(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh

(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh(Đề tài NCKH) Thiết kế mô hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ MƠ HÌNH TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG THU HOẠCH RAU THỦY CANH SV2021-24 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ Thuật SV thực hiện: Huỳnh Văn Trưởng Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 181040B, Cơ Chế Tạo Máy Năm thứ: 3/Số năm đào tạo: Ngành học: Kỹ Thuật Công Nghiệp Người hướng dẫn: TS Lê Minh Tài TP Hồ Chí Minh, 14/2021 MỤC LỤC: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tính cấp thiết ý nghĩa khoa học đề tài 1.3 Các công trình nghiên cứu liên quan 1.4 Mục tiêu phương pháp nghiên cứu 1.5 Giới hạn đề tài .6 1.6 Nội dung nghiên cứu 1.7 Kế hoạch thực .6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .7 2.1 Giới thiệu hệ thống .7 2.1.1 Yêu cầu hệ thống 2.1.2 Các phương án xây dựng hệ thống điều khiển 2.2.3 Chọn lựa phương án tối ưu .9 2.2 Các công cụ hỗ trợ 2.2.1 Phần mềm thiết kế Inventor .9 2.2.2 Phần mềm lập trình PLC – GS Works CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠ KHÍ VÀ TÍNH BỀN CỦA HỆ THỐNG 10 3.1 Kết cấu sơ hệ thống 10 3.1.1 Bộ phận gắp 10 3.1.2 Bộ phận tách 11 3.1.3 Bộ phận đóng gói .11 3.2.4 Xe tự hành 11 3.2 Các phận, chi tiết hệ thống 12 3.3 Kiểm nghiệm độ bền trục .14 3.3.1 Số liệu đầu vào 14 3.3.2 Tính tốn kiểm nghiệm truyền xích 16 3.3.3 Tính tốn kiểm nghiệm truyền xích 18 3.3.4 Kiểm nghiệm độ bền trục 20 3.4 Kiểm nghiệm đồ bền biến dạng Khung máy 33 3.4.1 Tải tĩnh khung máy 34 3.4.2 Tải động khung máy 36 3.5 Kết luận .38 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VÀ ĐÁNH GIÁ .39 4.1 Hệ thống điều khiển phận gắp 39 4.1.1 Sơ đồ khối phận gắp .39 4.1.2 Nguyên lý hoạt động phận gắp 40 4.1.3 Lập trình điều khiển phận gắp– PLC Mitsubishi FX3U 41 4.2 Hệ thống điều khiển phận đóng gói 50 4.2.1 Sơ đồ khối hệ thống đóng gói 50 4.2.2 Nguyên lý hoạt động phận đóng gói 51 4.2.3 Lập trình điều khiển phận đóng gói – PLC Mitsubishi FX3U 52 4.3 Đánh giá hệ thống .57 4.3.1 Ưu điểm hệ thống .57 4.3.2 Nhược điểm hệ thống 57 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 58 5.1 Kết luận .58 5.2 Hướng phát triển 58 TÀI LIỆU KHAM KHẢO 59 PHỤ LỤC .60 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Các phận, chi tiết hệ thống 12 Bảng 3.1: Thông số động bước .14 Bảng 3.2: Thông số động cơ, trục I, trục II 15 Bảng 3.3: Thơng số truyền xích 17 Bảng 3.4: Thơng số truyền xích 20 Bảng 3.5: Kết kiểm nghiệm tải trọng tĩnh trục I .21 Bảng 3.6: Kết kiểm nghiệm tải trọng tĩnh trục II 24 Bảng 3.7: Kết kiểm nghiệm tải trọng động trục I 27 Bảng 3.8: Kết kiểm nghiệm tải trọng động trục II 30 Bảng 3.9: Kết kiểm nghiệm tải tĩnh 34 Bảng 3.10: Kết kiểm nghiệm tải động 36 Bảng 3.11: Kết mơ phân tích khung máy 38 Bảng 4.1: Bảng cấp phát địa phận gắp 41 Bảng 4.2: Bảng cấp phát địa phận đóng gói 52 i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CB CTHT KH-CN NN PLC XL Cảm biến Cơng tắc hành trình Khoa Học-Công Nghệ Nông nghiệp Programmable logic controller Xy lanh ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Thiết Kế Mơ Hình Tự Động Hóa Hệ Thống Thu Hoạch Rau Thủy Canh - Chủ nhiệm đề tài: Huỳnh Văn Trưởng Mã số SV: 18104058 - Lớp: 181040B Khoa: Cơ Khí Chế Tạo Máy - Thành viên đề tài: Stt Họ tên MSSV Lớp Khoa Lữ Hồng Khang 18104020 181040B Cơ Khí Chế Tạo Máy Lê Quốc Hiệp 18104011 181040B Cơ Khí Chế Tạo Máy - Người hướng dẫn: TS Lê Minh Tài Mục tiêu đề tài: Thiết kế chế tạo hệ thống thu hoạch rau thủy canh hoàn toàn tự động nhằm cải thiện nâng cao suất thu từ mô hình ni trồng thủy canh: rút ngắn thời gian lao động, giảm chi phí, sức người, sức Tính sáng tạo: Hiện nay, mơ hình “Ni trồng canh tác rau thủy canh” dần thay phương pháp theo mơ hình cũ: chưa tối ưu suất thu hoạch rau thủy canh Tuy nhiên mơ hình chưa áp dụng thiết bị, máy móc để tối ưu suất làm việc, cho hiệu kinh tế vượt trội Vì cần quy trình cơng nghệ tự động khép kín để nâng cao suất, rút ngắn thời gian cung ứng cho thị trường Kết nghiên cứu: − Mơ hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh (bản vẽ 2D, 3D, Mô động, ) − Bản thuyết minh hệ thống Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Thay đổi phương pháp sản xuất, canh tác truyền thống đưa dần vào hệ thống kỹ thuật đại kết hợp với yếu tố thời điểm, địa điểm nhằm mở rộng quy mô, diện tích mức độ đầu tư iii Hướng tới nông nghiệp bền vững, thân thiệt với môi trường, thích nghi với biến đổi yếu tố môi trường tương lai Giảm lao động nông nghiệp, đẩy mạnh, nâng cao suất chất lượng lao động máy móc sản phẩm dự án Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): khơng có Ngày 13 tháng 10 năm 2021 SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Ngày 13 tháng 10 năm 2021 Người hướng dẫn (kí, họ tên) iv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Hiện Nơng nghiệp chuyển mạnh mẽ xu áp dụng công nghệ thông minh Khoa học kỹ thuật Tiêu biểu hệ thống trồng rau thủy canh tự động Tuy nhiên cịn nhiều hạn chế hệ thống Đó làm để tối ưu hệ thống sản xuất, nguồn lao động nông nghiệp ngày giảm mạnh, đặc biệt khâu thu hoạch trình sản xuất 1.2 Tính cấp thiết ý nghĩa khoa học đề tài Việc thiết lập hệ thống tự động thu hoạch khép kín rau thủy canh giải pháp trước, thúc đẩy kinh tế phát triển bền vững, ổn định bắt kịp nhịp độ phát triển KH-CN Giải vấn đề thiếu hụt nhân lực xã hội, quan trọng dần thay lao động người xã hội CN 4.0 Từ yếu tố tác động liệt kê chúng em thấy rõ quan trọng tính cấp thiết đề tài 1.3 Các cơng trình nghiên cứu liên quan Với tâm huyết cung cấp rau cho người dân, đội ngũ kỹ sư BKFast phát triển dự án thủy canh tĩnh nhà Bằng thiết bị trồng rau đơn giản, gọn nhẹ khắc phục tối đa nhược điểm so với trồng rau thùng xốp Có thể ứng dụng mơ hình nơi hải đảo, miền núi, sân thượng, [1] Một nhóm gồm sinh viên Đà Nẵng sản xuất hệ thống sản xuất rau thủy canh ứng dụng Greendy điện thoại thông minh Hệ thống sử dụng thiết bị đơn giản máy bơm, cảm biến thu thập thông tin độ pH, nhiệt độ, mức nước, môdun thu phát không dây cài đặt để thu với điện thoại thông minh [2] 1.4 Mục tiêu phương pháp nghiên cứu Mục tiêu: Thiết kế chế tạo hệ thống thu hoạch rau thủy canh hoàn toàn tự động nhằm cải thiện nâng cao suất thu từ mơ hình ni trồng thủy canh: rút ngắn thời gian lao động, giảm chi phí, sức người, sức Phương pháp nghiên cứu: − Đọc kham khảo tài liệu thiết kế máy − Tham khảo tài liệu liên quan đến trồng rau thủy canh − Thực nghiệm chế tạo mơ hình 1.5 Giới hạn đề tài Hệ thống máy hoàn chỉnh thiết vào phận gắp, tách, đóng gói di chuyển Tuy nghiên nghiên cứu nhóm thiết kế phát triển phận gắp, tách đóng hệ thống máy thu hoạch rau thủy canh 1.6 Nội dung nghiên cứu − Chương 1: Tổng quan đề tài − Chương 2: Cơ sở lý thuyết − Chương 3: Thiết kế khí tính bền hệ thống − Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển tự động đánh giá − Chương 5: Kết luận hướng phát triển hệ thống 1.7 Kế hoạch thực − Thiết kế chi tiết mơ hình 3D, vẽ 2D, mơ hệ thống − Kiểm nghiệm độ bền, khả vận hành − Lập trình vận hành cho hệ thống (PLC) − Bản thuyết minh hệ thống CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu hệ thống 2.1.1 Yêu cầu hệ thống Để thu hoạch giàn rau thủy canh, hệ thống đòi hỏi phải hoạt động theo phương (Hình 1.1) sau: − Phương x: máy (tay kẹp) đưa đến gắp rọ rau thủy canh xác định − Phương z: máy (bàn nâng) đưa lên tầng rau để tiếp tục thu hoạch − Phương y: di chuyển máy (động xe) đến vị trí cần thu hoạch rau Hình 1.1: Các phương chiều hoạt động hệ thống 2.1.2 Các phương án xây dựng hệ thống điều khiển a) Phương án 1: − Sử dụng mạch điều khiển Arduino − Các Sensor đặt tay kẹp để phát ví trí cần kẹp, đặt tầng giàn thủy canh để bàn nâng dừng lại để tiến hành thu hoạch − Trục vít-me điều khiển lên xuống bàn nâng máy động xe điều khiển động bước Ưu điểm: − Với mạch Arduino dễ dàng lập trình với hệ thống tinh vi cho phép quản lý thiết bị tốt − Các sensor hoạt động linh hoạt, dễ dàng điều chỉnh phù hợp theo yêu cầu đặt − Điều khiển động bước trục vit-me, tăng độ xác di chuyển hệ thống máy theo yêu cầu thực Nhược điểm: b) Mạch phần cứng PLC hệ thống đóng gói Hình 4.2: Mạch phần cứng PLC phận gắp 53 c) Mạch PLC hệ thống đóng gói 54 55 56 4.3 Đánh giá hệ thống Trong trình lên ý tưởng thiết hồn thiện sản phẩm, nhóm nổ lực để đảm bảo yếu tố: Khả đáp ứng yêu cầu hệ thống, khả kinh tế mang lại, độ bền hệ thống Với mục tiêu tận dụng tối đa khâu với bố trí tối ưu mang lại hiệu cao cho người sử dụng Từ sở để nâng cao hiệu suất sản xuất mô hình ni trồng rau thủy canh 4.3.1 Ưu điểm hệ thống − Nâng cao suất làm việc − Giải vấn đề thiếu hụt lao động nơng nghiệp − Ứng dụng tự động hóa nơng nghiệp − Tính linh hoạt cao, dễ thay đổi số trình vận hành: tốc độ thu hoạch, kích thước cho trước ứng với điều kiện thực tế − Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng, thay linh kiện 4.3.2 Nhược điểm hệ thống − Khối lượng thể tích hệ thống lớn khó khăn vận chuyển − Khả đồng phận hệ thống chưa cao − Chưa đánh giá số thực tế nghiên cứu dừng mơ hình 57 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Khảo sát ứng dụng thực tế cho thấy hệ thống thu hoạch rau thủy canh mang lại nhiều hiệu kinh phí hệ thống khơng cao so với hệ thống kèm theo tính vượt trội góp phần quan trọng phát triển ngành kinh tế nông nghiệp phát triển thời đại 4.0 Việc thiết kế phần mềm mơ giúp kiểm sốt chặt chẽ thông số, phận, khả hoạt động vận hành, Mặt khác dễ dàng thay đổi thiết kế, thông số để tạo sản phẩm phù hợp với loại yêu cầu khách hàng Đấy tính linh động việc thiết kế hệ thống nhóm Khai thác ứng dụng khả công nghệ vào sản xuất để phát triển nông nghiệp thông minh, tiện lợi bền vững Dần thay lao động chân tay người tương lai không xa Các khó khăn khơng thể tránh khỏi việc đồng hệ thống vào sở sản xuất, bước ngoặc để khẳng định vai trị khả kinh tế mà hệ thống mang lại, để từ mở rộng quy mơ áp dụng diện rộng Trong trình sử dụng vận hành hệ thống có nhiều yếu tố tác động làm thay đổi định hướng cấu máy hệ thống Tuy nhiên, việc có xu hướng tích cực làm cho hệ thống máy ngày trở nên phù hợp với loại đối tượng làm việc: địa hình, khí hậu, loại rau canh tác, quy mơ áp dụng sản phẩm,… Nói cách khác, với tính linh hoạt việc thiết kế ta dễ dàng thay đổi cho phù hợp với yêu cầu cải tiến đặt Sau thực đề tài, Nhóm tự rút nhiều học bổ ích, góp phần củng cố kiến thức kỹ mềm Bằng nổ lực nhóm mong thời gian gần hồn thiện sản phẩm Một lần xin phép cảm ơn Thầy Lê Minh Tài hướng dẫn đề tài nhóm chúng em 5.2 Hướng phát triển − Khắc phục nâng cao vấn đề tiềm ẩn gặp phải hệ thống − Mở rộng quy mô áp dụng hệ thống nhiều đối tượng khác − Nghiên cứu phát triển hệ thống kết hợp với thiết bị thông minh khác: pin lượng mặt trời, điều khiển từ xa, AI, 58 TÀI LIỆU KHAM KHẢO trồng rau thủy canh tâm huyết đội ngũ kỹ sư bkfast, [1] Dự án https://bkst.vn/du-an-trong-rau-thuy-canh-tam-huyet-cua-doi-ngu-ky-su-bkfast/ [2] Nhóm sinh viên với dự án trồng rau không cần đất, Nhóm sinh viên với dự án trồng rau khơng cần đất (baotainguyenmoitruong.vn) [3] Tính Tốn Thiết Kết Hệ Dẫn Động Cơ Khí, Tập Một, PGS TS Trịnh Chất, TS Lê Văn Uyển [4] Hiệu từ mơ hình trồng rau thủy canh, https://baothanhhoa.vn/kinhte/hieu-qua-tu-cac-mo-hinh-trong-rau-thuy-canh/130518.htm [5] Nghiên cứu trồng rau thủy canh công nghệ cao, http://qlkh.tnu.edu.vn/theme/details/881/nghien-cuu-trong-rau-thuy-canh-congnghe-cao-trong-dieu-kien-nha-co-mai-che-san-xuat-trong-nuoc-phuc [6] Phương Pháp Thủy Canh Là Gì Các Mơ Hình Trồng Rau Thủy Canh, https://www.thietbithuycanh.vn/thuy-canh-la-gi-va-cac-mo-hinh-trong-rauthuy-canh/ [7] Hướng dẫn thu hoạch rau vệ sinh vật dụng thủy canh sau thu hoạch, https://www.lisado.vn/huong-dan-thu-hoach-rau-va-ve-sinh-vat-dung-thuycanh-sau-thu-hoach/ [8] Những điều cần làm trước sau thu hoạch rau thủy canh, https://bachnong.vn/tin-tuc/tin-tuc-nong-nghiep/nhung-dieu-can-lam-truoc-vasau-thu-hoach-rau-thuy-canh.html 59 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Bản vẽ lắp hệ thống thu hoạch rau thủy canh tự động Phụ lục 2: Bản vẽ phận gắp 1-2 Phụ lục 3: Bản vẽ phận gắp 2-2 Phụ lục 4: Bản vẽ phận tách 1-2 Phụ lục 5: Bản vẽ phận tách 2-2 Phụ lục 6: Poster đề tài 60 19 18 16 17 15 34 14 D D 33 32 13 31 12 30 C E-E 11 20 35 21 10 39 22 09 40 23 08 41 36 42 25 37 43 38 44 1875 24 E E 46 26 07 27 45 06 46 05 28 29 04 A 03 02 01 Thanh c 01 Nh a PVC 44 N p ch p phi 160 02 Nh a PVC 43 M y b m 12V 5A 01 42 Xy lanh TN20x90 02 41 Kh p n i s ng phi 27 01 40 Tay t ch r 01 39 c M26 01 38 c M10 04 37 Thanh l p gi c h t 01 Mica 36 Thanh l n gi c h t 01 Mica 35 H p 34 M ng tr t b Khung 1335 B ng g i L p v o xy lanh 01 01 b truy n x ch 02 04 S hi u: 40B13 31 a x ch n ng l n 07 S hi u: 40B25 30 ng th p d5 03 Th ng 02 ng s n ph m Thanh tr t ng c b c 01 26 B ph n g p r 01 Th ng Inox 02 27 ng bao b S hi u: 57BYGH311-01 01 Mica 24 N p vu ng g c 30x30 02 23 Gi c h t ch n kh ng M10 05 22 C c h t f26 05 21 M ng tr t a 01 20 B ph n t ch r 01 19 Tr c tr n d14 02 Th p 03 H p kim gang 18 G i tr c d14 17 Kh p n i tr c d12 01 16 ng c gi m t c 01 S Hi u: JGY370 160rpm 15 Piston l y r 01 S hi u: MHC2-16 14 G i 13 ng c x ch n ng r tr c d12 04 01 12 Tr c d8 06 11 B l cr a 01 10 X ch tai g WK-1 01 09 Khung n ng r 16 08 C ( 1:5 ) L p v o th ng a x ch n ng nh 25 D-D ng r D i 140 mm 32 28 B ( 1:5 ) Th p ng n c phi 160 29 A(1:5) 03 45 33 1450 nh khung m y v xe Bu long, c M5 S hi u: 57HS7630A4 Th p d i 150mm d i 140mm 32 07 ng n c d40 01 Nh a PVC 06 ng ch p phi 140 02 Nh a PVC 05 G i 06 H p kim gang Th p Th p vu ng 25x25 xoay, t nh ti n tr c D8 04 Khung m y 01 03 Xe t h nh 01 02 Khung xe M10NTT 04 Th p 01 B nh xe d200 04 Cao su khung m y V tr T ng i S l ng V t li u Ghi ch S l ng Kh i l ng NGHI N C U KHOA H C Thi t k h th ng thu ho ch rau th y canh t 2:15 ng T s Ch c n ng H v t n Thi t k H ng d n Duy t L Minh T i Ch k T l T ng s t Ng y B n v l p h th ng thu ho ch rau th y canh t ng Tr ng i h c SPKT TP.HCM Khoa: C Kh Ch T o M y 150,00 293 37,50 17 18 19 20 21 22 23 16 23 15 r ng 189,00 22 21 20 600 14 13 725 12 11 10 02 ng c Step 57 G ng c Step 57 r ng b=6mm 01 01 01 b=6mm 19 Puly 01 GT2 60 r ng 18 Puly 05 GT2 20 r ng 17 Th p h p 01 16 Tr c tr n 01 15 Nh m nh h nh 01 14 Nh m nh h nh 02 13 B tr t ra-v o 02 12 B tr t l n-xu ng 02 11 Th p ch V 08 10 B ng t i 01 Th p t m 01 Th p t m 01 Tr c tr n 02 Th p ch V 04 G i tr c ngang 04 Nh m nh h nh 01 Nh m nh h nh 02 Xi lanh tay k p Ke g c nh m V tr 05 nh h nh 04 T ng i SL MHC2-16 Ghi ch B PH N G P (26) i h c S ph m K thu t TP.HCM of R32,5 2-02 20,0 23,9 4,0 5,0 R1,0(4x) 7,0 4,0 170,00 3,0 12,5 7,0 28,0 5,0 7,0 R3,0 2,0 2,9 2,0 2-03 2,0 R4,0 Thru R8,5 14 R2,0 Thru (4x) R0,8 44,6 41,0 3,0 4,4 2-04 23,6 2-04 R37,5 7,0 2-01 R1,0 R0,8 Thru (2x) 7,0 4,0 22,7 2-03 8,0 29,8 2,2 R2,0 30,0 86,0 75,0 575,0 11 170,0 M8 R11,9 13 13-01 R9,8 10,2 M8 R8,0 R6,0 R4,0 R1,5 R2,5 Thru 13-07 17 R21,0 R12,5 7,0 7,0 2,0 12-04 M8 5,9 13-06 13-02 13,0 5,2 2,0 7,0 7,0 1,0 R11,0 R9,0 R7,0 R5,0 R4,0 13-04 10,0 R2,2 R2,5 8,0 R6,0 R2,5 1,5 13-06 17,10 15,0 5,0 40,0 5,0 10,0 15,0 585,0 4,0Thr(4x) R19,0 R4,0 R19,1 R5,0(4x) 8,0 47,1 71,0 13-07 22 R2,0(4x) 10,5 3,0 16 13-01 41,7 19,2 40,0 65,0 R3,5 57,0 5,0 X 45,00 R1,0 71,0 12-05 13-05 20,0 130,0 2,9 13-03 37,7 20,0 26,0 16,0 170,0 31,3 20,0 100,0 35,0 7,0 30,0 M5 13-03 3,5 4,0 3,0 30,0 8,0 19 76,0 13-04 R4,5 27,3 9,0 13-02 2,0 00 45 , 16,0 0,8 4,0 13-05 M5 9,2 2,9 12-01 R4,0Thru(4x) 18 M5 12-05 R18,5 R4,0 47,1 12-03 20,0 148,0 45 ,00 10,0 10,00 25,0 161,0 R2,5 (4X) 68,0 12 2,0 680,0 217,0 680,0 5,0 20,0 12-02 27,0 5,0 14,0 130,0 R2,8 13,0 5,0 25,0 R6,0 37,0 15 25,7 585,0 675,0 40,0 R4,0 R6,5 4,5 14 5,0 Thru (4x) 5,0 20,2 525,0 48,0 27,0 40,0 R4,0 R2,4 R5,0 R13,5 16,0 675,0 8,5 370,0 21 R4,0 10,0 37,0 B PH N G P (26) i h c S ph m K thu t TP.HCM of 64,00 97,00 161,80 312,00 12 11 10 12 Xi lanh t ch r 01 11 H c ch a r 01 10 Th p ch V 10 H c ch n rau 01 M ng ch a n T m l c l nh 01 T ml cl l n 01 B xoay r 01 G i 02 Kh p n i c 01 tr c 01 ng c gi m t c M ng tr V tr 01 01 t T ng i SL B JGY370-160rpm i h c S ph m K thu t TP.HCM Ghi ch PH N T CH (20) of 12,0 21,3 31,5 R3,0 10 R3,0 11-01 102,0 R2,5(28x) 5-03 30,0 300,0 8,0 M10 R4,0(4X) R11,0 R75,0 5-11 38,0 12,0 R2,5 100,0 R50,0 15,0 5-02 5-04 R5,0(10X) 5,0 5-05 68,0 M20 R5,0 62,0 5-10 90,00 55 ,0 165,00 M10 M20 5,0 5-12 R2,5 17,0 R3,5 R2,0 R8,0 2,0 40,0 R2,5 5,0 25,0 B PH N T CH (20) 22,0 R2,0 16 151,2 132,0 12,0 5-01 R100,0 5-10 5-11 12-05 10,0 R165,0 5,5 5-12 M6 12-04 01 39,4 R50,0 R75,0 3,6 45 , 00 5,0 R25,0 145 , R275,0 R330,0 9,6 15,34 0, 5-09 10 5-06 ,0 ,5 ,5 5,0 31 ,0 00 R8,0 2,0 0,0 30 ,0 19,2 12-03 42 40 R7,8 30,0 9,8 12-05 12-03 100,0 90,0 R2,4 R7,8 12-04 30,0 5-08 R100,0 R75,0 0, M10 ,0 R269 R334,5 9,6 15 19 R308,0 210,0 R10,2 50,0 5-07 40,0 5-06 13,0 5-05 5-04 9,0 12-02 5-09 5,0 5-03 51 , 43 5-01 5-02 R10,0 R10,0 11,4 20,0 5-08 96,0 18,0 186,0 1,0 70,0 200,0 650,0 16,0 164,0 