Thiết kế, chế tạo xe lăn điều khiển đa hướng trên mọi địa hình

BM01QT05DT KT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO XE LĂN ĐIỀU KHIỂN ĐA HƯỚNG TRÊN MỌI ĐỊA HÌNH NGÀNH KĨ THUẬT CƠ KHÍ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN PGS TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG Sinh viên thực hiện MSSV Lớp TRẦN NHẬT TÚ 1711040470 17DCKB1 VÕ TẤN PHÚ 1711040401 17DCKB1 NGUYỄN HỮU CẢNH 1711142976 17DCKB1 TP Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 09 năm 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quá nêu trong luận vă.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO XE LĂN ĐIỀU KHIỂN ĐA HƯỚNG TRÊN MỌI ĐỊA HÌNH NGÀNH: KĨ THUẬT CƠ KHÍ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG Sinh viên thực MSSV TRẦN NHẬT TÚ 1711040470 17DCKB1 VÕ TẤN PHÚ 1711040401 17DCKB1 NGUYỄN HỮU CẢNH 1711142976 17DCKB1 TP Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 09 năm 2021 Lớp LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp.HCM, Ngày 24 Tháng Năm 2021 Sinh Viên Thực Hiện Nguyễn Hữu Cảnh Trần Nhật Tú i Võ Tấn Phú LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, chúng em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cô, Gia đình Bạn bè Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến Quý Thầy Cô Viện Kỹ Thuật HUTECH -Trường Đại Học Công Nghệ Tp HCM, với vốn tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường.Và đặc biệt học kỳ Viện Kỹ Thuật Hutech tổ chức cho chúng em thực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP bước chuẩn bị cuối kĩ cần thiết chuyên môn kỹ liên quan nhằm phục vụ cho công việc sau trường Chúng em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô Viện Kỹ Thuật HUTECH Thầy PGS.TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG theo sát trực tiếp hướng dẫn chúng em suốt thời gian nghiên cứu thực đề tài Kính chúc Quý Thầy Cô thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp có nhiều tâm huyết truyền đạt kiến thức cho hệ trẻ mai sau Đề tài thực khoảng thời gian 12 tuần, chắn tránh khỏi thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp quý báu Quý Thầy Cơ bạn để đề tài hồn thiện Trân trọng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .vii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC BẢNG xiii LỜI NÓI ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 1.1 Mục tiêu 1.2 Nhiệm vụ 1.3 Kế hoạch nghiên cứu bước thực TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu 3.3 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chương 1: GIỚI THIỆU XE LĂN ĐIỆN 1.1 Lịch sử xe đẩy 1.2 Xe lăn điện 13 Chương 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 16 2.1 Tình hình chung 16 2.2 Lựa chọn công nghệ xe lăn điện phù hợp 18 iii 2.3 Các công nghệ xe lăn điện 18 2.4 Các thách thức công nghệ xe lăn 21 2.4.1 Về tiêu chuẩn an toàn 21 2.4.2 Về thử nghiệm an toàn xe 21 Chương 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 23 3.1 Các vấn đề đặt 23 3.2 Phương pháp nghiên cứu 23 3.3 Phạm vi giới hạn nghiên cứu 24 3.4 Vai trị cơng dụng xe lăn điện 24 Chương 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ XE LĂN ĐIỀU KHIỂN ĐA HƯỚNG TRÊN MỌI ĐỊA HÌNH 25 4.1 Yêu cầu thiết kế 25 4.2 Xe lăn dẫn động cầu ( Mid Wheel Drive – MDR ) 25 4.2.1 