tiểu luận môn nhập môn chuyên ngành đề tài thiết kế và chế tạo máy làm sạch bãi biển

Vì thế, các nỗ lực của con người về việc tạo ra các máy móc có khả năng dọn sạch các bãi biển đang rất được quan tâm, và trong báo cáo này, nhóm đưa tới một số nội dung liên quan đến thi

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ 

TIỂU LUẬN MÔN NHẬP MÔN CHUYÊN NGÀNH

Đề tài: Thiết kế và chế tạo máy làm sạch bãi biển

Nhóm thực hiện : 2

TP.HCM, ngày 20 tháng 2 năm 2023

Tên thành viên MSSV Vai trò

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ 2

BẢNG KẾ HOẠCH THỰC HIỆN 3

BẢNG LIỆT KÊ CÁC TỪ MỚI 5

NỘI DUNG CHÍNH BÁO CÁO 7

T HIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LÀM SẠCH BÃI BIỂN 7

I GIỚI THIỆU 7

Đ ÂY “XE HYBRID BA BÁNH” LÀ 7

II DỄ SỬ DỤNG 7

III NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 8

IV THIẾT KẾ 9

V LINH KIỆN SỬ DỤNG 10

VI QUY TRÌNH CHẾ TẠO 13

KẾT LUẬN 16

BÀI HỌC RÚT RA 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO 16

LỜI NÓI ĐẦU

Như chúng ta đã biết biển và đại dương còn là kho tài nguyên vô tận với rất nhiều loài động thực vật, cung cấp một lượng lớn khoáng sản, khoáng chất dạng muối, đặc biệt

là dầu khí Biển cung cấp năng lượng gió, thủy triều Biển và đại dương là con đường giao thông vận tải có ý nghĩa to lớn Và trong thời hiện đại ngày nay, tình trạng ô nhiễm biển đang ở tình trạng báo động trong đó, nhựa là yếu tố phổ biến nhất được tìm thấy trong đại dương Nó có hại cho môi trường vì không dễ bị phân hủy và thường được cácđộng vật biển xem là thức ăn Vì thế, các nỗ lực của con người về việc tạo ra các máy móc có khả năng dọn sạch các bãi biển đang rất được quan tâm, và trong báo cáo này, nhóm đưa tới một số nội dung liên quan đến thiết kế và chế tạo máy làm sạch bãi biển

1

Too long to read on your phone? Save

to read later on your computer

Save to a Studylist

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

Phạm Phú Thọ  Dịch trang 1

 Tổng hợp các bản dịch của thành viên thành file word

 Tổng hợp các bài thành viên nộp vào báo cáo, hoàn thành báo cáo

Bùi Thái Hòa  Dịch trang 2

 Liệt kê các từ mới

 Làm phần kết luận và bài học rút ra của báo cáo

Trương Hoàng Huy  Dịch trang 3

 Làm bản word thuyết trình

Nguyễn Lê Thanh

Hiền

 Dịch trang 4

 Liệt kê các từ mới

 Làm phần nội dung chính của báo cáo

Bùi Thái Hòa

Trương Hoàng Huy

Nguyễn Lê Thanh Hiền

Phạm Nguyễn Cao Cường

trình

15/2Phạm Phú Thọ

Bùi Thái Hòa

Trương Hoàng Huy

Nguyễn Lê Thanh Hiền

Phạm Nguyễn Cao Cường

16/2 Vào zoom tập thuyết

trình, góp ý kến xây dựng bài powerpoint

và word

16/2

rút ra bài học của báo cáo, liệt kê cá từ mới của bài báo

18/2

3

Nguyễn Lê Thanh Hiền 17/2 Làm phần nội dung

chính của báo cáo, liệt

20/2

BẢNG LIỆT KÊ CÁC TỪ MỚI

Emission n Khí thải

loại

5

NỘI DUNG CHÍNH BÁO CÁO

Thiết kế và chế tạo máy làm sạch bãi biển

Ramamoorthi R , Ramachandran N, Nikiles PD, Jayasurya R , Natheesh MD, Nithin K Biju

Tóm tắt: Máy làm sạch bãi biển là phương tiện có thể

được sử dụng để nhặt giẻ rách từ bờ biển, do đó giữ cho các bãi biển lau dọn Rất nhiều người thường xuyên đến các bãi biển để thư giãn và giải trí Mọi người ném nhựa khá thường xuyên lên bờ mà không biết hậu quả Kết quả này trong

ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến môi trường biển

6

và làm tăng nguy cơ mắc bệnh Để khắc phục điều này chúng ta đã thiết kế và chế tạo một máy làm sạch bãi biển sẽ

làm sạch các bãi biển bằng cách nhặt giẻ với nỗ lực tối thiểu của con người

Ở đây, chúng tôi đã kết hợp một bo mạch Arduino và phát triển một ứng dụng thông qua

đó chúng tôi sẽ có thể kiểm soát các hoạt động của máy trong phạm vi 10 mét thông quaBluetooth 3-D mô hình của thiết kế đã được phát triển và phân tích đã được thực hiện Máy được phát triển là một phương tiện tiết kiệm chi phí với hiệu quả cao và cũng thân thiện với người dùng

Từ khóa : Máy làm sạch bãi biển, Internet vạn vật, UNO Arduino

I GIỚI THIỆU

Hầu hết các phương tiện trên thị trường hiện nay đều gây ô nhiễm và chi phí nhiên liệu cũng đang tăng lên từng ngày Để

bù đắp sự biến động của chi phí nhiên liệu và sự gia tăng

mức độ ô nhiễm cần có một phương tiện giao thông bền vững

Phương tiện này dành cho một người đi lại khó khăn

những nơi chẳng hạn như những người cao tuổi hoặc có năng lực khác nhau một người với những khó khăn như vậy sẽ có thể lái xe mà không có bất kỳ phụ thuộc Để giảm thiểu ô nhiễm và giúp đỡ những trường hợp, chiếc xe này là một giải pháp khả thi

Đây là “XE HYBRID BA BÁNH”

trong đó ổ điện đơn là động cơ chính được sử dụng để

điều khiển phương tiện Một lý do quan trọng khác là để đạt được cung cấp năng lượng hiệu quả cho chiếc xe và để tiết kiệm môi trường bao gồm con người, máy móc và vật liệu của cả hai hiện tại và thế hệ tiếp theo khỏi ô nhiễm Số không

khí thải được gây ra vì chỉ có các dạng năng lượng điện là

đã sử dụng

II DỄ SỬ DỤNG

Một hình nền

Những bãi biển đầy cát chiếm 3/4 diện tích thế giới

đường bờ biển Do đó, các sinh vật bãi biển cát phải được

bao gồm trong bất kỳ chương trình toàn diện về môi trường

giám sát Tuy nhiên, các bãi biển đã nhận được tương đối ít

chú ý đến các nghiên cứu về ô nhiễm, một phần do chúng dường như ngoại hình đồng đều và một phần khó khăn trong học tập môi trường sống năng động đó Các hoạt động của con người chịu trách nhiệm về một sự suy giảm nghiêm trọng của đa dạng sinh học trên thế giới, và vấn đề nghiêm trọng đến mức các tác động kết hợp của con người có thể đã tăng tốc độ tuyệt chủng hiện tại lên 1000–10.000 lần tỷ lệ tự nhiên Một hình thức tác động cụ thể của con người là một mối đe dọa lớn đối với môi trường biển là ô nhiễm bởi các mảnh vụn nhựa

Do đó có một nhu cầu đáng báo động để có giải pháp khắc phục những vấn đề này; nếu không có thể có một sự mất mát gia tăng trong sự đa dạng

B Phạm vi

Trong tương lai, để phát triển hơn nữa, chúng tôi có thể kết nối một số máy với máy mẹ

và nhiều máy có thể được vận hành đồng thời bằng cách sử dụng cùng một lệnh mà sẽ càng làm giảm đi sự ham mê của con người Với sự kết hợp của các cảm biến, chúng tôicũng sẽ có thể tách biệt hữu cơ và nhựa

chất thải

7

III NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

Máy làm sạch bãi biển hoạt động trên cơ sở chuyển động quay của xích và bộ nhông xích Một động cơ mô-men xoắn cao tốc độ thấp được gắn vào trục trên để truyền động các đĩa xích Cơ chế nâng bao gồm một bố trí đĩa xích kết hợp với động cơ để điều khiển cơ chế làm sạch Mô-men xoắn được tạo ra trong động cơ hỗ trợ móng vuốt nhặt giẻ rách từ cát Ngoài mô-men xoắn, lực ly tâm cũng tác động lên xích Do lực ly tâm, xích sẽ di chuyển ra khỏi điểm quay giúp xích chuyển động trơn tru trên đĩa xích A Đánh giá tài liệu: Nghiên cứu sâu rộng chưa được thực hiện trên máy làm sạch bãi biển

vì chúng không được sử dụng rộng rãi và các phương án thay thế có sẵn trên thị trường

là khá ít Theo Quitrakul và Watanasophon (2014), máy phục vụ cho mục đích vệ sinh

hồ bơi và hộ gia đình đang được phát triển liên tục nhưng máy làm sạch bãi biển lại không được coi trọng Mô hình được phát triển bao gồm một cái xẻng có lỗ để nhặt vải vụn và để lại cát Mô hình này cũng bao gồm một camera IP với các cảm biến phát hiện chất thải và nhặt chúng