R9,5 12 200,0 R5,0(6x) 200,0 11-02 38,0 12-01 650,0 2,0 M6 102,9 700,0 10,0 10,0 200,0 5,0 200,0 R2,5 650,0 25,0 11 200,0 R13,5 200,0 R3,0 150,0 70,0 650,0 5,0 76,3 200,0 725,0 25,0 50,0 50,0 50,070,0 15,0 24,0 16,0 71,0 68,0 8,0 16,0 16,0 R25,5 60,0 R50,0 105,0 R26,5 R2,0 10,3 R10,0 200,0 R5,0 82,5 R4,0 50,0 43,15 R4,0 36,0 67 ,32 52,0 6,0 90,0 R15,0 4,0 8,5 R53,0 5,0 20,0 R6,0 12,0 R24,4 23,0 170,0 42,0 R2,0 650,0 4,0 R10,0 R6,0 105,0 3,0 4,0 R13,0 15,0 53,0 160,5 R2,5(8X) 144,0 i h c S ph m K thu t TP.HCM of THIẾT KẾ MÔ HÌNH TỰ ĐỘNG HĨA HỆ THỐNG THU HOẠCH RAU THỦY CANH Giảng viên hướng dẫn: TS LÊ MINH TÀI Nhóm sinh viên thực hiện: HUỲNH VĂN TRƯỞNG 18104058 - Chủ nhiệm đề tài LÊ QUỐC HIỆP 18104011 LỮ HOÀNG KHANG 18104020 Email: 18104058@student.hcmute.edu.vn Đơn vị: KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY TÓM TÓM TẮT TẮT IV KẾT LUẬN III III KẾT KẾT QUẢ QUẢ NGHIÊN NGHIÊN CỨU CỨU MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Thiết kế mơ hình hệ thống thu hoạch rau thủy canh hoàn toàn tự động nhằm cải thiện nâng cao suất thu từ mơ hình nuôi trồng thủy canh: rút ngắn thời gian lao động, giảm chi phí, sức người, sức Sơ đồ khối - nguyên lý hoạt động NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG “Nâng cao suất Hệ thống mức tối ưu lượng tồn kho chuyền (WIP) mức tối thiểu phải đáp ứng tính Đồng Hệ thống.” ƯU ĐIỂM HỆ THỐNG - Nâng cao suất làm việc - Giải vấn đề thiếu hụt lao động nông nghiệp - Ứng dụng tự động hóa nơng nghiệp - Tính linh hoạt cao, dễ thay đổi số trình vận hành: tốc độ thu hoạch, kích thước cho trước ứng với điều kiện thực tế - Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng, thay linh kiện NHƯỢC ĐIỂM HỆ THỐNG - Khối lượng thể tích hệ thống lớn khó khăn vận chuyển - Khả đồng phận hệ thống chưa cao - Chưa đánh giá số thực tế nghiên cứu dừng mơ hình PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI - Khắc phục nâng cao vấn đề tiềm ẩn gặp phải hệ thống - Mở rộng quy mô áp dụng hệ thống nhiều đối tượng khác - Nghiên cứu phát triển hệ thống kết hợp với thiết bị thông minh khác: pin lượng mặt trời, điều khiển từ xa, AI, PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đề tài tập trung vào việc thiết kế mơ hình tự động hệ thống thu hoạch rau thủy canh diện tích nhỏ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU - Mơ hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh (bản vẽ 2D, 3D, Mô động,…) - Bản thuyết minh hệ thống I ĐẶT VẤN ĐỀ Phân tích độ bền trục Hiện nay, Nơng nghiệp chuyển mạnh mẽ xu áp dụng công nghệ thông minh Khoa học kỹ thuật Tiêu biểu hệ thống trồng rau thủy canh tự động Tuy nhiên cịn nhiều hạn chế hệ thống Đó để tối ưu hệ thống sản xuất, nguồn lao động nông nghiệp ngày giảm mạnh, đặc biệt khâu thu hoạch trình sản xuất Với tìm hiểu nổ lực nghiên cứu, nhóm chúng em mang đến