Đồ án tốt nghiệp cơ điện tử Nghiên cứu và thiết kế nguyên lý điều khiển hệ thống đỗ xe tự động loại xoay vòng trục đứng

Điều này chỉ có thể có ở các bãi đỗ xe tự động AutomaticCar Parking, vì toàn bộ không gian của bãi xe là sử dụng để chứa xe, và hoàntoàn không có diện tích dành cho đường xe chạy... Đây

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY š š š

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp với nội dung nghiên cứu và thiết

kế hệ thống đỗ xe tự động loại xoay vòng trục đứng, tác giả đã cố gắng vận dụngnhững kiến thức đã học ở trường, trong thực tế Cùng với sự giúp đỡ của thầyTS.Nguyễn Hồng Sơn cho tới nay đã hoàn thành những yêu cầu của đồ án Đó lànghiên cứu và thiết kế nguyên lý hoạt động của nhà xe làm việc hiệu quả, có sơ

đồ nguyên lý hoạt động sát với thực tế Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, nộidung của đề tài chỉ dừng lại việc đưa ra sơ đồ mô phỏng, đơn giản về điều khiểnhoạt động của nhà xe, quá trình đưa xe vào và ra

Để có thể nâng cao khả năng ứng dụng những kiến thức đã học ở giảngđường vào việc giải quyết các công việc yêu cầu thực tế, tác giả nghiên cứu cóđịnh hướng mở rộng đề tài này là thiết kế mô hình thật để kiểm tra tính khả thinguyên lý hoạt động của nhà xe đã xây dựng

Để đạt được điều đó các tác giả cần nỗ lực nhiều hơn và cần có sự giúp đỡcủa các thầy, cô trong bộ môn Tác giả rất mong được sự đóng góp của thầy cô vàcác bạn để nội dung đề tài này ngày càng hoàn thiện hơn

Tác giả xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC HÌNH VẼ iv

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE TỰ ĐỘNG 1

1.1 Tình hình giao thông ở thành phố Hà Nội 1

1.2 Thực trạng khả năng đáp ứng của các bãi đỗ xe ở Hà Nội 2

1.3 Các giải pháp 2

1.4 Tổng quan về hệ thống đỗ xe tự động 5

1.4.1 Khái niệm về hệ thống đỗ xe tự động 5

2.4.2 Sự hình thành và phát triển hệ thống đỗ xe tự động 5

1.4.3 Cấu tạo chung của hệ thống đỗ xe tự động 7

1.4.4 Các thông số cơ bản của hệ thống 9

1.4.5 Lợi ích của hệ thống đỗ xe tự động 10

1.5 Các hệ thống đỗ xe tự động 12

1.5.1 Hệ thống đỗ xe loại thang nâng 12

1.5.2 Hệ thống đỗ xe bàn dịch chuyển 13

1.5.3 Hệ thống đỗ xe loại thang nâng di chuyển 14

1.5.4 Hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng ngang 15

1.5.5 Hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng tầng 16

1.5.6 Hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng trục đứng 17

1.5.7 Hệ thống đỗ xe dạng xếp hình 18

1.6 Cơ chế vận hành của hệ thống đỗ xe tự động 19

1.6.1 Cơ chế vận hành 19

1.6.2 Ưu điểm 19

1.6.3 Nhược điểm 20

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐỖ XE LOẠI XOAY VÒNG TRỤC ĐỨNG 21

2.1 Đặt vấn đề và giới hạn đề tài 21

2.1.1 Đặt vấn đề 21

2.1.2.Giới hạn đề tài 22

2.2 Giới thiệu sơ bộ về hệ thống đỗ xe tự động loại xoay vòng trục đứng 22

2.2.1.Cấu tạo nhà xe 22

2.2.2 Các thông số thiết kế nhà xe 23

2.2.3 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ truyền động trong nhà xe 24