Quitrakul và Watanasophon nói rằng với việc ít chú ý đến việc làm sạch bãi biển, chúng

ta không nhận thức được tầm quan trọng cần thiết của việc giữ cho chúng sạch sẽ Điều này sẽ ảnh hưởng đến môi trường và còn gây ra những tác động có hại cho hệ sinh thái biển

Một mô hình khác được xem xét trong quá trình chế tạo là mô hình do Ichimura và Nakajima (2018) phát triển Mô hình này sử dụng cơ chế của chổi và hốt rác, di chuyển

tự động và thu gom rác thải được cất trong thủng rác Mô hình này sử dụng băng tải xích với mục đích thu gom rác và bánh xích với mục đích vận chuyển

Mô hình chúng tôi đã phát triển kết hợp các nguyên tắc từ cả hai mô hình này Mặc dù các mô hình này tồn tại nhưng chúng khá phức tạp để sử dụng và yêu cầu một người có

kỹ thuật tốt để vận hành chúng Thiết kế của mô hình được phát triển theo cách mà ngay

cả một người bình thường không có kiến thức kỹ thuật cũng có thể vận hành nó một cách dễ dàng

IV THIẾT KẾ

Hình 4.1 Mô hình 3D của hệ thống được đề xuất

A THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT KẾ

B Thông số kỹ thuật của các thành phần

 Kích thước móng vuốt

Tổng chiều cao: 10 inch

Kích thước từng đoạn: 5 × 2,5 × 1,5 inch

 Tấm kẹp:

Chiều dài: 12 inch

Khu vực làm việc hiệu quả: 9 inch

Chiều dài: 2 inch

Khoảng cách cuối: 1 inch

hỗ trợ móng vuốt giữ chắc vải vụn

9

Chặn là một bệ được sử dụng để cung cấp đệm cho một trục quay với sự hỗ trợ của các

ổ trục phù hợp và một số phụ kiện Vật liệu vỏ cho một khối gối là cổ điển

làm bằng gang hoặc thép đúc Khối gối biểu thị cho bất kỳ ổ trục trượt nào trong đó trụctrượt nằm trong mặt phẳng song song với bề mặt lắp và vuông góc với đường tâm của các lỗ lắp, trái ngược với các loại khối mặt bích hoặc đơn vị mặt bích khác nhau Một khối gối có thể chứa ổ trục với một trong số các loại con lăn, bao gồm bi, con lăn hình trụ, con lăn hình cầu, con lăn hình côn, hoặc ống lót kim loại hoặc tổng hợp

Loại phần tử lăn mô tả dạng khối gối

10

Hình 5.3 Khối gối

D.Khung xe:

Vật liệu được sử dụng để chế tạo khung chính là

Ống MS loại B theo tiêu chuẩn ASTM 106 ASTM A106 Hạng B là một vật liệu ống thép nhẹ thường được sử dụng trong các nhà máy công nghiệp, nhà máy điện, nhà máy lọc dầu và nhà máy hóa chất mà điển hình là liền mạch và có ba loại A, B và C với loại Blà lớp được sử dụng phổ biến nhất

Hình 5.4 Khung xe

E Ardunio UNO:

Arduino UNO là một bộ vi điều khiển mã nguồn mở dựa trên trên vi điều khiển Microchip ATmega328P và được phát triển bởi Arduino.cc Hội đồng quản trị được trang bị với bộ các chân đầu vào/đầu ra (I/O) kỹ thuật số và tương tự có thể được giao tiếp với các bảng mở rộng khác nhau (tấm chắn) và các bảng khác chu trình Bo mạch

có 14 chân Digital, 6 chân Analog và có thể lập trình với Arduino IDE (Tích hợp Môi trường phát triển) qua cáp USB loại B Nó có thể được cấp nguồn bằng cáp USB hoặc bằng pin 9 volt bên ngoài, mặc dù nó chấp nhận điện áp từ 7 đến 20 volt

Hình 5.5 Arduino UNO

F Bánh xích:

Đĩa xích/bánh xích là một bánh xe định hình có các răng mắt lưới bằng dây xích, đường ray hoặc vật liệu đục lỗ khác Các đĩa xích được sử dụng ở đây là đĩa xích thông thường lỗ khoan đồng bằng, thường được gọi là các lỗ đồng bằng tối thiểu hoặc MPB, chỉ đơn giản là các lỗ khoan không côn được khoan xuyên qua tâm của ròng rọc, bánh răng, bánh xích, hoặc puly Đôi khi số phần thành phần sử dụng MPB để chỉ định phongcách khoan đơn giản

11

Hình 5.6 Đĩa xích

G Mô-đun Bluetooth

Bluetooth là một tiêu chuẩn công nghệ không dây để trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị cốđịnh và di động trong khoảng cách ngắn sử dụng sóng vô tuyến UHF bước sóng ngắn trong công nghiệp, băng tần vô tuyến khoa học và y tế, từ 2.400 đến 2.485 GHz, và xây dựng mạng lưới khu vực cá nhân ban đầu nó là được hình thành như một sự thay thế không dây cho cáp dữ liệu RS-232 Bluetooth được quản lý bởi Bluetooth Special Interest Group (SIG), có hơn 30.000 công ty thành viên trong lĩnh vực viễn thông, máy tính, mạng và điện tử dân dụng Nhà sản xuất phải đáp ứng Bluetooth SIG tiêu chuẩn đểtiếp thị nó như một thiết bị Bluetooth Một mạng lưới bằng sáng chế áp dụng cho công nghệ, được cấp phép cho thiết bị đủ điều kiện cá nhân

Hình 5.1 Mô-đun Bluetooth

VI QUY TRÌNH CHẾ TẠO

Với mục đích hoàn thành nhiệm vụ được giao cho máy, thiết kế cơ khí được chia thành mô-đun khác nhau Mỗi mô-đun được thiết kế với một chức năng cụ thể nhiệm vụ, cho phép một cách hiệu quả và thiết thực để sản xuất, thử nghiệm và sửa chữa các bộ phận, bảo trì các Mô hình đề xuất Các bộ phận cơ khí chính của máy là thân xe, hệ truyền động và bánh xe

A Phần mô tả:

Khung hình chữ nhật cơ bản bao gồm bốn bánh xe cao su với mục đích vận động Trục dưới được cố định vào một ống có độ nghiêng 60 độ Trục dưới là được cung cấp với hai đồng bằng nhàm chán

đĩa xích Tương tự, một trục trên cũng được cố định vào cùng

ống nghiêng Trục trên cũng được cung cấp với hai lỗ khoan

đĩa xích và cũng được cung cấp với một tập tin đính kèm mà các trục động cơ có thể được cố định để quay Động cơ sử dụng là ô tô động cơ gạt nước kính chắn gió làm quay trục trên Như trục trên bị quay do thiết lập nhông xích trục dưới

12

trục cũng quay Một thành viên dọc cũng được cố định vào

khung đỡ thanh tay cầm Thanh tay cầm được cố định tại một

chiều cao tối ưu được điều chỉnh để phù hợp với chiều cao

của người dùng Xích K2 chuyên dùng để giữ móng vuốt

ủng hộ Mỗi bộ phận hỗ trợ móng vuốt bao gồm ba móng vuốt

tạo điều kiện thuận lợi trong việc nhặt giẻ lau Pin được đặt ở

phía dưới để dễ vận hành động cơ

B Kỹ thuật chế tạo

a) Quá trình gia công kim loại: Gia công kim loại là sự tạo ra

của các cấu trúc kim loại bằng cách cắt, uốn và lắp ráp

quy trình Đó là một quá trình giá trị gia tăng liên quan đến

tạo ra các máy móc, bộ phận và cấu trúc từ các nguyên liệu thô khác nhau nguyên vật liệu

b) Khoan: Đây là quá trình cắt sử dụng mũi khoan để cắt

một lỗ có tiết diện hình tròn trong vật liệu rắn Khoan

có thể ảnh hưởng đến tính chất cơ học của chi tiết gia công bằng cách tạo ra ứng suất dưthấp xung quanh lỗ mở và

một lớp rất mỏng của vật liệu căng thẳng và bị xáo trộn cao

trên bề mặt mới hình thành Điều này khiến mảnh công việc

trở nên dễ bị ăn mòn và nứt hơn lan truyền tại bề mặt ứng suất Một hoạt động kết thúc

có thể được thực hiện để tránh những điều kiện bất lợi này

c) Công tác gia công

Tất cả các kỹ thuật chế tạo phổ biến như hàn, khoan,

cắt, đánh bóng và uốn đã được sử dụng ống sơ cấp

cấu trúc khung yêu cầu các ứng dụng của hàn và

kỹ thuật cắt Kích thước của khung hình chữ nhật

như sau: 27,5 x 17,5 inch Chiều cao của khung là

khoảng 32 inch trong đó bố trí thanh tay lái có

đã được cố định Mũi khoan M8 đã được sử dụng để cố định thanh tay cầm sắp xếp vào khung Cấu trúc tam giác nghiêng

