của giảng viên hướng dẫn và tổng hợp các nguồn thông tin khác nhau trên mạng. Lựa chọn phương án 2 vì các yếu tố mà các phương án khác không có là: - Việc đảm bảo chơi được hầu hết các phím đàn trên phím đàn piano đem lại sự dễ dàng lựa chọn trong việc lựa chọn bài hát để có thể biễu diễn.
  • 41. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 21 - Đảm bảo cả nốt trắng và đen cùng xuất hiện khi biễu diễn nhằm đem đến một bài nhạc hoàn chỉnh nhất. - Sự uyển chuyển trong quá trình chơi đàn đem lại khá nhiều cảm xúc hơn. - Có thể linh hoạt thay thế các ngón tay khi có sự cố hỏng hóc xảy ra trong quá trình hoạt động của robot chơi đàn piano. - Các bộ phận cơ khí đi kèm chẳng hạn như: Động cơ, solenoid, dây đai, ray trượt, con trượt, … có thể dễ dàng tìm kiếm nguồn hàng tại địa phương phù hợp cho việc thử nghiệm và sử dụng. Cách khắc phục những nhược điểm của phương án 2: - Liên tục thử nghiệm nhiều bản mô phỏng khác nhau để tìm kiếm được bản hoàn chỉnh phù hợp nhất cho việc chơi đàn piano. - Gia công các chi tiết một cách tỉ mỉ và đo chỉnh qua nhiều lần để phù hợp lắp ghép nhất. - Để hạn chế tiếng ồn solenoid ta có thể thêm các miếng mút lót nhựa nhỏ để tránh solenoid va đập trong quá trình hoạt động. - Vị trí đặt tay của phím đàn cần được căn chỉnh trước và sau mỗi lần đánh một cách kỹ càng để có thể hoàn thiện bài đánh. - Các chi tiết có thể thông qua phần mềm tính toán và thiết kế để có thể giảm chi phí sản xuất và thử nghiệm, đồng thời rút ngắn thời gian hoàn thành được bản chính thức hoạt động. Hình 3. 9: Robot chơi đàn piano có cơ cấu tương tự (Nguồn: Internet).
  • 42. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 22 3.3.2 Lựa chọn phương án tương tác với khán giả khi biễu diễn Có nhiều yếu tố cấu thành sự lựa chọn của nhóm trong việc lựa chọn phương án tương tác với khán giả khi biểu diễn, ban đầu nhóm đã chọn phương án 3 nhưng sau quá trình tìm hiểu về một số đồ án hay các bản thực nghiệm trước dựa trên nền tảng phương án 3 thì sản phẩm cho ra chạy không tốt, tốn rất nhiều thời gian để có thể chỉnh sửa mà hầu như vẫn gặp một số lỗi vặt, bên cạnh đó việc thực hiện phương án 3 cần nguồn chi phí lớn để có thể gia công chính xác các chi tiết cơ cấu bánh răng để có thể cho ra được sản phẩm hoàn thiện. Do phần nào đó nguồn kinh phí không cao và muốn thử sức thêm ở phương án mới nhóm đã lựa chọn phương án 2 làm nền tản để có thể tạo nên đầu robot tương tác với khán giả khi biểu diễn. Ưu điểm của phương án 2 nổi bật hơn các phương án khác là: - Đảm bảo được tính sáng tạo cao, đem đến sự hứng thú cho khán giả khi tương tác với robot trong quá trình biểu diễn. - Không đem lại cảm giác đơ cứng khi hoạt động nhằm tránh việc gây nhàm chán. - Linh hoạt góc độ quay khớp cổ từ đó có thể tạo nên nhiều góc nhìn tiếp cận để có thể tương tác một cách chân thật với khán giả. - Vì các chi tiết không cần gia công quá chính xác nên cũng có thể giảm được giá thành gia công và thử nghiệm. - Việc lắp đặt khớp cổ và khuôn mặt robot theo phương án 2 có thể sai lệch nhưng trong quá trình hoạt động sai lệch ấy dường như không đáng kể và khó có thể bị phát hiện khi hoạt động. Cách khắc phục nhược điểm phương án 2: - Vì mô hình chuyển động dựa trên Stewart Platform khá khó nên việc mô phỏng và lập trình yêu cầu thời gian và trình độ nhóm đã dành thời gian nhiều tìm hiểu về nó và từ đó bắt đầu thử nghiệm từ sớm để có thể tìm ra lỗi sai và khắc phục. - Quá trình thiết kế dựa vào một số phần mềm chuyên dụng và máy móc có sẵn, nhóm thử nghiệm các bản khác nhau và tham khảo ý kiến của giảng viên hướng dẫn để từ đó rút ra được bản thiết kế phù hợp nhất cho quá trình hoạt động tương tác với khán giả của robot chơi đàn piano.
  • 43. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 23 Hình 3. 10: Bản mô phỏng phương án 2 trên phần mềm Inventor. 3.4 Cơ sở lý thuyết. 3.4.1 Phần đầu robot. Phần đầu robot được thiết kế dựa trên robot song song là một cơ cấu thể hiện hiệu suất rất tốt về độ ổn định, độ cứng và độ chính xác. Robot song song bao gồm ba hoặc nhiều khớp quay hoặc lăng trụ hoạt động song song với nhau. Chúng đã được sử dụng trong một số ứng dụng như mô phỏng chuyến bay và thiên văn học và chúng đang ngày càng phổ biến trong ngành công nghiệp tự động hoá. Nhờ khả năng di chuyển đa dạng và đồng thời của các bộ phận, robot song song thường có tốc độ, độ chính xác và khả năng tải trọng cao. Sau những tiến bộ đầu tiên của các nền tảng Stewart được áp dụng trong quy trình công nghiệp, một số công ty đã bắt đầu tạo ra các biến thể của các nền tảng này, như trường hợp của công ty Redifon. Lufthansa German Airlines đã yêu cầu công ty này sản xuất một máy mô phỏng chuyến bay, với mô hình ban đầu được thiết kế cho đội máy bay Boeing 727 mới của hãng. Mô hình máy mô phỏng này bao gồm ba trục, giúp cơ chế có khả năng di chuyển cần thiết để tái tạo hành vi của máy bay. Hiện nay, Redifon vẫn đang hoạt động từ khi được triển khai vào năm 1949, khi bắt đầu sản xuất các máy mô phỏng chuyến bay, đào tạo viên và phát triển các kỹ thuật mới.[1]
  • 44. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 24 Hình 3. 11: Stewart Platfrom được ứng dụng trong thiên văn học (Nguồn: Internet). Robot song song nổi tiếng nhất bao gồm sáu bộ truyền động tuyến tính điều khiển bệ di động cho các ứng dụng như mô phỏng chuyến bay. Trong các tên khác, nó được gọi là Stewart platfrom, còn được gọi là Gough – Stewart platform, theo tên các kỹ sư đã thiết kế và sử dụng nó đầu tiên.
  • 45. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 25 Hình 3. 12: Stewart Platfrom được sử dụng công mô phỏng bay (Nguồn: Internet). Một số loại robot song song phổ biến bao gồm Stewart Platform, Delta Robot và Gantry Robot. Mỗi loại robot này có cấu trúc và ứng dụng đặc biệt tùy thuộc vào ứng dụng. 3.4.2 Phần bàn tay robot. • Cơ cấu ngón tay. Ngón tay được thiết kế dựa theo nguyên lý bản lề. Cơ cấu thanh phẳng toàn khớp thấp là cơ cấu phẳng, trong đó khớp động nối giữa các khâu là khớp thấp (khớp tịnh tiến loại 5 hay khớp bản lề).[2] Cơ cấu thanh phẳng toàn khớp thấp được sử dụng nhiều trong thực tế kỹ thuật. Ví dụ: Cơ cấu culit trong máy bào Cơ cấu tay quay – con trượt trong động cơ đốt trong, máy ép trục khuỷu, … Ưu điểm: - Thành phần tiếp xúc là mặt nên áp suất tiếp xúc nhỏ, bền mòn và khả năng truyền lực cao - Chế tạo đơn giản và công nghệ gia công khớp thấp tương đối hoàn hảo, chế tạo và lắp ráp dễ đạt độ chính xác cao - Không cần các biện pháp bảo toàn như ở khớp cao - Dễ dàng thay đổi kích thước động của cơ cấu bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa các bản lề. Việc này khó thực hiện ở các cơ cấu với khớp cao
