Báo cáo dự án xe rùa cải tiến đa năng

TRƯỜNG PTDTBT THCS TRUNG THU BÁO CÁO TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DỰ ÁN XE RÙA CẢI TIẾN ĐA NĂNG Lĩnh vực 13 Kỹ thuật khí Tủa Chùa, tháng 10 năm 2020 MỤC LỤC Nội dung Trang MỤC LỤC A LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI B CÂU HỎI NGHIÊN CỨU; VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU;GIẢ THUYẾT KHOA HỌC 2-3 C THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3-4 I Cấu tạo II Nguyên lý hoạt động sản phẩm III Phương pháp nghiên cứu D TIẾN HÀNH THỰC HIỆN I Giai đoạn 1:Nghiên cứu giải pháp có thực tế II Giai đoạn 2: Xây dựng sơ đồ hệ thống 4-5 III Giai đoạn 3: Thiết kế thành phần chi tiết 5-6 IV Giai đoạn 4: Lắp ráp phận sản phẩm, thử nghiệm chỉnh sửa 6-7 V Giai đoạn 5: Kết luận đánh giá dự án 7-8-9 E TÀI LIỆU THAM KHẢO 9-10 DỰ ÁN: XE RÙA CẢI TIẾN ĐA NĂNG A LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong gia đình vật dụng khơng thể thiếu xe rùa Nó phương tiện để di chuyển đồ đạc, vật liệu đất đá, xi măng, gạch,… giúp giảm sức lao động nâng cao suất công việc người dân Tuy nhiên thực tế xe rùa có nhiều hạn chế như: Người sử dụng mệt phải sử dụng nhiều quãng đường di chuyển dài, điều làm giảm suất lao động Với cung đường di chuyển có đoạn đường lên dốc khó khăn tăng lên nhiều lần đặc biệt với việc vận chuyển vật liệu có trọng lượng lớn đất, đá, xi măng, gạch ngói Chiếc xe rùa người có hai tay điều khiển được, tay bị bị đau điều khiển Vấn đề đặt làm làm thể để cải tiến xe rùa vốn hữu dụng gần gũi thành phương tiện vận chuyển ưu việt nhất, giúp tiết kiệm sức lao động, thời gian di chuyển, tăng cao suất lao động cho người Để giải vấn đề cần kết hợp vào xe rùa động sử dụng điện chiều (DC) từ bình ắc quy, nguồn lượng cung cấp hệ thống sạc từ pin mặt trời Động điện tích hợp vào bánh xe giúp tăng vận tốc di chuyển giảm sức lao động cho người dùng B CÂU HỎI NGHIÊN CỨU; VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU; GIẢ THUYẾT KHOA HỌC I Câu hỏi đặt Câu hỏi đặt làm để tạo xe rùa có tích hợp động điện để giúp người sử dụng tiết kiệm thời gian, sức lực, nâng cao hiệu lao động Chiếc xe sử dụng vào mục đích khác sạc điện thoại, thắp sáng II Vấn đề nghiên cứu Từ sở trên, em tìm tịi, nghiên cứu vận dụng kiến thức học lớp, đặc biệt hướng dẫn thầy cô để đưa ý tưởng "Thiết kế xe rùa có tích hợp động điện" đảm bảo yêu cầu: - Xe có động điện tích hợp vào bánh xe Động sử dụng dịng điện chiều cung cấp bình ắc qui Ắc quy sạc pin lượng mặt trời sạc từ nguồn điện gia đình - Xe thiết kế thêm hai bánh phụ giúp giảm lực đỡ tay lái người sử dụng di chuyển độc lập đoạn đường thẳng, phẳng người có tay tay bị đau điều khiển - Hệ thống lượng cung cấp cho xe đảm bảo chuyên chở loại hàng hóa, vật liệu có trọng lượng lớn đất, đá, gạch, ngói phải đảm bảo thời gian sử dụng ngày lao động - Thùng chở hàng tích hợp thêm hệ thống nâng, đổ hàng để tiết kiệm thời gian, công sức chuyên chở vật liệu xây dựng III Giả thuyết nghiên cứu khoa học Từ vấn đề đặt em suy nghĩ tính đến phương án thiết kế lại xe rùa sử dụng gia đình Động lựa