2.2.4 Nguyên tắc đưa xe vào ra khỏi hệ thống 25

2.2.5 Các thông số bộ truyền động của nhà xe 25

2.3 Nguyên lý điều khiển của hệ thống 28

2.4 Các thiết bị dùng trong điều khiển 32

2.4.1.Bảng điều khiển 32

2.4.2 Bộ điều khiển 33

2.4.3 Động cơ không đồng bộ 3 fa 42

2.4.4 Bộ truyền động cơ khí 44

2.4.5 Cảm biến ngoài và cảm biến trong 48

2.4 Thiết kế mạch điều khiển 49

2.4.1 Cơ sở điều khiển 49

2.4.2 Thiết kế chế độ Auto 51

2.4.3 Thiết kế chế độ Manual 52

2.4.4 Phím bấm tự động tìm pallet trống, gần nhất 53

2.4.5 Tự động điều khiển hệ thống nhận tín hiệu từ cảm biến 54

2.5.Mô phỏng nguyên lý điều khiển bằng phần mềm Proteus 54

2.5.1 Xây dựng bảng điều khiển 55

2.5.2 Điều khiển động cơ 1 chiều 56

2.5.3 Mạch hiện thị 8 led 7 đoạn 57

2.5.5 Sơ đồ mạch hệ thống đỗ xe tự động loại xoay vòng trục đứng 58

2.5.6 Code điều khiển chương trình mô phỏng bằng Proteus 59

CHƯƠNG 3: CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH NHÀ XE 69

3.1.Hệ thống dừng khẩn cấp 69

3.2 Hệ thống an toàn trong khung quay 69

3.3 Khóa an toàn ô tô trong pallet 70

3.4 Hệ thống hạn chế dịch chuyển quá mốc giới hạn 70

3.5.Hệ thống phòng chống pallet rơi khi di chuyển 71

3.6 Hệ thống phanh khi mất điện 71

3.7 Hệ thống phòng chống lật rơi ô tô 71

3.8 Hệ thống tự động dừng khi có động đất 71

3.9 Hệ thống tự động chuyển nguồn điện khi nguồn chuyên dùng bị mất 72

3.10 Hệ thống phòng chống cháy nổ 72

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 73

4.1 Kết quả chính của đề tài 73

4.2 Những tồn tại của đề tài 73

4.3 Hướng phát triển của đề tài 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

DANH MỤC HÌNH

Hình 1- 1 Bãi đỗ xe lắp ghép cao tầng tại 32 Nguyễn Công Trứ 3

Hình 1- 2 Hệ thống đỗ xe loại thang nâng 12

Hình 1- 3 Hệ thống đỗ xe bàn dịch chuyển với bàn pallet 13

Hình 1- 4.Hệ thống đỗ xe bàn dịch chuyển với robot 13

Hình 1- 5 Hệ thống đỗ xe loại thang nâng di chuyển 14

Hình 1- 6 Hệ thống đỗ xe loại xoay vòng ngang 15

Hình 1- 7.Hệ thống đỗ xe loại xoay vòng tầng 16

Hình 1- 8.Hệ thống đỗ xe loại xoay vòng trục đứng 17

Hình 1- 9 Hệ thống đỗ xe dạng xếp hình 18

YHình 2- 1 Tổng thể hệ thống đỗ xe tự động 32 Nguyễn Công Trứ

23

Hình 2- 2 Sơ đồ cấu tạo bộ truyền động 24

Hình 2- 3.Cấu tạo bộ truyền xích bị động 27

Hình 2- 4 Sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống để xe tự động 29

Hình 2- 5 Sơ đồ khối thuật toán điều khiển hệ thống bằng tín hiệu lấy từ bảng điều khiển 31

Hình 2- 6.Bảng điều khiển và hướng dẫn sử dụng hệ thống 32

Hình 2- 7.Sơ đồ hệ thống PLC 35

Hình 2- 8.Chu kỳ một vòng quét 36

Hình 2- 9 Giao diện vào ra của PLC 37

Hình 2- 10 Quan hệ giữa số lượng vào/ra và giá thành 41

Hình 2- 11.Cấu tạo động cơ điện không đồng bộ 3 pha 42

Hình 2- 12.Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ ba pha 43

Hình 2- 13 Đặc tính động cơ không đồng bộ 3 pha khi thay đổi điện áp 44

Hình 2- 14.Sơ đồ bộ truyền động xích bị động 46

Hình 2- 15 Sơ đồ khối thuật toán chế độ Auto 51

Hình 2- 16 Sơ đồ khối thuật toán chế độ Manual 52

Hình 2- 17 Sơ đồ khối thuật toán chế độ tự động tìm pallet trống, gần nhất 53

Hình 2- 18 Sơ đồ thuật toán chế độ an toàn của hệ thống 54

Hình 2- 19.Mạch điều khiển động cơ 1 chiều sử dụng IC L298 56

Hình 2- 20.Mạch hiện thị 8 led 7 đoạn, sử dụng IC 74LS47 57

Hình 2- 21.Mạch hiện thị 8 led đơn theo phương pháp bơm dòng 57

Hình 2- 22.Sơ đồ mạch hệ thống đỗ xe loại xoay vòng trục đứng 58

YHình 3- 1.Khung dẫn hướng và bánh dẫn hướng 60

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE TỰ ĐỘNG 1.1 Tình hình giao thông ở thành phố Hà Nội

Việt Nam đang trên đà hội nhập và phát triển, tiến lên thành một nước có nềncông nghiệp phát triển cao, công nghệ hiện đại, đời sống vật chất của con ngườingày càng nâng cao Và sự tất yếu kéo theo là sự phát triển ngày càng tăng sốlượng phương tiện cá nhân Trong đó có cả xe máy và ôtô trong tương lai không

xa ở Việt Nam ôtô không còn là hàng hóa xa xỉ Trong khi cơ sở hạ tầng lại khôngđáp ứng kịp với sự phát triển của phương tiện Sự mất cân bằng này tất yếu dẫnđến sự mất mỹ quan đô thị là do thiếu các bãi đỗ xe, nên buộc họ phải đậu xe lấnchiếm lòng lề đường, tình trạng kẹt xe và tai nạn giao thông xảy ra liên tục Cóthể nói quỹ đất cho giao thông tĩnh đã quá chật

Hiện nay, vấn đề thiếu chỗ đỗ xe ô tô tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh đã trởnên trầm trọng Tình hình giao thông ở Hà Nội trong tình trạng hết sức phức tạpvới số lượng xe máy, ô tô cá nhân gia tăng một cách nhanh chóng, gây tắc đườngtriền miên Không những thế, việc thiếu nghiêm trọng các điểm đỗ xe đã khiếncho tình trạng sử dụng lòng đường, vỉa hè làm chỗ để xe diễn ra ở khắp nơi trongthành phố, gây ra cảnh lộn xộn, mất mỹ quan đô thị và góp phần không nhỏ gây

ra ùn tắc giao thông Trước tình trạng đó, thành phố Hà Nội đã đưa ra hàng loạtgiải pháp tình thế như: đổi giờ làm, cấm để phương tiện trên vỉa hè, lòng đường ởhàng loạt tuyến phố Bên cạnh đó, nhiều cá nhân, tổ chức cũng đề xuất các giảipháp hạn chế phương tiện cá nhân, chống ùn tắc giao thông

Với tốc độ tăng số lượng ô tô đăng ký tại 2 thành phố này là 15% mỗi năm, vàtình trạng hết quỹ đất đô thị để phát triển bãi đỗ xe thì đến những năm sau, nguy

cơ không còn chỗ đỗ xe là chắc chắn Việc các nhà quản lý đô thị giải quyết cho

xe đỗ trên lòng đường chỉ là biện pháp tạm thời, vì ngay cả quỹ đường cho giaothông động cũng đang bị thu hẹp dần do tốc độ phát triển số lượng xe ô tô, do đó

nếu tiếp tục sử dụng lòng đường để đỗ ô tô sẽ gây ra nguy cơ ùn tắc giao thông,dẫn đến các hậu quả tiêu cực về kinh tế và xã hội

