Tin tức
Lau Kính Nhà Cao Tầng Bằng... Robot
Cứ thử hình dung: những công nhân làm vệ sinh, bảo dưỡng tòa nhà cao tầng bọc bằng kính hiện vẫn phải làm việc trong điều kiện hết sức nguy hiểm là treo mình lơ lửng giữa khoảng không cao cả trăm mét, đánh đu cùng nắng gió để làm vệ sinh bề mặt kính của tòa nhà mà dụng cụ bảo hộ cho họ chỉ có những đai an toàn. Công việc của những công nhân này tốn kém rất nhiều thời gian, công sức và môi trường làm việc rất nguy hiểm đến tính mạng. Việc nhập robot từ nước ngoài về nằm ngoài khả năng kinh tế của các đơn vị có nhu cầu do giá quá cao. Ý tưởng chế tạo robot lau kính cho các tòa nhà cao tầng được hình thành với mong muốn dùng robot thay thế con người làm công việc với giá sản xuất trong nước đã được nhóm tác giả ở Trường đại học dân lập Lạc Hồng đặt ra: robot phải đáp ứng các yêu cầu di chuyển được trên các mặt phẳng thẳng đứng, mang vác thiết bị kèm theo để thực hiện công việc lau rửa kính, quan sát và sơn sửa.
Bắt tay vào nghiên cứu, nhóm tác giả dễ dàng cho ra đời con robot di chuyển trên mặt phẳng nằm ngang bởi việc chế tạo một con robot nằm trong tầm tay của khoa cơ điện. Nhưng để robot hoạt động trên mặt phẳng thẳng đứng với nguyên lý phải bám dính và di chuyển được là điều không đơn giản. Các giác hút bằng cao su có ở thị trường khi sử dụng làm chân robot không đủ độ bám vào mặt phẳng thẳng đứng. Giác hút yếu, sức bám kém không mang nổi con robot nặng xấp xỉ 10 kg. Thạc sĩ Nguyễn Vũ Quỳnh, giảng viên Trường đại học dân lập Lạc Hồng cho biết, mấy lần mang ra thử nghiệm, robot đều rơi xuống đất, may mà đã có dây bảo hiểm. Việc tìm kiếm giác hút có độ bám an toàn, thích hợp với thiết kế đã mất thời gian của nhóm hàng tháng trời khi phải đặt hàng tận Đức. Nhưng robot bám mặt kiếng mà nhất quyết không chịu "tiến lên". Cái khó là lựa chọn phương án di chuyển cho robot, nhóm đã thử nghiệm đủ cách: từ trượt trên 2 thân theo phương pháp trượt xoay, trượt trên 4 cạnh theo chuyển động của xi lanh trượt xoay, chuyển động dạng bánh xích, chân nhện, leo thang, vượt gờ... Mỗi phương án đều có những ưu điểm nhưng cũng bộc lộ những hạn chế. Nếu sử dụng dạng bánh xích thì việc di chuyển sẽ đảm bảo nhẹ nhàng nhưng các giác hút cần phải nhả đúng thời điểm, điều này buộc phải có sự điều khiển thật chính xác.
Thiết kế con robot leo thang rất khó bởi chuyển động 4 chân 2 khớp di chuyển được đòi hỏi khả năng chịu lực cao. Sử dụng chân nhện có thể thay đổi khoảng hành trình di chuyển cũng như vượt qua các chướng ngại vật dễ dàng. Tuy nhiên, động cơ sử dụng cho các khớp chân rất khó tìm, không chịu được trọng lượng robot. Cuối cùng, nhóm đã chọn kiểu di chuyển trượt vì cả 2 thân robot đều có thể trượt để lên trên hoặc sang ngang với 2 trục chuyển động vuông góc nhau. Nguyên lý chuyển động được lựa chọn theo phương pháp trượt để có thể vượt qua các gờ chắn kính. Trong quá trình chuyển động, cơ cấu lau luôn hoạt động và chỉ dừng khi robot dừng hoàn toàn hoặc đi qua các gờ.
Nhật ký trình diễn của robot lau kính với các thông số được ghi chép rất tỉ mỉ qua 6 lần thử nghiệm trên 6 con robot có kích thước, vận tốc, hành trình bước đi, khối lượng luôn thay đổi. Nhiều ghi chú như robot mất cân bằng, hai giác hút sau bị nén, lau kính chưa tốt, hơi nước nóng vượt áp suất cho phép, nổ bình nước nóng, bố trí bình đu nước nóng không hợp lý... đã không làm nhóm nghiên cứu nản lòng. Qua những lần thử nghiệm, tính toán, đo đạc, buổi cuối cùng, nhóm tác giả mới hài lòng. Con robot được trình diễn trước hội đồng khoa học gồm 4 chân với 12 giác hút, nặng 12 kg, kích thước 700 x 550 x 350mm. Theo thiết kế, robot sử dụng cơ cấu vít me đai ốc bi để thực hiện chuyển động tịnh tiến theo hai phương vuông góc nhau, sử dụng cơ cấu chống đuôi để cân bằng trọng tâm, sử dụng công tắc hành trình và còi báo hiệu để nhận biết các gờ, đồng thời dùng hơi nước nóng cung cấp cho bộ phận lau. Robot di chuyển ổn định theo phương thẳng đứng, phương ngang, vượt qua được các gờ và lau sạch bề mặt kính nhà cao tầng. Tiến sĩ Trần Hành, chủ nhiệm đề tài cho rằng, với kết quả lau kính khoảng 80m2/giờ, robot thao tác vẫn còn chậm hơn so với con người. Nhưng bù lại, sử dụng robot sẽ an toàn, tránh những rủi ro cho công nhân khi phải làm việc trên những tòa nhà cao tầng. Nói về giá thành, nhóm cho biết chưa thể tính cụ thể nhưng chắc chắn sẽ rẻ hơn rất nhiều nếu robot được đưa vào sản xuất công nghiệp. Người sử dụng chỉ cần đầu tư một lần đã có thể sử dụng liên tục.
Không chỉ dừng lại ở thao tác lau kính, nhóm tác giả sẽ tiếp tục cải tiến để robot làm việc hiệu quả hơn, đa năng hơn. Thành công bước đầu sẽ là cơ sở để nhóm tiếp tục nghiên cứu chế tạo robot được sử dụng trong công tác cứu hộ người bị nạn, đưa người từ các tòa nhà xuống đất an toàn. Xa hơn nữa là các đề tài như: robot mang camera để kiểm tra và giám sát trên các tòa nhà cao tầng, mang đầu dò siêu âm để kiểm tra các vết nứt trên bồn chứa dầu, sử dụng robot hàn vỏ tàu trong công tác cứu người...
BDN
8,468,649
7/767