chọn động tận dụng từ xe đạp điện bị hỏng Với xe đạp điện hệ thống bình ắc qui thường sử dụng hệ thống bình 12V đấu nối tiếp cho nguồn điện 48V – 12Ah Nếu sử dụng nguyên bình nâng giá thành sản phẩm đặc biệt nâng trọng lượng thân xe lên cao (4 bình có tổng trọng lượng khoảng 18kg) Vì để thuận tiện hơn, xe sử dụng bình ắc qui 12V –6Ah, dịng điện qua đổi điện 12V sang 48V, phù hợp với thiết kế ban đầu xe đạp điện Để xe phù hợp với nhiều điều kiện lao động khác nhau, ắc quy sạc thông qua hệ thống pin lượng mặt trời hoặchệ thống sạc từ điện 220V gia đình Hệ thống sạc điện 220V tách khỏi kết cấu xe để giảm trọng lượng xe Đối với xe điện có số tiến, để thuận tiện việc chuyên chở hàng hóa xe rùa cần thiết kế thêm số lùi, hệ thống điều khiển tiến, lùi đưa lên tay lái xe Nâng hạ thùng chở vật liệu tay thơng qua cấu cánh tay địn giúp giảm lực tác động giảm trọng lượng xe tiết kiệm chi phí Hai bánh phụ bánh xe tự điều hướng cao su đặc giúp nâng cao hiệu suất dễ dàng bảo trì Để thuận tiện cho công việc lao động khung khác nhau, xe tích hợp thêm đèn chiếu sáng ban đêm (đèn led) Tất điều khiển tay cầm lái bên phải người sử dụng C THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Dự án thực thời gian từ 05/01/2020 đến 25/10/2020 với quy trình thực sau: GIAI ĐOẠN Tìm hiểu, nghiên cứucác xe rùa có thực tế GIAI ĐOẠN Kết luận, hướng phát triển GIAI ĐOẠN Phác thảo cấu tạo xe rùa DỰ ÁN Xe rùa cải tiến đa GIAI ĐOẠN GIAI ĐOẠN Thiết kế xe rùa theo cấu tạo nêu Lắp ráp, thử nghiệm, chỉnh sửa hoàn thiện Quy trình thực dự án I Cấu tạo Kích thước sản phẩm tương đương sản phẩm xe rùa có thị trường: Dài x rộng x cao (cm): 120 x 50 x 70 Một số thông số: - Nguồn điện sử dụng để cấp cho hệ thống:Sử dụng nguồn điện DC 12V từ bình ắc quy Bình ắc quy sạc pin lượng mặt trời sạc từ hệ thống điện gia đình - Động sử dụng động từ xe đạp điện hỏng, động chiều ba pha, động điều khiển qua IC.Mô tơ điều khiển chiều quay thông qua công tắc chân đấu lại giúp đảo chiều dịng điện từ đảo chiều động - Bánh xe phụ bánh cao su đặc tự điều hướng, bánh phụ kết hợp với bánh tạo thành hệ thống xe ba bánh vững chãi - Đèn chiếu sáng đèn led sử dụng nguồn điện 12V từ bình ắc qui - Để điều khiển xe người sử dụng cần chọn chế độ tiến lùi; vặn ga xe máy điện để xe chuyển động Khi cần dừng xe người sử dụng thả ga tự kết hợp phanh tay để xe dừng hẳn - Khi xe hết điện người sử dụng sạc lại bình ắc qui qua sạc bên ngồi - Thiết kế không làm thay đổi kết cấu xe rùa tại, dễ sử dụng, vật liệu dễ kiếm II Nguyên lý hoạt động sản phẩm Nguyên lý hoạt động:Khi sử dụng xe người sử dụng cần chọn chế độ tiến lùi, sau vặn ga tay Hệ thống điện từ bình ắc quy qua chuyển đổi từ 12V sang 48V đến IC xe IC phát xung điện từ, kết hợp với cảm biến tay ga giúp xe di chuyển Xe di chuyển nhanh hay chậm biên độ tay ga quy định Muốn dừng xe cần thả tay ga kết hợp với phanh thiết kế tay lái III Phương pháp nghiên cứu + Phương pháp phân tích tổng hợp + Phương pháp cụ thể hóa + Phương pháp thực hành, quan sát + Phương pháp hỏi chuyên gia D TIẾN HÀNH THỰC HIỆN I Giai đoạn 1: Tìm hiểu, nghiên