Định nghĩa bánh dẫn động ( Driver wheel ) 26 4.2.2 Xe lăn dẫn động cầu sau ( Rear wheel drive) 26 4.2.3 Xe lăn dẫn động cầu trước ( Front wheel drive ) 27 4.2.4 Xe lăn dẫn động cầu ( Mid wheel drive ) 28 4.2.5 Kết luận 30 4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến xe lăn điện 31 4.3.1 Sơ đồ khối nguyên lý hoạt dộng theo máy 31 4.3.2 Ảnh hưởng điện áp đến với tốc độ xe lăn điện 32 4.3.3 Ảnh hưởng điều kiện ngoại cảnh đến với tốc độ xe lăn điện 32 4.4 Các phương pháp điều khiển tốc độ xe lăn điện 33 4.4.1 Khái niệm phương pháp điều khiển động điện 33 4.4.2 Phương pháp điều khiển xe lăn điện 34 4.5 Các chế độ hoạt động xe lăn điện 37 4.6 Các lỗi cảnh báo trình hoạt động 37 iv 50 Ø30 Ø27 200 Số lượng: 40 YÊU CẦU KỸ THUẬT Các chi tiết kết nối với mối hàn phải đều, ngấu, thấu, đủ kích thước, khơng khuyết tật Làm cạnh sau gia công Dung sai gia công ± 0.1mm Thiết kế Trần Nhật Tú Duyệt Nguyễn T Phương 14/07/21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM CHÂN KHUNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Vật liệu: Thép C45 1:2 Tờ số: 25 Ø28 Ø25 650 Thông số kỹ thuật: Làm cạnh sau gia công Dung sai gia công ± 0.1mm Số lượng: Thiết kế Trần Nhật Tú Duyệt Nguyễn T Phương 14/07/21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM THEP ỐNG Ø25 650MM Vật liệu: Thép C45 1:2 Tờ số: 26 x Ø6 30 30 30 30 30 30 65 20 40 65 615 Thông số kỹ thuật: Làm cạnh sau gia công Dung sai gia công ± 0.1mm Số lượng: Thiết kế Trần Nhật Tú Duyệt Nguyễn T Phương 14/07/21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM TẤM LA NGANG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Vật liệu: Thép C45 1:2 Tờ số: 27 20 89 60 86 67 30° 17.5 11.75 Ø170 65 15 33 x Ø10 30 30 30 30 30 Thông số kỹ thuật: Bề dày ống cacte 5mm Các cạnh bo góc R2 Dung sai gia cơng ± 0.1mm 440 Số lượng: Ø35 Thiết kế Trần Nhật Tú Duyệt Nguyễn T Phương 14/07/21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM TÊN BẢN VẼ Vật liệu: Nhựa PVC 1:2 Tờ số: 28 50 80 40 40 Ø30 Ø28 350 x Ø10 Số lượng: 10 YÊU CẦU KỸ THUẬT Các chi tiết kết nối với mối hàn phải đều, ngấu, thấu, đủ kích thước, khơng khuyết tật Làm cạnh sau gia công Dung sai gia công ± 0.1mm Thiết kế Trần Nhật Tú Duyệt Nguyễn T Phương 14/07/21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM CÂY GÁ CỤM ĐIỀU KHIỂN Vật liệu: Thép C45 1:2 Tờ số: 29 x Ø6 60 40 10 R10 477 Thông số kỹ thuật: Làm cạnh sau gia công Dung sai gia công ± 0.1mm Số lượng: Thiết kế Trần Nhật Tú Duyệt Nguyễn T Phương 14/07/21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM GÁ ĐỠ XY LANH TRÊN KHUNG XE LĂN Vật liệu: Thép C45 1:1 Tờ số: 30 x Ø6 56.5 40 10 R10 470 Thông số kỹ thuật: Làm cạnh sau gia công Dung sai gia công ± 0.1mm Số lượng: Thiết kế Trần Nhật Tú Duyệt Nguyễn T Phương 14/07/21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM GÁ ĐỠ XY LANH TRÊN SOLAR PANEL Vật liệu: Thép C45 1:1 Tờ số: 31 13 Ø20 Ø12 Thông số kỹ thuật: Làm cạnh sau gia công Dung sai gia công ± 0.02mm Số lượng: Thiết kế Trần Nhật Tú Duyệt Nguyễn T Phương 14/07/21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM GỐI ĐỠ TRỤC BÁNH XE 13MM Vật liệu: Thép C45 2:1 Tờ số: 32 47 Ø20 Ø12 Thông số kỹ thuật: Làm cạnh sau gia công Dung sai gia công ± 0.02mm Số lượng: Thiết kế Trần Nhật Tú Duyệt