được sử dụng để hỗ trợ các trục có kích thước 28 x 25 x 10 inch giống như một tam giáccân Hai liên kết của kích thước năm mỗi inch được định vị ở hai bên của hình chữ nhậtkhung trên các điểm định trước Giá treo pin của

kích thước 5x3x3,5 inch được đặt thoải mái bên trái

mặt bên của khung hình chữ nhật Các giá đỡ trục là

cũng được gắn vào cấu trúc hình ống bằng cách sử dụng hàn mũi khoan M10 các bit đã được sử dụng để cố định các khối gối Có hai bộ khối gối; mỗi bộ gối chặn hỗ trợ một trục

chiều dài 23 inch Mỗi trục chứa hai đĩa xích trơn

có đường kính 3 inch chứa 14 răng nằm ở cách nhau 13 inch, do đó làm cho nó hai cặp nghiêng Mỗi cặp bánh răng nghiêng chứa một xích K2 chuyên dụng dài 45 inch Kết hợp với nhau,

các chuỗi có mười hai cặp tấm (hai lỗ M4) được gắn vào

đến các liên kết của họ Những người hỗ trợ móng vuốt được chốt chiến lược vào các tấm của chuỗi, để chứa mười lăm chức năng đầy đủ móng vuốt để nhặt giẻ Để tạo điều

13

kiện cho việc quay vòng dễ dàng, động cơ đã được gắn ở phía bên tay trái của phía trên trục Một ngăn nhà ở linh hoạt đã được sử dụng để giữ động cơ tại chỗ và nó cũng sẽ hỗtrợ một cách thoải mái trong việc sửa chữa và tháo động cơ Thiết lập Arduino đã được được đặt ngay bên dưới động cơ do đó cho phép chúng tôi ngăn chặn hệ thống dây điện phức tạp Động cơ pin và thiết lập arduino giúp tự động quay trục

Sân tiêu chuẩn:

Cao độ tối đa = a / 30

Chiều dài thực tế của chuỗi:

Khoảng cách trung tâm gần đúng theo bội số của nốt nhạc = Ap = a /

15

BÀI HỌC RÚT RA

Mục tiêu chính của sáng chế là thực hiện thu gom, dọn sạch rác thải biển, tìm ra các phương án xử lý, dọn sạch rác thải Tuy nhiên không nên qua phụ thuộc vào các sản phẩm này, đây cũng chỉ là thiết kế của con người, nó cũng sẽ có lỗi và không thể giải quyết các vấn đề 100% thay vào đó mong mọi người đều có ý thức về biển,đại dương quan trọng như thế nào đối với loài người chúng ta

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Seweryn Zielinski, Camilo M Botero, Andrea Yanes, To clean or not to clean? A critical review of beach cleaning methods and impacts, Marine Pollution Bulletin, Volume139, 2019, Pages 390-401

2 Torleif Malm, Sonja Råberg, Sabine Fell, Per Carlsson, Effects of beach cast cleaning

on beach quality, microbial food web, and littoral macrofaunal biodiversity, Estuarine, Coastal and Shelf Science,Volume 60, Issue 2,2004,Pages 339-347

3 Ramachandran N, Neelesh Kumar N, Rajeswaran S K, Jeyaseelan R, Sree Harish S, Design and Fabrication of semi automatic lawm mower, International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering, Volume-8,Issue 10,Auguest 2019 4.Automatic gantry system option for precision cleaning systems: Metric Systems Corp

Ft Walton Beach, Fla.,Metal Finishing,Volume 95, Issue 11,1997,Pages 97-98 5 Igor Granado, Oihane C Basurko, Anna Rubio, Luis Ferrer, Jerónimo Hernández-González, Irati Epelde, Jose A Fernandes,Beach litter forecasting on the south-eastern coast of the Bay of Biscay: A bayesian networks approach,Continental Shelf Research,Volume 180,2019,Pages 14-23 6 Zhongcong Bao, Jinming Sha, Xiaomei Li, Terefe Hanchiso,

16