cứu xe rùa đãcó thực tế Các loại xe rùa thị trường có chung kết cấu bánh hai chân chống, người sử dụng phải điều khiển xe cách giữ thăng lái hai tay Khi chuyên chở loại hàng hóa có trọng lượng lớn (như: gạch, đá, ), người lái phải dùng để giữ thăng lái xe Xe di chuyển đường phẳng khơng khó khăn gặp đoạn đường lên dốc xuống dốc, việc điều khiển giữ thăng cho xe khó khăn vất vả Khi thiết kế thành cơng xe rùa có tích hợp động giúp người sử dụng làm việc nhàn nhã hơn, tốc độ công việc nhanh hơn, phù hợp nhiều cung đường khác II Giai đoạn 2: Phác thảo cấu tạo xe rùa Cấu tạo tổng thể xe rùa Tay nâng thùng Số tiến, lùi Công tắc đèn Thùng chở hàng Bánh phụ Tay ga Tay phanh Tấm pin lượng mặt trời Động Bộ phận điều khiển chuyển động Nguồn điện DC 12V từ ắc quy chuyển đổi 12V sang 48 V Số tiến Tay ga Động Số lùi Tay ga Động IC điều khiển III Giai đoạn 3: Thiết kế xe rùa theo cấu tạo nêu Bước 1: Tìm kiếm, lựa chọn linh kiện thiết bị cũ hỏng: - Mô tơ từ xe đạp điện bị hỏng (sưu tầm từ cửa hàng thu mua đồng nát) - Tìm mua chuyển dòng từ 12V sang 48 V - Thiết kế công tắc đảo chiều động (công tắc chân), đấu nối chân với chân 7, chân với chân số 9, chân số với chân số Nguồn điện từ IC đấu váo chân 4, 5, 6; Đấu điện động đấu vào chân 7, 8, - Sưu tầm khung xe rùa sử dụng - Sưu tầm, thu gom số đoạn thép - Một số dụng cụ vật liệu khác như: máy hàn điện, máy cắt sắt, đồng hồ vạn năng, mỏ hàn thiếc, keo nến, kéo, kìm, thiếc, nhựa thông,… Bước 2: Tiến hành thiết kế mạch điện, xây dựng khung cho hệ thống, cấu chuyển động - Thiết kế mạch điện điều khiển: chiều quay động cơ, công tắc tiến, lùi, công tắc đèn, hệ thống pin lượng mặt trời - Thiết kế phần bánh phụ cho xe - Thiết kế lại thùng xe có tích hợp cấu nâng, hạ thùng IV Giai đoạn 4: Lắp ráp, thử nghiệm, chỉnh sửa hoàn thiện - Lắp động vào hệ thống khung xe, lắp ráp hệ thống điện vào hộp điện xe - Thiết kế lại tay lái, lắp tay ga, công tác tiến, lùi, công tác đèn, hệ thống phanh - Thiết kế pin mặt trời Sau thiết kế xong mạch điện điều khiển kết nối động lại với em tiến hành thử nghiệm hoạt động xe Kết cho thấy: xe tiến, lùi dễ dàng, bình ắc quy cung cấp điện cho xe chạy liên tục thời gian khoảng đồng hồ với khối lượng hàng hóa chở xe khoảng 40 kilôgam, xe lên dốc, xuống dốc dễ dàng, nhẹ nhàng Khi vận chuyển hàng hóa, vật liệu người sử dụng cần vặn ga phù hợp với tốc độ di chuyển, điều chỉnh tay lái dễ dàng xe chuyển hướng Hình ảnh xe rùa cải tiến đa hoàn thiện Một số thông số sản phẩm: STT Các yếu tố cấu thành Nội dung cụ thể Nguồn điện sử dụng Nguồn điện DC 12V từ bình ắc qui Nguồn điện sạc thơng qua hệ thống điện gia đình sạc pin lượng mặt trời tích hợp sẵn Tải trọng cho phép Với thiết kế chuyên chở hàng hóa, vật liệu lên tới 60kg Thời gian sử dụng Tuổi thọ ắc qui từ đến 12 tháng tùy nhu cầu sử dụng Ắc qui cung cấp điện sử dụng đủ ngày làm việc Khi hết pin sạc lại sạc lượng mặt trời Tính an tồn Xe thiết kế thêm hệ thống phanh, đèn chiếu sáng giúp an toàn sử dụng V Giai đoạn 5: Kết luận hướng phát triển Sau thực nghiệm điều chỉnh, sản phẩm đạt mục đích yêu cầu đặt Dự