slide thuyết trình đề tài tính toán thiết kế và chế tạo xe phun thuốc trừ sâu điều khiển từ xa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO XE PHUN THUỐC TRỪ SÂU ĐIỀU KHIỂN TỪ XA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực hiện : VĂN VIẾT TƯ H

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA CƠ

KHÍ GIAO THÔNG

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO XE

PHUN THUỐC TRỪ SÂU ĐIỀU KHIỂN TỪ XA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Sinh viên thực hiện : VĂN VIẾT TƯ

HỒ VĂN MẪN PHAN RÔ PÍP

LÊ TRUNG TÍN

Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG

NỘI DUNG CHÍNH

1 Mục đích chọn đề tài

2 Tổng quan về xe

3 Xây dựng ý tưởng thiết kế.

4 Phân tích dẫn động và tính toán nguồn động lực cho xe

5 Tính toán thiết kế phần thủy khí.

6 Tính toán thiết kế phần cơ khí

7 Tính toán thiết kế hệ thống điện điều khiển

8 Kết quả chế tạo mô hình và thực nghiệm.

9 Kết luận

1 Mục đích chọn đề tài

Vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn

Người nông dân còn sử dụng bình phun thuốc bằng

tay tốn nhiều thời gian và chi phí

Người nông dân còn sử dụng bình phun thuốc bằng

tay tốn nhiều thời gian và chi phí

Đồng thời người nông dân phải tiếp xúc trực tiếp với

chất hóa học gây tổn hại đến sức khỏe vô cùng

Đồng thời người nông dân phải tiếp xúc trực tiếp với

chất hóa học gây tổn hại đến sức khỏe vô cùng

2 Tổng quan về xe phun thuốc

Hiện nay trong nước và các nước đang phát triển việc phun thuốc trừ sâu ở ruộng lúa…Thì họ đều sử dụng phổ biến phun thuốc bằng phương pháp thủ công bằng tay

3 Xây dựng ý tưởng thiết kế xe phun thuốc

4 Xây dựng phương trình động học và tính toán nguồn động lực cho xe

4.1.2 Phương án dẫn động bằng thủy lực

• Truyền động được công suất cao và lực lớn

không phụ thuộc vào nhau

• Các thiết bị rất đắt tiền

1.Bình chứa dầu; 2.Lọc; 3 Bơm;

4.Van phân phối; 5.Động cơ thủy

lực; 6.Van an toàn

4.1.3 Phương án dẫn động bằng khí nén

• Có khả năng truyền năng lượng đi xa

• Do khả năng chịu nén tốt của

không khí nên trích chứa rất dễ dàng

• Các thiết bị có giá thành cao

• Yêu cầu độ kín cao

1.Máy nén khí; 2.Khớp nối ; 3 Bình khí;

4.Van tiết lưu; 5.Van phân phối 4/2;

6.Moto khí nén; 7.Đồng hồ áp suất

4.2 Tính toán nguồn động lực kéo của xe

Tải trọng của xe phun thuốc điều khiển từ xa :

4.2.2 Tính toán chọn động cơ dẫn động cho xe

Phân bố trọng lượng của xe

Suy ra:

Ta tính được công suất yêu cầu của động cơ :

Công suất cần thiết động cơ

4.2.2 Tính toán chọn động cơ dẫn động cho xe

Từ lý thuyết Ô tô và máy kéo ta có phương trình cân bằng công suất là:

3 max max

2 3 1,84( )

Bảng thông số của động cơ xe Dream 97cc

4.2.3 Xây dựng đồ thị của xe

4.2.3.1 Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ

Để xây dựng đường đặc tính ngoài ta dựa vào phương trình Laydecman

3.00 4.50 6.00 7.50 9.00

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Me(N.m) Ne(KW)

Ne(kw) Me(N.m) Đồ thị đặc tính ngoài của động cơ

4.2.3.2 Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo của xe.