1.2 Thực trạng khả năng đáp ứng của các bãi đỗ xe ở Hà Nội

Theo thống kê, trên địa bàn Hà Nội hiện có 1.245 điểm, bãi đỗ xe có phép,với tổng diện tích 43,84 ha, chiếm khoảng 57,34% diện tích đất dành cho giaothông tĩnh Tuy nhiên, các điểm, bãi đỗ xe công cộng được cấp phép chỉ mới đápứng được khoảng 8 - 10% nhu cầu đỗ xe, còn lại khoảng 90 - 92% số phương tiệnđang đỗ tại các điểm đỗ xe của chung cư, khu đô thị, vỉa hè Vì vậy, nếu không

có lời giải kịp thời thì bài toán giao thông tĩnh của Hà Nội sẽ ngày càng trở nênnan giải hơn

Hiện nay, để giải quyết vấn đề giống như các đô thị Việt Nam đang phảiđối mặt này, nhiều nước trên thế giới đã sử dụng hệ thống đỗ xe nhiều tầng tựđộng, và đã trở thành phổ biến, không chỉ ở các nước châu Á đất chật người đôngnhư Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ, Singapore, Malaysia, Trung Quốc, … mà còn ởnhững nước châu Âu và Mỹ Tại các nước này đều có các công ty chuyên kinhdoanh bãi đỗ ô tô nhiều loại, trong đó hệ thống đỗ nhiều tầng tự động được sửdụng rất phổ biến Các công ty sản xuất hệ thống đỗ xe tự động là các nhà chế tạo,không trực tiếp kinh doanh bãi đỗ xe mà chỉ cung cấp và lắp đặt thiết bị cho cácnhà đầu tư Các công ty sản xuất hệ thống đỗ xe tại các nước này đều là các công

ty cơ khí có kinh nghiệm về thiết bị nâng Ngoài ra, còn các hệ thống các công tysản xuất các thiết bị phụ trợ như: hệ thống lấy vé tự động đọc thẻ, cửa trả tiền tựđộng, hệ thống máy tính điều khiển tự động,

1.3 Các giải pháp

Hệ thống đỗ xe tự động: Câu trả lời cho những nan giải trên

Cho đến nay tại Việt nam đã bắt đầu xây dựng một số bãi đỗ ô tô dùng hệthống đỗ xe nhiều tầng tự động Xu hướng Việt Nam sẽ sử dụng loại này là tấtyếu do mật độ xe gia tăng nhanh hơn tốc độ phát triển mặt bằng giao thông, dẫn

đến nhu cầu cấp thiết phải có kế hoạch xây dựng các bãi đỗ xe để tránh tình trạng

ùn tắc giao thông do sử dụng mặt đường làm bãi đỗ xe

Theo UBND TP Hà Nội, năm 2013, trên địa bàn thành phố có 4 dự án bãi đỗ

xe đã hoàn thành và đưa vào sử dụng, gồm: bãi đỗ xe Đầm Trấu, quận Hai BàTrưng (diện tích hơn 4.480m2); bãi đỗ xe và khu dịch vụ tại ô đất 11.5HH đường

Lê Văn Lương, quận Thanh Xuân (diện tích 4.350m2); bãi đỗ xe ngầm tại khu đôthị Yên Hòa, quận Cầu Giấy; nhà để xe cao tầng tại đường Trường Chinh, quậnThanh Xuân (diện tích gần 5.350m2) Trước đó, đến hết năm 2012, trên địa bàn

Hà Nội đã có 8 dự án bãi đỗ xe hoàn thành và đưa vào khai thác, gồm: Gia Thụy(quận Long Biên); Lạc Trung (quận Hai Bà Trưng); Láng Thượng (quận ĐốngĐa); Nghĩa Đô (quận Cầu Giấy); đường Nguyễn Khánh Toàn (quận Cầu Giấy);Lĩnh Nam (quận Hoàng Mai); Ngũ Hiệp (huyện Thanh Trì) và bãi đỗ xe lắp ghépcao tầng tại 32 phố Nguyễn Công Trứ (quận Hai Bà Trưng) do Tổng Công ty Vậntải Hà Nội thực hiện thí điểm

Hình 1- 1 Bãi đỗ xe lắp ghép cao tầng tại 32 Nguyễn

Công Trứ

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn về chỗ đỗ xe, TP Hà Nội đã phê duyệt 1

dự án thí điểm về lắp dựng giàn thép đỗ xe cao tầng tại 2 khu vực: phố TrầnNhật Duật (diện tích hơn 2.320m2) và Nguyễn Công Hoan (diện tích 1.800m2),với tổng mức đầu tư khoảng hơn 120 tỷ đồng từ nguồn ngân sách Dự kiến, dự

án thí điểm này sẽ hoàn thành và đưa vào sử dụng trong quý I/2014 Bên cạnh

đó, năm 2014, TP Hà Nội dự kiến sẽ đầu tư bãi đỗ xe tại các khu vực: NhânChính; các phường thuộc quận Long Biên; phường Yên Sở (Hoàng Mai) Tuynhiên, dự án xây dựng hai bãi đỗ xe tại phố Nguyễn Công Hoan (quận Ba Đình)

và phố Trần Nhật Duật (quận Hoàn Kiếm), thời gian thực hiện dự án sẽ kéo dàiđến năm 2015, với tổng số vốn cho cả hai dự án là 120 tỷ đồng bằng tiền ngânsách

Để tiết kiệm diện tích mặt bằng thì chúng ta nên:

 Xây dựng các bãi đỗ xe cao tầng nhằm tăng khả năng lưu giữ xe trên cùng một diện tích

 Xây dựng các bãi đỗ xe trong lòng đất nhằm tiết kiệm tối đa diện tích mặt bằng phía trên

Thông thường bên cạnh các tòa cao ốc luôn tồn tại những khoảng đất trống cóthể chứa 3 - 4 xe Cũng với diện tích đó chúng ta xây dựng bãi đỗ xe tự động sẽ

có sức chứa lên tới 60 xe Đây là điều mơ ước nhưng với công nghệ hiện nayhoàn toàn thực hiện được với giải pháp bãi đỗ xe tự động

Nhưng xây dựng các bãi đỗ xe trong nội thành là vấn đề nan giải vì quỹ đấtkhông có nhiều, chỉ còn cách tận dụng khoảng không gian dưới mặt đất và trêncao Nhưng mục tiêu đặt ra là khi xây dựng các bãi xe này thì hệ số sử dụng diệntích phải là cao nhất Điều này chỉ có thể có ở các bãi đỗ xe tự động (AutomaticCar Parking), vì toàn bộ không gian của bãi xe là sử dụng để chứa xe, và hoàntoàn không có diện tích dành cho đường xe chạy

Hiện nay, hệ thống đỗ xe tự động đã và đang được sử dụng rất nhiều nước trênthế giới Và đặc biệt phát triển mạnh ở Hàn Quốc và Nhật Bản

1.4 Tổng quan về hệ thống đỗ xe tự động

1.4.1 Khái niệm về hệ thống đỗ xe tự động

Hệ thống đỗ xe ôtô tự động là hệ thống hoạt động dựa trên nguyên lý hoạtđộng của hệ thống lưu kho tự động mà hàng hóa là ôtô và có độ chính xác nhấtđịnh

Trong hệ thống này xe được lưu giữ ở các ô (Block parkings ) dưới mặt đấthoặc trên cao Để thực hiện việc lưu giữ này hệ thống sử dụng các thiết bị nângchuyển Đây là thiết bị có thể có chuyển động theo các phương sau: phươngngang, phương đứng, phương chuyển động xoay với độ chính xác và an toàn cao.Hoạt động của các máy nâng chuyển được điều khiển bởi máy tính Máy tínhquản lý toàn bộ hoạt động của hệ thống như: số lượng xe hiện đang gửi, số chỗtrống còn lại, trạng thái tại các ô lưu trữ, …

2.4.2 Sự hình thành và phát triển hệ thống đỗ xe tự động

Sự ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất giúp các hãng xe ngày càng giảm chi phí sản xuất, cùng với sự phát triển về ngành công nghiệp ôtô ở các nước đang phát triển như: Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan,… đã làm cho ngành công nghiệp ôtô ngày càng phát triển về số lượng cũng như chất lượng Vìthế, dự đoán ôtô sẽ là phương tiện di chuyển cá nhân trong những thập kỷ tới Vấn đề nan giải là cơ sở hạ tầng : Đường xá, chỗ giữ xe không tăng lên mà cóchiều hướng giảm xuống do sử dụng vào mục đích khác, điều này làm cho nạn kẹt

xe ngày càng nghiêm trọng Vì thế các nhà quy hoạch, thiết kế hạ tầng mới nghĩđến việc tận dụng chiều cao, chiều sâu của không gian nhằm làm tăng lên diệntích sử dụng

Ban đầu người ta xây dựng các nhà cao tầng hoặc các bãi xe ngầm dưới mặtđất, hệ thống này thì người lái xe phải tự mình lái xe vào vị trí gửi bằng các

đường xoắn ốc vì thế khó quản lý với số lựợng xe lớn Hoặc tốn rất nhiều nhânlực và tốn diện tích dùng làm các làn đường cho xe chạy

Vào đầu thập niên 90, hệ thống giữ xe ôtô tự động ra đời Các thiết bị cơ khí,điện tử được sử dụng để thay thế người lái xe vào bãi nhờ việc áp dụng nguyên lýthiết bị nâng chuyển cùng với ngành điều khiển tự động, tự động hóa sản xuất vàđiện tử Đến giữa thập kỷ 90 rất nhiều công ty được thành lập và đã xây đựngnhiều bãi giữ xe có quy mô lớn

Bãi đỗ xe ôtô nhiều tầng theo kiểu dùng thang máy đưa lên tầng cao, sau đó lái

xe ra tầng đỗ là kiểu đỗ xe nhiều tầng kết hợp hệ thống cơ khí đơn giản nhất, xuấthiện từ năm 1918 tại Mỹ, sau đó lan truyền sang châu Âu Ngay tại thành Phố HồChí Minh hiện nay vẫn còn dấu tích của thang nâng xe này lại bãi đỗ xe bên hôngkhách sạn Kim Đô Sau đó, đến năm 1964, hệ thống bán tự động ra đời tại Châu

Âu (Đức và Ý), với hệ thống này thang nâng kết hợp di chuyển xe đến vị trí củatầng, nhưng vẫn cần người lái xe đưa xe vào hệ thống

Loại hình này được ứng dụng tại Nhật Bản từ khoảng năm 1975 Kể từ năm

1982, hệ thống tự động hoàn toàn không cần người lái tiếp tục được triển khai tạichâu Âu (đầu tiên tại Đức) Do tính chất đất chật người đông, các công ty NhậtBản nhanh chóng phát triển công nghệ này tại Nhật bản và ứng dụng rộng rãi từnăm 1985 Hiện nay, Nhật Bản và Hàn Quốc là 2 nước số lượng hệ thống đỗ xe

tự động nhiều nhất thế giới, khách du lịch có thể dễ dàng tìm thấy bãi đỗ xe tựđộng tại bất kì khu phố nào tại Tokyo và Seoul

Bãi đỗ xe tự lái thông thường có nhiều bất tiện như: để bị mất cắp phụ tùng

xe nếu vị trí đỗ xe không lắp camera an ninh, người lái xe không có kinh nghiệmphải mất nhiều thời gian để đưa xe vào vị trí xe chật hẹp (đôi khi gây ra ùn tắc cục

bộ ), và hầu như rất khó kiểm soát khí thải và tiếng ồn khi xe di chuyển trong khuvực đỗ xe Đối với các bãi xe tự lái diện tích lớn, người lái xe phải mất rất nhiềuthời gian để tìm chỗ đỗ và tìm ra xe của mình khi lấy xe Và điều mà phần lớn nhà

đầu tư quan tâm nhất là bãi đỗ xe tự lái chiếm nhiều diện tích của công trình (bìnhquân 25m2 cho 1 vị trí đỗ xe bao gồm diện tích đường di chuyển)

Hiện nay, hệ thống giữ ôtô tự động đã có mặt nhiều nước trên thế giới đặcbiệt là tại các nước phát triển như: Mỹ, Đức, Pháp, Hà Lan, Hàn Quốc, Nhật Bản,Đài Loan Điều đó cho thấy nhu cầu về bãi giữ xe tự động là khá cao, nhất là đốivới những thành phố có mật độ dân số đông và số lượng ôtô nhiều

1.4.3 Cấu tạo chung của hệ thống đỗ xe tự động

 Cấu tạo bằng bê tông: được tạo ra bằng phương pháp đúc bê tông các cột

đỡ và sàn tầng giống như xây dựng các tòa nhà để ở thường thấy Các tầngtạo ra bằng phương pháp này có cấu tạo chắc chắn, chịu được tải trọng lớnđồng thời có tuổi thọ cao Tuy nhiên phương pháp này mất rất nhiều chiphí

 Cấu tạo bằng kết cấu thép: được tạo ra nhờ sự liên kết các dầm thép theophương ngang và phương đứng Các dầm thép được liên kết với nhau bằngliên kết bulông hoặc được hàn chặt với nhau Các dầm thép thường là thépđịnh hình C, I, V có thể tìm thấy trên thị trường Khối lượng cũng như chíphí đầu tư tạo ra các tầng thấp hơn phương pháp xây dựng bằng bê tông.Bên cạnh đó việc xây dựng theo phương pháp này đơn giản hơn cho nênchi phí xây dựng thấp Tuy vậy các tầng dạng này có độ bền và tuổi thọthấp hơn dạng có cấu tạo bằng bê tông

1.4.3.2 Thiết bị nâng – chuyển xe

Được dùng để thực hiện việc nâng chuyển ôtô từ trạm đầu đến vị trí lưu giữ,cũng như lấy xe ra khỏi vị trí lưu giữ và chuyển đến trạm đầu ra Để thực hiện cácnhiệm vụ này, thiết bị nâng chuyển có khả năng chuyển động theo phương ngang

và phương đứng Do đó, một hệ thống đỗ xe tự động thường phải có ba hệ thốngtruyền động sau:

- Thiết bị di chuyển theo phương ngang: có thể dùng cầu di chuyển hai dầm,băng chuyền, xích, thanh răng – bánh răng,… Trong đó cầu di chuyển và xíchđược sử dụng nhiều nhất

- Thiết bị nâng theo phương đứng: thang nâng, xích, cáp, nguyên lý trục vít,

… Trong đó thang nâng được sử dụng phổ biến nhất

- Thiết bị chuyển xe ôtô từ trạm đầu vào thiết bị nâng chuyển hoặc thiết bịnâng chuyển vào ô lưu trữ và ngược lại: dùng xích, xilanh thủy lực, thanh răng,bánh răng, xe con, rôbôt tự hành,…

- Thiết bị xoay: dùng để xoay ôtô theo hướng có lợi nhất trong khi xe ôtô dichuyển ra hoặc vào hệ thống Thường được dùng trong trường hợp hệ thống chỉ

có một lối đi chung cho việc gửi xe và lấy xe nên việc xoay đầu xe theo hướng dichuyển thuận tiện cho khách hàng

Tùy theo quy mô, diện tích đất mà ta có thể xây dựng hệ thống kết hợp lại cácdạng truyền động trên tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh

1.4.3.3 Block giữ xe – Ô lưu giữ xe

Là nơi chứa xe cuối cùng trong hệ thống, kết cấu và kích thước được làm saocho giữ được các loại xe có cùng kích thước, kết cấu sao cho thuận tiện cho thiết

bị chuyển xe ôtô từ trạm đầu vào thiết bị nâng chuyển hoặc từ thiết bị nângchuyển vào ô lưu trữ và ngược lại dễ dàng

1.4.3.4 Hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển là bộ não của hệ thống giữ ôtô tự động, nó xác định vịtrí cho thiết bị nâng chuyển xe đến vị trí chính xác Vị trí của mỗi xe ôtô trong hệthống đều được xác định để điều khiển thiết bị chuyển dời xe đến gian lưu giữriêng biệt Mỗi ô này được xác định theo tầng, gian, bên trái hay bên phải lối đigiữa hai dãy Vị trí mỗi ô được gán cho một mã số và được quản lý nhờ máy tính.Máy tính theo dõi trạng thái của mỗi ô xe (có xe hoặc không có xe) Mỗi khi quátrình lưu xe hoặc lấy xe hoàn thành, máy tính sẽ cập nhật trạng thái hiện tại củatừng gian để xác định vị trí có xe đang để vào vị trí trống

Phương pháp định vị vị trí có thể thực hiện nhờ đếm số gian và tầng theohướng di chuyển Ngoài ra có một phương pháp khác, đó là cung cấp cho mỗi ômột mã nhị phân xác định vị trí và được gắn vào ô đó Thiết bị quét quang học sẽgiúp ta xác định vị trí ô cần tìm

Để thực hiện xác định vị trí và dẫn thiết bị trung chuyển xe đến nơi yêu cầu,điều khiển nhờ máy tính và bộ điều khiển PLC được sử dụng trong hệ thống Máytính đảm trách công việc quản lý các hoạt động của hệ thống, cụ thể là quản lýthông tin và hệ thống ghi nhớ dữ liệu Trong khi đó PLC thực hiện nhiệm vụ điềukhiển các thiết bị trong hệ thống như thiết bị trung chuyển và cửa ra vào

1.4.3.5 Hệ thống giao tiếp với người dùng

Hệ thống này có chức năng giao tiếp giữa người dùng và hệ thống thốngthường có các dạng sau :

Thông số trên thể hiện quy mô của hệ thống giữ ôtô tự động Theo số lượng xe,

hệ thống giữ ôtô tự động chia thành các loại sau:

- Loại quy mô gia đình: Sức chứa từ 1 đến 6 xe

- Loại quy mô công cộng:

+ Loại quy mô nhỏ: Chứa từ 20 đến 50 xe

+ Loại quy mô vừa: Chứa từ 50 đến 100 xe

+ Loại quy mô lớn: Lớn hơn 100 xe

1.4.4.2 Hệ số sử dụng diện tích

Hệ số sử dụng diện tích là tỷ số giữa diện tích mặt đất và số lượng xe giữ tối

đa Thông số này phụ thuộc vào hệ thống sử dụng cũng như chiều cao công trình

Nó cho ta biết mức độ sử dụng đất, từ đó chúng ta phải thiết kế mô hình và lựachọn hệ thống sao cho hệ số này là tối ưu nhất

1.4.4.3 Thời gian nhập hoặc lấy xe

Đây là một thông số quan trọng thể hiện mức độ hiệu quả của hệ thống

Nó phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố sau:

- Tốc độ di chuyển của các thiết bị nâng chuyển: Bao gồm tốc độ nâng, tốc

độ di chuyển ngang và tốc độ di chuyển xe từ khung nâng vào các ô lưu trữ Cácthông số tốc độ được chọn theo các tiêu chuẩn quy định đối với các máy nângchuyển

- Hành trình di chuyển của các thiết bị nâng - chuyển: Là thông số rất quantrọng Nó phải là con đường ngắn nhất có thể Do đó, thông số này được chọntheo phương án tối ưu nhất, hoặc phụ thuộc vào sự bố trí các hệ thống nâng –chuyển sao cho tối ưu nhất

1.4.5 Lợi ích của hệ thống đỗ xe tự động

+ Tiết kiệm diện tích: Hệ thống tận dụng toàn bộ thể tích không gian nhờ vào

khai thác chiều cao của không gian Bằng việc lưu giữ xe ở độ cao nhất định sovới mặt đất, số lượng xe mà một trạm giữ xe tự động có thể chứa gấp hàng chục

lần so với một bãi giữ ôtô thông thường Ví dụ như với diện tích trên mặt đất cóthể chứa tối đa là 8 xe Nhưng khi xây dựng bãi đỗ xe tự động trên diện tích nàychúng ta có thể chứa khoảng 100 chiếc xe ôtô

+ Tiết kiệm thời gian: Thay vì khách hàng phải tự tìm chổ để xe trong các bãi

xe thông thường và rất khó khăn nhất tại giờ cao điểm Với bãi đỗ xe tự động thìkhách hàng chỉ cần đưa ôtô vào trạm đầu và nhập số liệu là có thể an tâm ra khỏi

xe và đi làm việc khác mà không cần quan tâm vị trí để xe Công việc này do hệthống đảm nhận Như vậy thời gian được tiết kiệm cho khách hàng

+ Tối ưu việc sử dụng năng lượng: Đầu tiên chúng ta không phải tốn nhiên

liệu cho việc di chuyển xe, tìm chỗ trong bãi Năng lượng hoạt động cho hệ thốngđược quản lý bằng máy tính Máy tính có thể tối ưu hóa năng lượng sử dụng

+ Không ô nhiễm môi trường: Do hệ thống hoạt động hoàn toàn nhờ vào

điện năng nên không có khí thải trong quá trình vận hành hệ thống Và hạn chế tối

đa ô nhiễm tiếng ồn Vì tất cả các động cơ đều sử dụng động cơ điện

+ Không gây hư hại cho phương tiện: Không gây va quẹt giữa các xe với

nhau và hệ thống cũng hoàn toàn không gây hư hại cho xe gửi vì hệ thống hoàntoàn tự động

+ Chi phí hoạt động thấp: Do không có các nhân viên trông xe, bán vé,…

Toàn hệ thống chỉ cần vài người giám sát hoạt động, điều khiển Chỉ cần vàingười điều khiển vì toàn bộ hệ thống được quản lý bằng màn hình máy tính theodõi từ xa

+ Dễ dàng bảo trì và sữa chữa: Do hệ thống cấu tạo từng phần độc lập với

nhau về mặt cơ khí

+ Khả năng linh hoạt cao: Tùy vào diện tích đất, mà chúng ta bố trí hệ thống

theo diện tích đất có sẵn Và tùy vào nhu cầu mà quy mô hệ thống có thể thay đổicho phù hợp

+ Tính an toàn cao: Khả năng xe bị lấy cắp và phá hoại là hoàn toàn khó có

thể xảy ra Nhờ các thiết bị cảm biến và giám sát bằng camera

1.5 Các hệ thống đỗ xe tự động

1.5.1 Hệ thống đỗ xe loại thang nâng

Hình 1- 2 Hệ thống đỗ xe loại thang nâng.

Loại hệ thống đỗ ô tô dạng thang nâng là loại hệ thống rất thuận tiện, antoàn, kinh tế Với loại này sẽ tăng tối đa diện tích sử dụng, 60 xe có thể đỗ trêndiện tích đất dành cho 3 xe (khoảng 48 m2),tốc độ xe ra vào nhanh (60m/phút)

Hệ thống tương thích PC lập trình điều khiển toàn bộ vận hành của hệ thống nêncác vấn đề xảy ra (nếu có) sẽ có thể được phát hiện và giải quyết tức thời Dotương thích PC nên hệ thống liên tục cập nhật các thông tin về tình trạng hoạtđộng của hệ thống và thu thập dữ liệu về xe vào, ra, cước phí trên cơ sở từng giờ,từng ngày, từng tuần, … Hệ thống có thể được thiết kế với các kích thước khácnhau phù hợp với kích thước cho phép bên trong toà nhà Rung động, tiếng ồn vàlượng điện tiêu thụ được giảm thiểu nhờ thiết bị biến tần

1.5.2 Hệ thống đỗ xe bàn dịch chuyển

Hình 1- 3 Hệ thống đỗ xe bàn dịch chuyển với bàn pallet.