Nguyễn T Phương 14/07/21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM GỐI ĐỠ TRỤC BÁNH XE 47MM Vật liệu: Thép C45 2:1 Tờ số: 33 350 A 75 385 YÊU CẦU KỸ THUẬT - bánh xe cân khung xe khung xe song song với bề mặt thi công Trục truyền động song song với khung xe lăn Trục truyền động bên phải đối xứng, song song - 80 CHI TIẾT A TỶ LỆ 1:2 25 TT 1 Bệ để chân cao su Động 330W + Hộp số 20:1 Bánh xe cao su đặc 100mm Số Tên gọi lg Gá đỡ xi lanh khung xe Khung xe lăn Tấm la cố định bệ để chân Kí hiệu BẢN VẼ LẮP CỤM 150 25 Chức Thiết kế Họ tên Trần Nhật Tú H.dẫn Ng.Thanh Phương Duyệt Ng.Thanh Phương Chữ kí Cao su XE LĂN ĐIỀU KHIỂN ĐA HƯỚNG TRÊN MỌI ĐỊA HÌNH ĐỀ TÀI 17 Ghi Vật liệu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Số lượng Ngày 10/8 Thép C45 Thép C45 Thép C45 Cao su 01 Tờ Khối lượng Tỉ lệ 1:5 Số tờ : 01 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN KỸ THUẬT-HUTECH MSSV: 1711040470 11 10 12 13 CHI TIẾT B TỶ LỆ 1:2 B 13 12 11 10 Bộ rulo tăng sên Nhông 35-16T Nhông 35-24T với mặt bích Đai ốc tán chiều M12 Gối đỡ trục bánh xe 47mm 6301-Z/MTVC525 TT Vòng bi SKF Gối đỡ trục bánh xe 13mm Cốt bánh xe M12 160mm Tên gọi Kí hiệu 2 2 2 Số lg BẢN VẼ LẮP CỤM Chức Thiết kế Họ tên Trần Nhật Tú H.dẫn Ng.Thanh Phương Duyệt Ng.Thanh Phương Chữ kí Inox 304 Inox 304 XE LĂN ĐIỀU KHIỂN ĐA HƯỚNG TRÊN MỌI ĐỊA HÌNH ĐỀ TÀI 17 Ghi Vật liệu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Số lượng Ngày 11/8 Thép S45C Thép S45C Inox 304 Inox 304 01 Tờ Khối lượng Tỉ lệ 1:5 Số tờ : 02 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN KỸ THUẬT-HUTECH MSSV: 1711040470 15 16 D 85 17 237 244 14 D-D C 150 18 Cây gắn cụm điều khiển Hộp điện 100x100mm 18 17 16 15 14 114 D TT Khung hỗ trợ ghế Dè bánh xe Ống cacte bảo vệ động Tên gọi Kí hiệu 1 2 Số lg BẢN VẼ LẮP CỤM CHI TIẾT C TỶ LỆ 1:2 Chức Thiết kế Họ tên Trần Nhật Tú H.dẫn Ng.Thanh Phương Duyệt Ng.Thanh Phương Chữ kí XE LĂN ĐIỀU KHIỂN ĐA HƯỚNG TRÊN MỌI ĐỊA HÌNH ĐỀ TÀI 17 Ghi Vật liệu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Số lượng Ngày 10/8 Thép C45 Nhựa PVC Thép C45 Inox 304 Nhựa PVC 01 Tờ Khối lượng Tỉ lệ 1:5 Số tờ : 03 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN KỸ THUẬT-HUTECH MSSV: 1711040470 19 E x M3 22 154 F CHI TIẾT F 20 23 TỶ LỆ 2:1 21 G 27 155 26 E-E CHI TIẾT G E 28 272 TỶ LỆ 2:1 24 25 YÊU CẦU KỸ THUẬT - Hai xi lanh điện 12V hành trình 300mm - 45m/s phải lắp song song đối xứng với Dung sai gia công ±0.1 27 Gá đỡ kết cấu cụm lượng Thép C45 27 Bản lề Inox 304 26 Ốc lục giác M3 Thép C45 25 24 23 22 21 20 19 Gá đỡ xi lanh khung xe Khớp xi lanh Xi lanh điện 12V - 300mm Gá đỡ xi lanh solar panel 2 Số lg Thép C45 Thép C45 TT Chân khung cụm lượng Ốc lục giác M7 Thép ống Ø25 650mm Tên gọi Kí hiệu BẢN VẼ LẮP CỤM Chức Thiết kế Họ tên Trần Nhật Tú H.dẫn Ng.Thanh Phương Duyệt Ng.Thanh Phương Chữ kí XE LĂN ĐIỀU KHIỂN ĐA HƯỚNG TRÊN MỌI ĐỊA HÌNH ĐỀ TÀI 17 Ghi Vật liệu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Số lượng Ngày 12/8 Thép C45 Thép C45 Thép C45 Thép C45 01 Tờ Khối lượng Tỉ lệ 1:5 Số tờ : 04 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN KỸ THUẬT-HUTECH MSSV: 1711040470 GHI CHÚ 10 11 Lắp ráp cụm động khung xe lăn, xem Bảng vẽ lắp cụm Lắp ráp bánh xe với cụm truyền động, xem Bảng vẽ lắp cụm Lắp