Ta có:

4.2.3 Xây dựng đồ thị của xe.

  Đồ thị cân bằng lực kéo

200 400 600 800 1000 1200

Pk1 Pk2 Pk3 Pk4 pto ng

V(m/s)

Pk(N)

P  P  P  P  P

Đồ thị cân bằng công suất

4.2.3 Xây dựng đồ thị của xe.

 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Ne1 Ne2 Ne3 Ne4 N1(kw) N2(kw) N3(kw) N4(kw) Ntong

Ne,N(kw)

( )1000

ki i ki

P V

( )

ki ei

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

D1 D2 D3 D4 f

V(m/s)

D

k

P P D

G







4.3 Tính toán thiết kế bộ truyền xích

z i

z



z i

z



• Phân tích, chọn được phương án dẫn động hiệu quả

• Đảm bảo động cơ cung cấp đủ năng lượng

• Bộ truyền xích và trục hoạt động bình thường

Kết luận phần dẫn động và tính toán nguồn

động lực cho xe

5 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ THỦY KHÍ

Phân tích phương án phun

Khi bật công tắc -> động

cơ được cung cấp năng

lượng-> bơm sẽ quay và

hút dung dịch thuốc từ

thùng chứa đến giàn

phun-> đi ra ngoài môi trường

thông qua vòi phun

5.1 Thiết kế hệ thống bơm

5.1.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống

• Không điều chỉnh được tia

phun, đảm bảo tạo sương khi

5.1 Thiết kế hệ thống bơm

5.1.2 Tính chọn vòi phun

 Với điều kiện sử dụng dùng

để hút dung dịch thuốc, ta

chọn loại ống dây mềm với

đường kính trong 10 mm

bình 2 sào cho một lần phun

L1, L2 – Chiều dài đường ống hút và đẩy

Q, Q1, Q2, Q3 – Lần lượt là lưu lượng tại

bơm,vị trí hút, giàn phun, vòi phun

H1, H2, H3 – lần lượt là cột áp tại vị trí cao

nhất, tổn thất đường ống,cột áp vòi phun

Tổn thất dọc đường:

Tổn thất cục bộ

5.1 Thiết kế hệ thống bơm.

5.1.4 Tính toán tổn thất đường ống

 Tính công suất trên trục của bơm:

Với công suất Nđc = 86,4 [w] , cột áp H=53,48 [m] và lưu lượng Q=400 (lít/h) ta chọn loại bơm với thông số:

Loại máy Bơm piston

 Được chế tạo từ thép

hộp vuông 25x25

không làm việc nhờ bản lề

làm việc nhờ cơ cấu nâng hạ

5.2 Thiết kế giàn phun

5.2.1 giàn phun

5.2 Thiết kế giàn phun

5.2.2 Bố trí vòi phun trên giàn phun

lúa nhằm đảm sự đồng đều của thuốc

 Bố trí khoảng cách giữa các vòi là 35 cm

nhau để giữ vòi phun

5.2 Thiết kế giàn phun

5.2.3 Bố trí vòi phun trên giàn phun

Ở mỗi giai đoạn sinh

trưởng khác nhau của

cây lúa dao động từ 0

đến 80 cm Cần thiết

phải bố trí một cơ cấu có

thể thay đổi độ cao của

giàn phun sao cho chiều

cao từ vòi phun đến bề

mặt lúa là hợp lý nhất

5.2 Thiết kế giàn phun

5.2.4 Cơ cấu thay đổi độ cao giàn phun

5.2 Thiết kế giàn phun

5.2.4 Cơ cấu thay đổi độ cao giàn phun

Cơ cấu thay đổi độ cao giàn phun sau khi được chế tạo

6 Tính toán và thiết kế cơ khí

6.1 Phân tích phương án di chuyển

6.2 Kết cấu bánh xe di chuyển

Thép ống Ø= 30mm,

D= 70cm Thép ống Ø= 34mm, D=1m

• Công dụng:

Khung xe là toàn bộ phần nâng đỡ cơ thể của xe Nó giúp cho mọi thiết bị, máy móc có thể gắn vào, liên kết với nhau và hoạt động một cách đồng bộ, linh hoạt

• Sơ đồ động xe phun thuốc điều khiển từ xa:

6.3 Thiết kế khung xe

• Kết cấu khung xe

6.4 Kiểm tra bền khung xe

• Trình tự thực hiện phân tích trên catia:

• Vật liệu chế tạo:

Toàn bộ khung được chế tạo từ

thép hộp mạ kẽm có giới hạn chảy:

Ứng suất uốn cho phép của vật

liệu được tính như sau:

• Tải trọng tác dụng lên khung xe

6.4 Kiểm tra bền khung xe

Bảng thông số trọng lượng thiết bị

- Tải trọng động: Chủ yếu là tải trọng thẳng đứng khi xe di chuyển qua ổ gà và tải trọng nằm ngang khi xe tăng tốc, khi

xe phanh, khi quay vòng

• Sơ đồ đặt lực khi chịu tải trọng tĩnh

6.4 Kiểm tra bền khung xe

Tải trọng tĩnh:

Biến dạng khung

Khi xe quay vòng:

Biến dạng khung

Sơ đồ đặt lực

Kết luận phần thiết kế cơ khí

• Phương án di chuyển dẫn động được lựa chọn hợp lý trong phương án di duyển của xe phun thuốc điều khiển từ xa

• Việc tính toán và thiết khung xe đã được đề cập đầy đủ trong tính toán kiểm tra bền khung bằng phần mềm Catia, phân bố tải trọng, liên kết giữa dầm ngang, với dầm dọc,….qua đó tạo

ra khung vững chắc

7 Thiết kế hệ thống điện điều khiển và hệ thống lái

7.1 Điều khiển từ xa

7.1.1 Truyền thông giao tiếp

Để điều khiển từ xa ngày nay có rất nhiều phương thức truyền nhận dữ liệu khác nhau:

• RC

• GPRS

• RF

• WIFI

7.1.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển từ xa

 Yêu cầu điều khiển

7.1.3 Điều khiển bật tắt bằng module relay

Điều khiển khởi động, điều khiển ngắt đánh lửa và điều khiển bơm phun thuốc được điều khiển bằng module relay

7.1.4 Điều khiển tốc độ động cơ

 Lưu đồ thuật toán

• Khai báo và khởi tạo các

giá trị biến cần thiết

• Gán giá trị ban đầu

cho các biến

• Để kiểm soát được độ mở

bướm ga ta đặt các góc giới

hạn phù hợp

7.1.5 Điều khiển lái

 Lưu đồ thuật toán

• Trước tiên ta cần khai báo

và khởi tạo các biến cần thiết

như tốc độ của motor

7.2 Tính toán phần lái của xe

•Ở đó: x là độ dịch về phía sau của điểm đặt lực ngang tổng hợp

so với tâm diện tích tiếp xúc giữa lốp với mặt đường do sự đàn hồi bên của lốp gây ra

x

•Vậy mô men cản quay vòng của bánh xe dẫn hướng có giá trị là:

•  

7.3 Giới thiệu một số cơ cấu chấp hành

7.3.2 Phần điều khiển

• Nguồn: 6 ~ 27V

• Dòng điện tải mạch: 43A.

chính

8 Kết quả chế tạo mô hình và thực nghiệm 8.1 Kết quả chế tạo, lắp đặt mô hình

8.1 Kết quả chế tạo, lắp đặt mô hình

8.1 Kết quả chế tạo, lắp đặt mô hình

Thông số kĩ thuật của xe thiết kế

Thông số Kích thước Đơn vị

8.2 Kết quả thực nghiệm

Quá trình thực nghiệm xe phun thuốc trừ sâu điều khiển từ xa được thực hiện ở bãi cát phía sau khu H trường đại học Bách khoa Đà Nẵng

8.2 Kết quả thực nghiệm

Lý thuyết Thực nghiệm

9 Kết luận – Hướng phát triển

Sau quá trình tính toán thiết kế xe phun thuốc trừ sâu điều khiển từ xa Nhóm chế tạo xong mô hình và đạt được một số nhiệm vụ

Video thực nghiệm

CẢM ƠN