Hình 1- 4.Hệ thống đỗ xe bàn dịch chuyển với robot.

Hệ thống đỗ xe bàn dịch chuyển là hệ thống thiết kế theo công nghệ caomang tính nghệ thuật, kết hợp sự vận hành đồng bộ của thang nâng, hệ thống bànnâng di chuyển Hệ thống này cho phép tận dụng tối ưu diện tích với số xe đỗ tối

đa, thời gian xe ra vào nhanh chóng

Một số đặc điểm chính:

- Tăng tối đa diện tích sử dụng, 108 xe có thể đỗ trên diện tích đất 18 xe

- Thời gian đưa xe vào/lấy xe ra có thể giảm tối thiểu nhờ sự vận hành đồngthời của các hệ thống thang nâng, bàn nâng di chuyển

- Rất thích hợp cho diện tích đỗ xe lớn với các kiểu lắp đặt khác nhau, ngầmdưới lòng đất

- Thiết bị điều khiển xe ra/vào hoàn toàn tự động, hoạt động theo từng phầncủa hệ thống, tiết kiệm năng lượng

1.5.3 Hệ thống đỗ xe loại thang nâng di chuyển

Hình 1- 5 Hệ thống đỗ xe loại thang nâng di chuyển

Đây là loại thiết kế hữu hiệu sử dụng nguyên lý cần trục xếp dỡ, cùng lúc vậnhành chiều lên xuống và chiều ngang để đưa xe vào vị trí đỗ Thời gian lấy xe ravào nhanh, có thể tận dụng diện tích ngầm dưới lòng đất của toà nhà Loại hệthống này thích hợp cho diện tích đỗ xe cỡ trung và lớn Những đặc điểm nổi bậtcủa hệ thống này gồm:

- Tăng tối đa diện tích sử dụng, 108 xe có thể đỗ trên diện tích đất dành cho

- Rất thích hợp cho diện tích đỗ xe lớn với các kiểu lắp đặt khác nhau, ngầmdưới lòng đất

- Loại thiết bị rất kinh tế so với các thiết bị khác, do thiết kế đơn giản và dễlắp đặt

1.5.4 Hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng ngang

Hình 1- 6 Hệ thống đỗ xe loại xoay vòng ngang.

Hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng ngang là loại thiết bị rất hiệu quả cho cácdiện tích có hình vuông, hình chữ nhật có nhiều tầng, nhiều hàng ngầm dưới mặtđất Xe được đưa vào và lấy ra khỏi hệ thống bằng thiết bị nâng di chuyển theohai trục đứng và ngang theo một trật tự lập trình trước Các đặc điểm chính của hệthống gồm:

- Thời gian đưa xe vào / lấy xe ra có thể giảm tối thiểu nhờ sự vận hành đồngthời theo trục đứng và ngang của hệ thống thang nâng

- Tăng diện tích sử dụng nhờ thiết kế lắp đặt dạng nhiều hàng và nhiều tầng

- Việc điều hành hệ thống rất thuận lợi nhờ hệ thống tương thích vi tính điềukhiển trung tâm

1.5.5 Hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng tầng

Hình 1- 7.Hệ thống đỗ xe loại xoay vòng tầng.

Hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng là loại thiết bị rất hiệu quả cho các diện tíchnhỏ hẹp ngầm dưới mặt đất, có thể lắp được 2, 3 hoặc 4 tầng trở lên Hệ thốngxoay vòng tầng là loại giải pháp kỹ thuật trong đó thang nâng chính và phụ vậnhành đồng bộ và tuần tự đưa các xe vào hoặc ra theo chiều ngang Mỗi xe đượcđặt trên một bàn nâng chuyển để tăng hiệu quả xếp xe khi ra, vào và di chuyểntrong hệ thống

1.5.6 Hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng trục đứng

Hình 1- 8.Hệ thống đỗ xe loại xoay vòng trục đứng

Là hệ thống mang lại hiệu quả cho các diện tích nhỏ và trung trên mặt đất

Hệ thống đỗ xe loại xoay vòng trục đứng là loại giải pháp kỹ thuật trong đó xeđược đặt trên các bàn nâng (pallet), các pallet này di chuyển xoay vòng 360 quanhtrục cố định, có thể đảo chiều xoay Hệ thống được lập trình để chọn cách thức dichuyển xe sao cho có thể lấy xe ra nhanh nhất Hệ thống có đặc điểm chính:

- Tận dụng chỗ trống trên mặt đất để đỗ xe, có thể lắp nhiều hệ thống liêntiếp nhau

- Điểm xe vào từ dưới mặt đất

- Có thể lắp đặt độc lập hoặc lắp bên trong toà nhà cao tầng

1.5.7 Hệ thống đỗ xe dạng xếp hình

Hình 1- 9 Hệ thống đỗ xe dạng xếp hình

Đây cũng là loại thiết bị rất hiệu quả cho các diện tích nhỏ và trung trên mặtđất hoặc ngầm dưới đất, có thể lắp được tối đa 5 tầng Hệ thống đỗ xe dạng xếphình là loại giải pháp kỹ thuật trong đó xe được đặt trên các bàn nâng chuyển(pallet), các pallet này di chuyển nâng hạ theo trục thẳng đứng và di chuyểnngang để đưa các xe vào hoặc ra Hệ thống được lập trình để chọn cách thức dichuyển xe sao cho có thể lấy xe ra nhanh nhất Đặc điểm chính của hệ thống:

- Tận dụng chỗ trống trên mặt đất để đỗ xe, tuy nhiên phải chừa trống một cột

để xếp hình (ngoại trừ vị trí cao nhất)

- Điểm xe vào từ dưới tầng thấp nhất

- Tùy thuộc vào mặt bằng cho phép lắp đặt tối đa tầng để tăng tối đa diệntích đỗ xe, có thể lắp theo chiều ngang hoặc xếp theo chiều dài tùy thuộc diện tíchthực tế cho phép