ráp khung hỗ trợ ghế, dè xe, tay gắn cụm điều khiển, xem Bản vẽ lắp cụm Lắp ráp khung cụm lượng Solar Panel, xi lanh điện vẽ lắp cụm YÊU CẦU KỸ THUẬT 12 13 14 15 16 17 Lắp ráp hoàn thiện, chạy thử xe tiếng đồng hồ Kiểm tra nhông sên dĩa hoạt động ổn đỉnh, kiểm tra có sai lệch q trình chuyển động Chạy thử xi lanh điện 100 lần lên xuống Kiểm tra xi lanh có song song, đồng tốc độ, ổn định qua trình lên xuống gấp gọn Toàn khung xe phải sơn phủ lớp sơn có tác dụng chống gỉ Lớp sơn phải bám chắc, khơng bọt khí, chịu thay đổi môi trường Kiểm tra lại mối hàn phải đều, ngấu, thấu, đủ kích thước, khơng khuyết tật 30 Bánh xe 29 Bánh xe cao su đặc 100mm Cao su 28 Bệ để chân cao su Cao su 27 Tấm la cố định bệ để chân Thép C45 26 Tán M16 Thép C45 25 Bình ắc quy Globe 12V-20Ah Thép C45 24 Ống cacte bảo vệ động Thép C45 23 Động 330W + Hộp số 20:1 Thép C45 22 Khung xe lăn Thép C45 21 Nhơng 35-16T Thép S45C Vịng bi SKF 19 Gối đỡ trục bánh xe 13mm Inox 304 18 Cốt bánh xe M12-160mm Inox 304 17 Bộ rulo tăng sê 16 Hộp điện 100x100 mm Nhựa PVC 15 Chân khung cụm lượng Thép C45 14 Xi lanh điện 12V - 300mm 13 Khung hỗ trợ ghế Thép C45 12 Thép ống Ø25 650mm Thép C45 11 Khớp xi lanh Thép C45 10 Gá đỡ xi lanh solar panel Thép C45 Mono Solar panel 100w Bản lề Ghế ngồi Đai ốc tán chiều M12 Dè bánh xe Controller 20 18 19 20 30 TT 6301-Z Cây gắn cụm điều khiển Gối đỡ trục bánh xe 47mm Nhơng 35-24T + mặt bích Tên gọi Kí hiệu 2 1 2 Số lg BẢN VẼ CHẾ TẠO 29 28 27 26 25 24 23 22 21 Chức Thiết kế Họ tên Trần Nhật Tú H.dẫn Ng.Thanh Phương Duyệt Ng.Thanh Phương Chữ kí Inox 304 Inox 304 Thép C45 Inox 304 Thép S45C XE LĂN ĐIỀU KHIỂN ĐA HƯỚNG TRÊN MỌI ĐỊA HÌNH ĐỀ TÀI 17 Ghi Vật liệu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Số lượng Ngày 10/8 Inox 304 01 Tờ Khối lượng Tỉ lệ 1:5 Số tờ : 05 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN KỸ THUẬT-HUTECH MSSV: 1711040470 800 1° Trọng tâm người ngồi 75 265 400 350 512 1200 332 753 900 430 220 100 860 100 412 545 830 380 480 640 450 1400 THÔNG SỐ KỸ THUẬT Hệ dẫn động 450 Dẫn động cầu ( MWD ) Kích thước ( dài x rộng x cao) 1400 x 900 x 1200 mm Khối lượng xe 95 kg Tải trọng cho phép 150 kg Động 24VDC - 660W (330W / đc) Loại bình Bình Ắc qui khơ Globe Dung lượng 40Ah Xi lanh điện 12VDC - 300 mm - 45 m/s Solar Panel Mono Solar Panel - 100W 430 THÔNG SỐ KỸ THUẬT Chức 603 Thiết kế Họ tên Trần Nhật Tú H.dẫn Ng.Thanh Phương Duyệt Ng.Thanh Phương Chữ kí Số lượng Ngày 16/8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XE LĂN ĐIỀU KHIỂN ĐA HƯỚNG TRÊN MỌI ĐỊA HÌNH ĐỀ TÀI 17 01 Tờ Khối lượng Tỉ lệ 1:5 Số tờ : 06 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN KỸ THUẬT-HUTECH MSSV: 1711040470 ... Hình 5.33: Bên hơng xe lăn điều khiển đa hướng địa hình 89 Hình 5.34: Phía sau xe lăn điều khiển đa hướng địa hình 90 Hình 5.35: Tổng quát chi tiết kết cấu xe lăn điều khiển đa hướng địa. .. phát triển mạnh mẽ 24 Chương QUY TRÌNH THIẾT KẾ XE LĂN ĐIỀU KHIỂN ĐA HƯỚNG TRÊN MỌI ĐỊA HÌNH 4.1 Yêu cầu thiết kế - Chế tạo xe lăn điều khiển đa hướng địa hình, để người sử dụng thoải mái nhất,... Vai trị cơng dụng xe lăn điện 24 Chương 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ XE LĂN ĐIỀU KHIỂN ĐA HƯỚNG TRÊN MỌI ĐỊA HÌNH 25 4.1 Yêu cầu thiết kế 25 4.2 Xe lăn dẫn động cầu