giải pháp nâng cao hiệu sản xuất: Một thiết bị thay người việc thu hoạch Rau thủy canh với hiệu suất cao mang lại hiệu kinh tế TÀI LIỆU THAM KHẢO Phân tích độ bền khung máy Normal stress II II PHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP PHÁP VÀ VÀ NỘI NỘI DUNG DUNG NGHIÊN NGHIÊN CỨU CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Đọc tham khảo tài liệu thiết kế máy - Tham khảo tài liệu mạng hệ thống trồng rau thủy canh - Thực nghiệm chế tạo mơ hình NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Thiết kế chi tiết mơ hình 3D, vẽ 2D, mô hệ thống - Kiểm nghiệm độ bền, khả vận hành - Lập trình vận hành cho hệ thống (PLC) - Bản thuyết minh Hệ thống Check QR để giúp bạn hiểu rõ Hệ thống thống Shear stress Smax Smin Tx Ty Chuyển vị (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) lớn (mm) 7.87 Tải tĩnh -7.87 0.47 0.57 [Smax]= Giới hạn bền chảy cho = 7.87 MPa < 610 MPa phép : 373 MPa 0.11 Tx, Ty < 373 MPa 8.11 Tải động -8.11 0.61 [Smax]= 0.58 Tx, Ty < 373 MPa = 8.11 MPa < 610 MPa 0.11 [1] Tính Tốn Thiết Kết Hệ Dẫn Động Cơ Khí, Tập Một, PGS TS Trịnh Chất, TS Lê Văn Uyển [2] Hiệu từ mơ hình trồng rau thủy canh, https://baothanhhoa.vn/kinh-te/hieu-qua-tu-cac-mo-hinh-trong-rau-thuy-ca nh/130518.htm [3] Nghiên cứu trồng rau thủy canh công nghệ cao, http://qlkh.tnu.edu.vn/theme/details/881/nghien-cuu-trong-rau-thuy-canh-cong-nghe-cao-tro ng-dieu-kien-nha-co-mai-che-san-xuat-trong-nuoc-phuc [4] Phương Pháp Thủy Canh Là Gì Các Mơ Hình Trồng Rau Thủy Canh, https://www.thietbithuycanh.vn/thuy-canh-la-gi-va-cac-mo-hinh-trong-rau-thuy-can h/ [5] Hướng dẫn thu hoạch rau vệ sinh vật dụng thủy canh sau thu hoạch, https://www.lisado.vn/huong-dan-thu-hach-rau-va-ve-sinh-vat-dung-thuy-ca nh-sau-thu-hoach/ Cơ Cơ chế chế làm làm việc việc các Module Module chính GẮP RỌ thiết kế với piston tay kẹp đặt hệ thống bàn nâng dịch chuyển lên xuống, vào với nhiệm vụ gắp Rọ rau thủy canh vị trí mong muốn TÁCH RỌ Module tách Rọ diễn hoạt động : Tách rọ khỏi rau Rửa rau hệ thống phun sương ĐĨNG GĨI Hệ thống đóng gói lập trình trước với piston hoạt động có nhiệm vụ thực thao tác đóng gói người cơng nhân Sẽ nhanh ổn định https://youtu.be/Oa93rQcYzuY S K L 0 ... Lê Minh Tài Mục tiêu đề tài: Thiết kế chế tạo hệ thống thu hoạch rau thủy canh hoàn toàn tự động nhằm cải thiện nâng cao suất thu từ mơ hình ni trồng thủy canh: rút ngắn thời gian lao động, giảm... cơng nghệ tự động khép kín để nâng cao suất, rút ngắn thời gian cung ứng cho thị trường Kết nghiên cứu: − Mơ hình tự động hóa hệ thống thu hoạch rau thủy canh (bản vẽ 2D, 3D, Mô động, ) − Bản thuyết... Bản thuyết minh hệ thống CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu hệ thống 2.1.1 Yêu cầu hệ thống Để thu hoạch giàn rau thủy canh, hệ thống đòi hỏi phải hoạt động theo phương (Hình 1.1) sau: −