Xác định kích thƣớc cơ bản của đĩa xích .... Chính vì v y tuy thậ ấy đƣợc tiềm năng to lớn nhƣng trong ngay thời điểm hiện tại,các dự án về bãi đỗ xe t ng mự độ ới đang giai đoạn sơ khai
Luận văn tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tên Cáp Trọng Thạch, học viên cao học khóa 2011B.CĐT.KT chuyên ngành Cơ Điện Tử Sau gần năm học tập, nghiên cứu trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đƣơc hƣớng dẫn th ầy cô giáo, đặc biệt TS.Đỗ Đức Nam, tơi hồn thành xong luận văn tốt nghiệp Với đề tài lu ận văn tốt nghiệp là: “Nghiên cứu, thiết kế & chế tạo hệ thống đỗ xe thông minh” Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi dƣới hƣớng dẫn TS Đỗ Đức Nam tham khảo tài liệu đƣợc liệt kê.Tôi không chép cơng trình c cá nhân khác dƣới hình thức nào.Nếu có tơi xin hồn toàn ch ịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Ngƣời cam đoan Cáp Trọng Thạch Page 17080940588905fbc3995-09dc-410c-9908-a38c13a26654 17080940588901daad604-c70a-4963-a43b-585324b57891 1708094058890ee525b3e-7474-4d06-8dac-dc4c76bd63ff Luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỖ XE TỰ ĐỘNG VÀ THỰC TRẠNG 10 Khảo sát thực trạng hệ thống đỗ xe nƣớc ta 10 1.1.1 Thực trạng 10 1.1.2 Phân tích sở pháp lý tình hình thực tế nước ta 10 1.1.3 Đặc điểm bãi đỗ xe thông thường hệ thống đỗ xe tự động 13 1.2 Phân loại hệ thống đỗ xe tự động 14 1.2.1 Phân loại theo quy trình lưu chuyển 14 1.2.2 Phân loại theo hệ thống điều khiển 14 1.2.3 Phân loại theo kiến trúc 14 1.3 Một số hệ thống bãi đỗ xe tự động thông dụng 15 1.3.1 Hệ thống thang máy - robot 15 1.3.2 Hệ thống cổng trục - dịch chuyển ngang 16 1.3.3 Hệ thống thang nâng-quay vòng ngang 17 1.3.4 Hệ thống thang - quay vòng đứng 18 1.3.5 Hệ thống thang nâng-quay vòng tròn 19 1.3.6 Hệ thống thang nâng - dịch chuyển ngang 20 1.3.7 Hệ thống thang treo - quay vòng đứng 21 1.3.8 Hệ thống nâng hạ 22 1.4 Lựa chọn hệ thống cho đề tài 23 1.5 Cấu trúc nội dung luận văn 23 CHƢƠNG II: THIẾT KẾ KẾT CẤU HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG 25 2.1 Ý tƣởng phƣơng án thiết kế 25 2.1.1 Ý tưởng thiết kế 25 2.1.2 Đặc điểm hệ thống 26 2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống 27 2.3 Phân tích ƣu nhƣợc điểm phƣơng án đề xuất 27 2.3.1 Ưu điểm 27 2.3.2 Nhược điểm 27 Page Luận văn tốt nghiệp 2.4 Các cụm kết cấu mơ hình hệ thống đỗ xe tự động 28 2.4.1 Khung thép đỡ hệ thống 28 2.4.1.1 Cấu tạo 28 2.4.1.2 Vai trò 28 2.4.2 Kết cấu hệ thống dẫn động 29 2.4.2.1 Cấu tạo 29 2.4.2.2.Nguyên lý hoạt động 29 2.4.2.3 Cấu tạo xích tải lăn 30 2.4.2.4 Nguyên lý hoạtđộng 30 2.4.3 Hệ thống trục truyền động 30 2.4.3.1 Cấu tạo 31 2.4.3.2 Nguyên lý hoạt động 32 2.4.4 Kết cấu pallet chứa xe 32 2.4.4.1 Cấu tạo 32 2.4.4.2 Nguyên lý hoạt động 32 2.5 Một số chi tiết mơ hình thu nhỏ sau gia công 33 CHƢƠNG III 36 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG 36 3.1 Lựa chọn sơ đồ dẫn động 36 3.1.1 Sơ đồ dẫn động: 36 3.1.2 Nguyên lý hoạt động: 36 3.2.Các thông số cấu 36 3.2.1 Trên mơ hình thực tế 36 3.2.2.Trên mô hình thu nhỏ 39 3.3 Chọn động điện 39 3.3.1 Trên mơ hình thực tế 39 3.3.2 Trên mơ hình thu nhỏ 41 3.4 Chọn loại xích: 42 3.4.1Trên mơ hình thực tế 42 3.4.2.Trên mơ hình thu nhỏ 43 3.5 Xác định kích thƣớc đĩa xích 44 3.5.1.Trên mơ hình thực tế 44 3.5.2.Trên mơ hình thu nhỏ 45 Page Luận văn tốt nghiệp 3.6 Xác định tỉ số truyền hộp giảm tốc 45 3.6.1Trên mơ hình thực tế 45 3.6.2Trên mơ hình thu nhỏ 46 3.7 Kiểm nghiệm xích độ bền mơ hình thực tế 46 3.8 Thiết kế trục đĩa xích 47 3.8.1Trên mơ hình thực tế 47 3.8.2Trên mơ hình thu nhỏ 51 3.9 Tóm tắt kết thu đƣợc 55 CHƢƠNG IV 57 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐỖ XE TỰ ĐỘNG KIỂU QUAY VÒNG 57 Giới thiệu chung 57 4.2 Hệ thống điều khiển mô hình 57 4.2.1 Sơ đồ tổng quát 57 4.2.2 Động dẫn động 58 4.2.3 Khối giao tiếp người dùng 58 4.2.4 Hệ thống điều khiển hoạt động hệ thống 58 4.2.5 Bài tốn tìm đường ngắn 59 4.2.6 Bài toán xếp xe để lấy vị trí trống 66 4.2.7 Các loại mạch sử dụng 67 4.3 Một số hình ảnh hệ thống điều khiển code chƣơng trình 67 4.3.1 Hệ thống điều khiển 67 CHƢƠNG V 69 KẾT LUẬN 69 5.1 Những kết đạt đƣợc 69 5.2 Những hạn chế 70 5.3 Hƣớng mở rộng phát triển 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC 72 Phụ lục A: Bản vẽ khí chi tiết hệ thống 72 Phụ lục B: Main code chƣơng trình 79 Page Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Hệ thống thang máy-robot 15 Hình 1.2: Hệ thống cổng trục-dịch chuyển ngang 16 Hình 1.3: Hệ thống thang nâng-quay vịng ngang 17 Hình 1.4: Hệ thống thang cuốn-quay vịng đứng 18 Hình 1.5: Hệ thống thang nâng-quay vòng tròn 19 Hình 1.6 Hệ thống thang nâng – dịch chuyển ngang 20 Hình 1.7 Hệ thống thang treo-quay vịng đứng 21 Hình 1.8 Hệ thống nâng hạ 22 Hình 2.1 Kết cấu hệ thống đỗ xe tự động 25 Hình 2.2 Khung đỡ 28 Hình 2.3 Hệ thống dẫn động sử dụng xích tải 29 Hình 2.5 Liên kết xích tải lăn 30 Hình 2.6 Hệ thống trục truyền động 31 Hình 2.7 Cấu tạo hệ thống trục truyền động 31 Hình 2.8 Kết cấu pallet 32 Hình 2.9: Pallet đƣợc treo vào hệ thống truyền động nhờ tai 33 Hình 2.10: Lắp đặt động 33 Hình 2.11: Hệ thống xích tải mơ hình thu nhỏ 34 Hình 2.12: Khớp nối trục, ổ bi đỡ trục bánh chủ động 34 Hình 2.13: Cảm biến tiệm cận 35 Hình 2.14: Mơ hình hồn chỉnh hệ thống 35 Hình 3.1: Sơ đồ dẫn động cho hệ thống 36 Hình 3.1: Sản lƣợng xe bán thị trƣờng Việt Nam 37 Hình 3.2: Phân bố chiều cao dịng xe ô tô thị trƣờng 38 Hình 3.3: Phân bố chiều dài dịng xe tơ thị trƣờng 38 Hình 3.4: Phân bố chiều rộng dịng xe tơ thị trƣờng 38 Hình 3.2: Động – hộp giảm tốc 39 Hình 3.3: Sơ đồ dẫn động mơ hình thực tế 40 Hình 3.4: Sơ đồ dẫn động mơ hình thu nhỏ 41 Hình 3.5: Xích ống lăn dãy 42 Hình 3.6: Xích lăn dãy 43 Hình 3.7: Đĩa xích chủ động 44 Page Luận văn tốt nghiệp Hình 3.8: Sơ đồ tính trục xích 48 Hình 3.9: Biểu đồ nội lực 49 Hình 3.8: Sơ đồ tính trục xích mơ hình thu nhỏ 52 Hình 3.9: Biểu đồ nội lực trục mơ hình thu nhỏ 53 Hình 4.1 Sơ đồ điều khiển tổng quát 57 Hình 4.2: Sơ đồ thuật toán tổng quát 59 Hình 4.3: Sơ đồ thuật tốn tìm đƣờng ngắn 60 Hình 4.4 Vị trí nhớ vị trí ban đầu 61 Hình 4.5: Thuật toán xếp xe 66 Hình 4.6: Hệ thống điều khiển hoàn thiện 68 Hình 2.1: Bản vẽ kỹ thuật khung thép đỡ hệ thống 72 Hình 2.2: Bản vẽ ký thuật pallet 73 Hình 2.3: Bản vẽ kỹ thuật đĩa xích guồng 74 Hình 2.4: Bản vẽ kỹ thuật rãnh lăn 75 Hình 2.5: Bản vẽ kỹ thuật tai treo pallet 76 Hình 2.6: Bản vẽ kỹ thuật xích tải 77 Hình 2.7: Bản vẽ kỹ thuật lăn 78 Page Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng mô tả hệ thống thang máy robot 15 Bảng 1.2: Bảng mô tả hệ thống cổng trục dịch chuyển ngang 16 Bảng 1.3: Bảng mô tả hệ thống thang nâng – quay vòng 17 Bảng 1.4: Bảng mô tả hệ thống thang cuốn-quay vòng đứng 18 Bảng 1.5: Bảng mô tả hệ thống thang nâng-quay vòng tròn 19 Bảng 1.6: Mô tả hệ thống thang nâng dịch chuyển ngang 21 Bảng 1.7: Mô tả hệ thống thang quay vòng đứng 21 Bảng 1.8: Mô tả hệ thống nâng hạ 22 Bảng 3.1: Thông số bƣớc xích thực tế 43 Bảng 3.2: Thông số bƣớc xích mơ hình 43 Bảng 3.3: Tóm tắt kết thu đƣợc 56 Bảng 4.1: Vị trí nhớ giá trị nạp ban đầu 62 Bảng 4.2: Vị trí giá trị nạp vào ô nhớ 62 Bảng 4.3: Vị trí giá trị nạp vào nhớ 63 Bảng 4.4: Vị trí giá trị nạp vào nhớ 63 Bảng 4.5: Vị trí giá trị nạp vào ô nhớ 64 Bảng 4.6: Vị trí giá trị nạp vào ô nhớ 64 Bảng 4.7: Vị trí giá trị nạp vào ô nhớ 65 Bảng 4.8: Vị trí giá trị nạp vào nhớ 65 Bảng 4.9: Vị trí giá trị nạp vào nhớ 66 Page Luận văn tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, thị trƣờng tơ Việt Nam nói riêng nhƣ giới nói chung có bƣớc phát triển vô mạnh mẽ Chúng ta thấy thị trƣờng tràn ngập hãng ô tô lớn nhƣ TOYOTA, HONDA châu Á hay BMW, FORD… Âu Mỹ với chủng loại số lƣợng đa dạng phong phú, phù hợp với nhiều mục đích tầng lớp sử dụng Số lƣợng ô tô tăng cao dẫn đến sở hạ tầng khơng cịn đáp ứng đầy đủ nhu cầu, xuất bãi đỗ xe khơng có tổ chức tất yếu tình trạng ách tắc giao thông trở nên phổ biến, thành phố lớn nhƣ Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh Việc ùn tắc giao thơng khơng có ảnh hƣởng to lớn đến công việc, đời sống ngƣời dân mà cịn góp phần trực tiếp vào việc làm ô nhiễm môi trƣờng sống nhƣ tiếng ồn, khí thải…Chính u cầu cấp thiết đặt phải hạn chế tối đa tình trạng ách tắc giao thông vấn đề quy hoạch bãi đỗ xe hợp lý.Hiện nay, giới có nhiều nƣớc phát triển nhƣ Nhật, Mỹ, Đức… áp dụng mô hình bãi đỗ xe tự động nhằm đáp ứng đƣợc nhu cầu trông giữ xe nhƣ quy hoạch hệ thống giao thông đô thị hợp lý Điều thực phù hợp với đô thị Việt Nam nay, dự đốn góp phần tích cực cho giao thơng