án Để sản phẩm thuận tiện cho việc sử dụng dễ dàng di chuyển đảm bảo tính thẩm mỹ, em thiết kế thêm vách hộp điện, đồng thời sơn sửa lại cho thẩm mĩ Sản phẩm sau hoàn thiện: Đánh giá Sản phẩm Nội dung - Thiết kế đơn giản, gọn nhẹ, vật liệu dễ kiếm - Thao tác sử dụng dễ dàng thông qua việc vặn tay ga, điều khiển công tắc tiến, lùi Người tay điều khiển Ưu điểm - Sử dụng nguồn điện DC 12V từ bình ắc quy nên chủ động khơng phụ thuộc.Bình ắc qui sạc từ nguồn điện lượng mặt trời nguồn điện gia đình - Xe sử dụng cho việc sạc điện thoại qua hệ thống pin mặt trời, thắp sáng gia đình nơi chưa có điện - Xe chuyên chở vật liệu có trọng lượng lớn, dễ dàng lên xuống dốc Hạn chế - Đối với đường xóc cần hỗ trợ thêm từ người sử dụng - Độ thẩm mĩ chưa cao Sản phẩm "Xe rùa cải tiến đa năng"người lao động tiết kiệm thời gian, sức lực, nâng cao suất lao động Xe sử dụng cho nhiều loại đường xá khác Xe tích hợp thêm số ứng dụng khác sạc điện thoại, thắp sáng Chuyên chở hàng hóa có trọng lượng đến 60 kg Phù hợp với nhiều cung đường khác DỰ ÁN Xe rùa cải tiến đa Tiết kiệm sức lực Dễ sử dụng Tiết kiệm thời gian - Qua tìm hiểu thời gian gần năm, em hoàn thành mục tiêu đề tích lũy thêm cho nhiều kinh nghiệm bổ ích, nắm vững kiến thức học, đặc biệt đặc tính nguyên lý hoạt động động điện, dòng điện chiều, nguyên lý pin lượng mặt trời,… - Đây dự án tổng hợp kiến thức vật lý nguyên lý hoạt động dòng điện chiều, có kết hợp lý thuyết thực hành Em cố gắng trình bày tương đối đầy đủ phần thiết kế sản phẩm phận sản phẩm…Tuy nhiên trình thiết kế, tính tốn cịn nhiều thiếu xót, phần thực mạch điện, khung hệ thống thẩm mỹ chưa cao, cịn thiếu sót hình thức, nội dung trình bày lẫn sản phẩm, em kính mong nhận tư vấn, hỗ trợ thầy cô Ban giám khảo để sản phẩm thêm nhiều tính vào ứng dụng hiệu thực tế E TÀI LIỆU THAM KHẢO Trong trình thực dự án, em tham khảo số tài liệu: - Sách hướng dẫn học Khoa học tự nhiên - Sách hướng dẫn học Khoa học tự nhiên - SGK Vật lý - SGK Vật lý - Sách công nghệ - Sách công nghệ - Các website: + http://www.dientuvietnam.net + https://www.bachkhoadientu.com/ + https://codientu.org Trên nội dung báo cáo nghiên cứu khoa học dự án “Xe rùa cải tiến đa năng” em Do thời gian nghiên cứu chưa dài, trình độ học vấn, khả nghiên cứu khoa học em có hạn chế nên nội dung nghiên cứu chưa sâu sắc, cách trình bày, diễn đạt chưa rõ ý, chưa thể tưởng Kính mong đóng góp ý kiến thầy cô Em xin trân trọng cảm ơn! 10 ... V Giai đoạn 5: Kết luận đánh giá dự án 7-8-9 E TÀI LIỆU THAM KHẢO 9-10 DỰ ÁN: XE RÙA CẢI TIẾN ĐA NĂNG A LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong gia đình vật dụng khơng thể thiếu xe rùa Nó phương tiện để di chuyển... Tìm hiểu, nghiên cứucác xe rùa có thực tế GIAI ĐOẠN Kết luận, hướng phát triển GIAI ĐOẠN Phác thảo cấu tạo xe rùa DỰ ÁN Xe rùa cải tiến đa GIAI ĐOẠN GIAI ĐOẠN Thiết kế xe rùa theo cấu tạo nêu Lắp... https://www.bachkhoadientu.com/ + https://codientu.org Trên nội dung báo cáo nghiên cứu khoa học dự án ? ?Xe rùa cải tiến đa năng? ?? em Do thời gian nghiên cứu chưa dài, trình độ học vấn, khả nghiên