TRANG THÔNG TIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ

Tên đề tài luận án tiến sĩ: "Nghiên cứu phát triển mô hình thiết bị tự di chuyển nhờ rung động"

Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí           Mã số: 9 52 01 03

Họ và tên NCS: La Ngọc Tuấn

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Văn Dự

Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên

NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MỚI CỦA LUẬN ÁN

Nghiên cứu đã triển khai thành công các nội dung và đạt được các kết quả cụ thể là:

- Đã đề xuất được một mô hình thiết bị tự di chuyển nhờ rung động mới, hoạt động ổn định, có khả năng di chuyển theo cả hai chiều, không phát sinh va đập và tiếng ồn, không cần giải thuật điều khiển phức tạp như các hệ thống tương tự trước đây;

- Đã phát triển mô hình toán học mô tả hệ thống, kiểm chứng thực nghiệm khẳng định tính đúng đắn của mô hình;

- Mô hình không thứ nguyên được sử dụng để phân tích ứng xử động lực học của cơ hệ. Kết quả cho thấy hệ thống luôn hoạt động ổn định với chu kỳ đơn, không có chuyển động hỗn độn như đã xảy ra trong nhiều hệ thống trước đây.

- Việc triển khai nghiên cứu cho mô hình không thứ nguyên cho phép áp dụng kết quả cho nhiều kích cỡ khác nhau trong thực tế .

NHỮNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN
VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU

Các ứng dụng và khả năng ứng dụng thực tiễn

- Luận án đã thành công trong việc đề xuất mô hình lý thuyết và kiểm chứng thực nghiệm hệ thống thiết bị tự di chuyển nhờ rung động mới. Thiết bị này hoạt động ổn định, ứng xử động lực học đơn giản, sử dụng phương pháp kích thích đơn giản hơn nhiều so với các hệ thống trước đây. Kết quả nghiên cứu mới đóng góp kiến thức, làm phong phú thêm các kết quả đã thu được trong lĩnh vực khoa học về chuyển động của cơ hệ được điều khiển bởi khối lượng dao động bên trong.

- Mô hình thiết bị tự di chuyển mới được đề xuất bởi luận án sử dụng phương pháp kích thích nửa sin đơn giản, dễ dàng điều khiển chiều chuyển động nhờ việc thay đổi tần số kích thích. Mô hình thực nghiệm đã được kiểm chứng và chuyển đổi thành mô hình toán không thứ nguyên, cho phép phân tích chi tiết ảnh hưởng của các thông số đến ứng xử động lực học và vận tốc chuyển động. Các kết quả này tạo cơ sở cho việc triển khai các nghiên cứu ứng dụng trong thực tiễn, hướng tới nghiên cứu thiết kế chế tạo các thiết bị tự di chuyển khai thác rung động trong thực tế, chẳng hạn các robot nội soi điều khiển được.

Những vấn đề còn bỏ ngỏ cần tiếp tục nghiên cứu

- Tiếp tục nghiên cứu phát triển mô hình trong các điều kiện ma sát khác như ma sát ướt, ống thực quản…

- Chế tạo và thử nghiệm mô hình prototype kích cỡ viên nang nội soi để áp dụng thực tế;

- Nghiên cứu giải pháp điều khiển thích nghi đáp ứng các điều kiện lực cản khác nhau.

INFORMATION OF THE DOCTORAL DISSERTATION

Dissertation title "Research and development the model of vibration-driven locomotion device"

Specialty: Mechanical Engineering             Code of Specialty: 9 52 01 03

Ph.D. Student: La Ngoc Tuan

Scientific supervisor: Assoc. Prof. Dr. Nguyen Van Du

Training institution: Thai Nguyen University of Technology, Thai Nguyen University, Vietnam. 

NEW SCIENTIFIC FINDINGS OF THE DISSERTATION

The research has successfully implemented the following contents and achieved specific results as follows:

- Proposing a new model of vibration-driven self-propelled device, stable operation, able to move in both directions, no impact and noise, don’t need for complicated control algorithms like previous similar systems;

- Developed a mathematical model that describes the system, experimentally verified to confirm the correctness of the model;

- The mathematical dimensionless model is used to analyze the dynamic behavior of the system. The results showed that the system always operates stably with period-1 motion, with non-chaotic motion as happened in many previous systems.

- Research implementation for dimensionless model allows the results to be applied to many different sizes in practice.

APPLICATIONS IN PRACTICE AND RECOMMENDATIONS FOR FURTHER STUDIES

Practical applications and possibilities

- The thesis has succeeded in proposing a theoretical model and experimentally verifying the new vibration-driven self-propelled device system. This system operates stably, behaves simple dynamics, and uses a much simpler excitation method than previous systems. The new research results contribute knowledge, enriching the results obtained in the scientific field of the mechanical movement controlled by the internal vibrational mass.

- The new self-propelled device system model proposed by the thesis uses a simple half-sine excitation method, which easily controls the motion direction by varying excitation frequencies. The experimental model has been verified and converted into dimensionless mathematical model, allowing detailed analysis of the influence of parameters on dynamic behavior and speed of motion. These results create the basis for the implementation of applied research in practice, towards the design research and manufacture of self-propelled devices that exploit vibration-driven in reality, such as controllable endoscopic robots.

Recommendations for further studies:

- Continuing to research and develop the model in other friction conditions such as wet friction, esophageal tube ...

- Manufacturing and testing prototype capsule size for endoscopic capsule size for practical application;

- Research adaptive control solutions to meet different resistance conditions.

Nguồn: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên.