Trường Đại học Lâm nghiệp công bố Thông tin điểm mới, tóm tắt và toàn văn luận án tiến sĩ

                    1. Luận án

                    2. Tóm tắt luận án (tiếng Việt)

                    3. Tóm tắt luận án (tiếng Anh)

                    4. Trích yếu luận án (Việt-Anh)

 

Trang thông tin về những đóng góp mới về mặt học thuật,  lý luận của luận án

 

            I) Thông tin chung:

            - Tên đề tài luận án và cơ sở đào tạo

            + Tên đề tài luận án: "Nghiên cứu động lực học và điều khiển Robot chữa cháy nhà xưởng công nghiệp"

            + Tên cơ sở đào tạo: Trường Đại học Lâm nghiệp

            -  Nghiên cứu sinh

+ Họ tên NCS: Nguyễn Xuân Nguyên

+ Khóa đào tạo NCS: 2020 - 2024

+ Ngành: Kỹ thuật cơ khí;             Mã số:  9.52.01.03

            -  Người hướng dẫn khoa học

            -  Người hướng dẫn khoa học

+ Họ tên người hướng dẫn khoa học:

Hướng dẫn 1: Hoàng Sơn

+ Chức danh khoa học:                                           học vị: Tiến sĩ

+ Đơn vị công tác: Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Hướng dẫn 2: Nguyễn Phạm Thục Anh

+ Chức danh khoa học: Phó giáo sư;                     học vị: Tiến sĩ

+ Đơn vị công tác: Đại học Bách khoa Hà Nội

            II) Những đóng góp mới về mặt học thuật, lý luận của luận án:

1.  Về mặt học thuật:

            a. Bằng các phương pháp nghiên cứu trong lý thuyết động lực học đã xây dựng được mô hình, thiết lập phương trình động lực học cho robot leo cầu thang khi chưa xét tới động lực học do va đập với cầu thang. Từ kết quả này, đã đề xuất hệ thống điều khiển truyền động cho động cơ nhằm đảm bảo khả năng di chuyển của robot khi đi trên đường bằng, leo cầu thang (vượt chướng ngại vật).

            b. Kết quả thực nghiệm kiểm chứng mô hình tính toán lý thuyết cho thấy hệ số tương quan r giữa dãy các giá trị góc nghiêng φ dẫn tới hiện tượng lật của mô hình tính toán lý thuyết và kết quả thực nghiệm đều thỏa mãn r > 0,8, điều đó chứng tỏ mô hình tính toán theo lý thuyết phù hợp với thực tế có độ tin cậy cần thiết. Bằng nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết đã sử dụng được vận tốc lớn nhất của khi xuống cầu thang V_max = 0,45 (m/s) và khi lên V_max = 2,8 (m/s) ứng với độ dốc cầu thang β=30⁰ và gia tốc thay đổi cụm ắc quy (đối trọng) tương ứng là a_Q = 0,4 (m/s²) và a_Q = 1 (m/s²)

            2.  Những luận điểm mới rút ra từ kết quả nghiên cứu của luận án:

            a. Đã xây dựng được mô hình, thiết lập được phương trình động lực học của robot tương tác với bậc cầu thang trong quá trình di chuyển lên, xuống cầu thang, đề xuất cơ cấu chống lật thông qua thuật toán điều khiển vị trí đối trọng, khảo sát hệ phương trình động lực học xác định được:

• Giá trị tối ưu của góc leo robot (góc nghiêng phía trước mặt xích) là ᵞ = 45⁰
• Ảnh hưởng của các giá trị (góc dốc cầu thang β, góc leo robot ᵞ, vận tốc lớn nhất robot V_max và gia tốc của đối trọng a_Q) tới khả năng bị lật của robot;
•  Các cặp giá trị tương ứng, với mỗi các giá trị góc dốc của bậc cầu thang β và góc leo robot ᵞ  với vận tốc leo lớn nhất của robot V_max, thì cần giá trị gia tốc tương ứng của cụm ắc quy a_Q để robot không bị lật.