  • 46. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 26 Nhược điểm: - Việc thiết kế các cơ cấu này theo những điều kiện cho trước rất khó, khó thực hiện chính xác bất kỳ qui luật chuyển động cho trước nào Hình 3. 13: Cơ cấu 4 khâu bản lề.[2] Trong đó: Khâu cố định gọi là giá: khâu 4. Khâu đối diện khâu cố định gọi là thanh truyền có chuyển động song phẳng: khâu 2. Hai khâu còn lại, nếu quay được toàn vòng gọi là tay quay, nếu không quay được toàn vòng gọi là cần lắc. • Cơ cấu bàn tay ❖ Bàn tay đứng yên. Bàn tay được thiết kế đứng yên khi đánh những phím đàn, robot có thể đảm bảo tính ổn định và định vị chính xác khi thực hiện đánh phím đàn, không có yếu tố chuyển động của bàn tay giúp giảm thiểu sai số và đảm bảo sự ổn định trong suốt quá trình hoạt động để đáp ứng được một số bài nhạc thì cần một số lượng ngón tay rất lớn để có thể đánh đủ được hợp âm còn không thì sẽ đánh thiếu hợp âm, nhưng bù lại thì có thể đánh được nhiều bài nhạc phức tạp và tốc độ nhanh. Bàn tay robot đứng yên thì có thể giảm chi phí và đơn giản hóa thiết kế so với hệ thống bàn tay di chuyển phức tạp hơn, từ đó làm giảm chi phí sản xuất và bảo trì, đồng thời tăng tính khả thi và sử dụng trong các ứng dụng rộng hơn.
  • 47. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 27 Hình 3. 14: Robot Teotronico chơi piano với 19 ngón tay cố định (Nguồn: Teotronico). Robot chơi đàn piano có bàn tay đứng yên cũng có một số hạn chế: thiếu khả năng di chuyển và linh hoạt của các ngón tay, không đánh đầy đủ được các hợp âm, chỉ đánh được một số bài nhất định trong phạm vi ngón tay từ đó làm giảm sự biểu đạt và đa dạng trong việc chơi nhạc. ❖ Bàn tay di chuyển. Phần bàn tay được thiết kế dựa trên cơ cấu tịnh tiến là một cơ cấu hoặc hệ thống cơ cấu được thiết kế để tạo ra chuyển động tịnh tiến, có nghĩa là chuyển động theo đường thẳng mà không có xoay quanh một trục nào khác, được sử dụng trong các ứng dụng máy móc và thiết bị để tạo ra chuyển động tịnh tiến đơn giản và đáng tin cậy. Về phần chuyển động của bàn tay robot cơ cấu trượt bao gồm thanh trượt và con trượt, cho phép chuyển động tịnh tiến trong một phạm vi nhất định. Thanh trượt được cố định trên trên khung, phần di chuyển là các con trượt và bàn tay được gá cố định trên những con trượt đã được bố trí trước đó. Robot đánh đàn piano có bàn tay di chuyển để có thể đánh được các phím khác nhau trên đàn, để đáp ứng được các hợp âm khác nhau. Có thể tạo ra âm nhạc phức tạp và đa dạng hơn.
  • 48. Đồ án tốt nghiệp Đh Sư Phạm Kỹ Thuật GVHD: TS. Trịnh Đức Cường 28 Hình 3. 15: Người máy nhân hình Wabot-II chơi piano [3] Robot chơi đàn có bàn tay chuyển động mang lại nhiều ưu điểm, nhưng cũng có một số nhược điểm cần được xem xét đến: Vì có cơ cấu phức tạp hơn so với robot có bàn tay đứng yên nên đòi hỏi quy mô, thiết kế và lắp ráp phức tạp hơn, phát sinh thêm chi phí và thời gian trong quá trình phát triển sản xuất. Bàn tay chuyển động thì khả năng gặp sự cố hoặc hỏng hóc cao hơn so với bàn tay đứng yên và các bộ phận chuyển động như trục, ổ bi, đai, … Có thể gặp vấn đề và cần bảo trì thường xuyên. Đề điều khiển chuyển động của bàn tay robot chơi đàn cần phải đòi hỏi về kiến thức lập trình và điều khiển một hệ thống phức tạp, về kinh tế thì robot chơi đàn piano có bàn tay chuyển động thường sẽ cao hơn so với robot có bàn tay đứng yên.