thị, góp phần vào việc thúc đẩy kinh tế nhƣ văn hóa Việt Nam Với ý nghĩa to lớn nhƣ dƣới hƣớng dẫn tận tình thầy Đỗ Đức Nam tơi đề xuất thiết kế hồn thiện mơ hình bãi đỗ xe tự động dựa tham khảo thực tế số bãi đỗ xe nƣớc Đối tƣợng nghiên cứu hệ thống bãi đỗ xe tự động điều chỉnh vòng quay (Smart auto parking) Nội dung luận văn gồm phần sau đây: Tổng quan hệ thống đỗ xe tự động Thiết kế kết cấu mơ hình hệ thống bãi đỗ xe tự động Tính tốn động học khâu Điều khiển hệ thống bãi đỗ xe tự động Kết luận Page Luận văn tốt nghiệp Trong thời gian làm luận văn nhận giúp đỡ bảo tận tình thầy mơn Cơ Sở Thiết Kế Máy & Robot, tập thể bạn lớp Cơ Điện Tử11BCDT,đặc biệt thầy Đỗ Đức Nam hướng dẫn tơi hồn thành đề tài Tơi chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Học viên thực Cáp Trọng Thạch Page Luận văn tốt nghiệp CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀHỆ THỐNG ĐỖ XE TỰĐỘNGVÀ THỰC TRẠNG Khảo sát thực trạng hệ thống đỗ xe nƣớc ta 1.1.1 Thực trạng Hiện phƣơng tiện giao thông ngày nhiều (ở nƣớc ta xemáy tiếp đến ô tô) nhu cầu vận chuyển nhƣ phục vụ công việc ngày lớn, thành phố lớn nhƣ Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh ngày thiếu khu để xe, bãi đỗ xe diện tích mặt ngày bị thu hẹp q trình thị hóa mạnh mẽ Ở thành phố lớn giới không nằm ngồi quy luật này, giải vấn đề bãi đỗ xe đƣợc cấp thiết đặt Nƣớc ta nƣớc phát triển nên vấn đề hệ thống bãi đỗ xe tự động mẻ, nƣớc phát triển giới nhƣ Mỹ, Nhật họ quan tâm đến vấn đề từ lâu, đạt đƣợc nhiều kết khả quan Giải pháp cho vấn đề đỗ đƣợc nhiều xe diện tích mặt bằng, việc tính đến việc đỗ xe tận dụng khoảng không gian trên(các nhà cao tầng,khoảng không)và dƣới (không gian ngầm, tầng hầm), việc gửi xe lấy xe phải nhanh chóng tối ƣu quan trọng Trên giới có nhiều giải pháp đƣợc đƣa ứng dụng thực tế có hiệu Hệ thống lƣu kho đỗ xe tự động công nghệ xếp, lƣu trữ vật dụng cho tiết kiệm không gian thời gian đặc biệt diện tích mặt xây dựng Hệ thống lƣu kho đƣợc sử dụng rộng rãi doanh nghiệp sản xuất hàng hoá, siêu thị, bến cảng… Với tốc độ đại hố thị nhƣ nay, ứng dụng hệ thống đỗ xe tự động tất yếu cần thiết Ngành thiết kế xây dựng chế tạo thiết bị tƣ động hoá hệ thống lƣu kho đỗ xe tự động phát triển không ngừng Hệ thống đỗ xe tự động nguyên lý giống nhƣ hệ thống lƣu kho, để đạt hiệu suất sử dụng diện tích mặt bến bãi hệ thống phải đƣợc thiết kế nhiều tầng nhiều lớp Hoạt động hệ thống với mức độ tự động hoá khácao nhƣ kho hàng tự động, hệ thống bãi đỗ xe tự động phải đảm bảo an toàn cho thiết bị đƣợc gửi 1.1.2 Phân tích sở pháp lý tình hình thực tế nước ta Qua thực tế tìm hiểu quan sát nhận thấy : Hiện bãi đỗ xe chủ yếu dành để trông giữ, quản lý phần lớn xe máy: vào bãi đỗ xe phải có vé… tơ có thẻ vào, kiểu quản lý bãi đỗ xe cổ điển,tốn nhiều thời gian,phiền phức với ngƣời gửi, hình thức thơng dụng có điều Page 10