            b. Thiết lập được mối quan hệ giữa các đại lượng góc nghiêng φ là hàm của gia tốc đối trọng a_Q. Kết quả này tạo thuận lợi để thiết lập thuật toán điều khiển đối trọng chống lại hiện tượng lật của robot khi va chạm với cầu thang.

            c. Luận án đã xây dựng được bảng xác định giá trị giới hạn vận tốc của robot chữa cháy khi di chuyển lên xuống cầu thang trong quá trình hoạt động chữa cháy, kết quả này là cơ sở xác định chế độ sử dụng an toàn cho robot chữa cháy công trình công nghiệp.

                                                                                               Hà Nội, ngày      tháng  7   năm 2025

                          Tập thể hướng dẫn                                                      Nghiên cứu sinh

                 TS Hoàng Sơn                                                                  Nguyễn Xuân Nguyên

                 PGS.TS Nguyễn Phạm Thục Anh                                   

 

 

 

Information Page on the New Academic and Theoretical Contributions of the Dissertation

I. General Information:

• Dissertation Title and Training Institution:
  • Dissertation Title: "Research on Dynamics and Control of Firefighting Robots for Industrial Workshops"
  • Training Institution: Vietnam National University of Forestry
• PhD Candidate:
  • Full Name: Nguyen Xuan Nguyen
  • Training Course Duration: 2020 – 2024
  • Field of Study: Mechanical Engineering
  • Code: 9.52.01.03
• Supervisors:
  • Supervisor 1: Hoang Son
    • Academic Title / Degree: PhD
    • Affiliation: Posts and Telecommunications Institute of Technology
  • Supervisor 2: Nguyen Pham Thuc Anh
    • Academic Title / Degree: Associate Professor, PhD
    • Affiliation: Hanoi University of Science and Technology

II. New Academic and Theoretical Contributions of the Dissertation:

1. Academic Contributions:

a. Using theoretical dynamics research methods, a model and dynamic equations for a stair-climbing robot (excluding dynamics due to collision with stairs) were established. Based on these results, a drive control system was proposed to ensure the robot's mobility on flat terrain and its ability to climb stairs (overcoming obstacles).

b. Experimental validation of the theoretical model showed a correlation coefficient r > 0.8 between the inclination angle φ leading to the robot's overturn in the theoretical model and the experimental results, indicating a high level of reliability of the theoretical model. Both theoretical and experimental research determined the maximum velocities of Vmax = 0.45 m/s (descending stairs) and Vmax = 2.8 m/s (ascending stairs), corresponding to a stair slope of β = 30°, and the acceleration of the counterweight battery module being aQ = 0.4 m/s² (descending) and aQ = 1 m/s² (ascending).

1. Theoretical Contributions Drawn from the Research Results:

a. The model and dynamic equations for the robot interacting with stair steps during ascent and descent were successfully developed. An anti-overturning mechanism was proposed via a counterweight position control algorithm. From analyzing the system of dynamic equations, the following conclusions were drawn:

• The optimal climbing angle (inclination at the front of the robot's track) is γ = 45°;
• The effects of the stair slope angle β, robot climbing angle γ, maximum climbing velocity Vmax, and counterweight acceleration aQ on the robot's overturn risk were analyzed;
• For each combination of stair slope β and climbing angle γ with a corresponding maximum climbing velocity Vmax, a specific counterweight acceleration aQ is required to prevent the robot from overturning.

b. A functional relationship was established between the robot's inclination angle φ and the counterweight acceleration aQ. This result facilitates the development of a counterweight control algorithm to prevent overturning during stair collisions.

c. A table was developed to define the limit velocities of the firefighting robot while ascending and descending stairs during fire response operations. This serves as a foundation for determining safe operating parameters for firefighting robots in industrial settings.

                                                                                                    Hanoi, dated , 2025

Supervisory Committee                                                            PhD Candidate

Dr. Hoang Son                                                                       Nguyen Xuan Nguyen

Assoc. Prof. Dr. Nguyen Pham Thuc Anh