- Có thể sử dụng nguyên lý xếp hình để lắp hệ thống nhỏ cho các nhà biệt thự,gia đình từ 5 - 8 xe, bằng cách sử dụng thêm 1 tầng ngầm

1.6 Cơ chế vận hành của hệ thống đỗ xe tự động

1.6.1 Cơ chế vận hành

Các hệ thống đậu xe tự động sử dụng máy tính, các bộ cảm biến, camera vàcác bộ phận cơ khí để lấy xe, chuyển qua gara và đậu vào một chỗ trống Quátrình vận chuyển xe vào chỗ đậu rất đơn giản và tài xế hầu như không phải làm gì

Có hai loại hệ thống đậu xe tự động, tuỳ thuộc vào hình thức chuyển xe từ lốivào tới chỗ đậu theo phương dọc hay ngang Trong cả hai trường hợp, quy trìnhvận chuyển xe tới chỗ đậu cơ bản là giống nhau

Ở cả hai hệ thống, tài xế cần lái ô tô vào gara như bình thường, rồi đậu vàođúng vị trí bàn nâng, tắt máy, kéo phanh tay và ra khỏi xe Các bộ cảm biến sẽ tựnhận dạng kích cỡ và hình dáng tổng thể của xe để gợi ý chỗ đậu thích hợp Vớinhững hệ thống có tốc độ nhanh nhất, toàn bộ quá trình đưa xe vào bãi đậu chỉmất khoảng 2 phút rưỡi, tính từ lúc xe đậu lên bàn nâng Hầu hết các hệ thống đềudùng bàn nâng có chức năng xoay, để khi nhận lại xe từ bãi đậu, tài xế không phảilái lùi

Nếu bạn băn khoăn làm thế nào hệ thống có thể nhận ra xe nào là của bạn, bạnhãy yên tâm rằng đó không phải công việc phỏng đoán Sau khi nhận xe, các hệthống đậu xe tự động sẽ cho bạn một chiếc thẻ hoặc chìa khoá chứa mã số xácđịnh vị trí đậu xe của bạn Khi muốn lấy xe, bạn chỉ cần cho thẻ hoặc chìa khoánày vào máy tự động

1.6.2 Ưu điểm

Hẳn không cần nói nhiều người cũng có thể nêu ưu điểm lớn nhất của bãi đậu

xe cao tầng là tiết kiệm diện tích Bãi đậu xe tự động, diện tích mặt bằng được tậndụng tối đa vì các xe được xếp sát nhau hơn ở các bãi đậu xe thông thường, vìkhông cần chừa khoảng trống để mở cửa xe cho người ra- vào

Các hệ thống đậu xe tự động còn góp phần cắt giảm lượng khí thải CO2 vàtiêu thụ nhiên liệu, vì chúng không cần xe phải nổ máy trong suốt quá trình vàochỗ đậu

Ngoài ra, các hệ thống đậu xe tự động có thể được xây nổi hoặc ngầm, tuỳvào không gian “rảnh rỗi” trong thành phố (hiện nay tại Hàn Quốc, tính trên sốlượng xe đỗ thì tỷ trọng sử dụng hệ thống nổi là 33% và hệ thống ngầm là 67%)

1.6.3 Nhược điểm

Nhược điểm của các hệ thống đậu xe tự động hầu như chỉ giới hạn ở nhữngrủi ro khách quan, điều mà các bãi đậu xe truyền thống cũng không tránh khỏi,như động đất

Bên cạnh đó là một số lỗi kỹ thuật có thể xảy ra, dù hãn hữu, như khiến thân

xe bị xước hoặc móp méo Một số trường hợp thậm chí trả nhầm xe Nhưng với

ưu nhiều hơn nhược điểm, rõ ràng hệ thống đỗ xe tự động sẽ là tương lai Với đại

bộ phận các nước trên thế giới, hệ thống này vẫn còn mới mẻ, nhưng ở Nhật Bản

đã khá phổ biển Mỹ bắt đầu xây dựng loại hình bãi đậu xe tự động từ năm 2002,còn ở châu Âu, những hệ thống kiểu này mới xuất hiện ở các thành phố vào năm

2007

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐỖ XE LOẠI

đỗ xe cao tầng chỉ tiết kiệm được một phần diện tích đất, nhưng tính về hiệu quảkinh tế thì không cao Bãi đỗ xe này chỉ có 30 chỗ đỗ nhưng phải đầu tư tới 13 tỷđồng Giá trông giữ xe từ 2,5 đến 3 triệu đồng/xe/tháng Nếu tính theo lãi suấtngân hàng, các chuyên gia kinh tế cho rằng, phải mất đến 60 năm mới hoàn vốn.Xảy ra tình trạng trên là do phải nhập khẩu hoàn toàn từ nước ngoài nên việc xâydựng 1 bãi đỗ xe cao tầng đòi hỏi suất đầu tư khá lớn, việc thu hồi vốn chậmkhiến cho các doanh nghiệp không mặn mà đầu tư Dù biết rằng việc triển khaicác dự án bãi đỗ xe cao tầng có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với giao thông đôthị của Thủ đô

Việc bỏ ra số tiền lớn để nhập khẩu hoàn toàn công nghệ từ nước ngoài, trong khiViệt Nam hoàn toàn có thể sản xuất được là chuyện lãng phí Hiện nay trên cảnước đã xuất hiện một vài doanh nghiệp bắt tay vào việc sản xuất các hệ thống đỗ

xe tự động (như công ty TNHH sản xuất cơ khí và cầu trục NMC thành phố HồChí Minh, công ty Cổ phần cơ khí Yên Viên, Gia Lâm, Hà Nội)

Là một sinh viên ngành cơ điện tử, được trang bị đầy đủ các kiến thức về

cơ khí, điện tử và lập trình, tác giả nhận đề tài nghiên cứu và thiết kế lại “Nguyên

lý điều khiển của hệ thống đỗ xe loại xoay vòng trục đứng” có mô hình cơ khígiống với gara để xe tự động tại 32 Nguyễn Công Trứ Hà Nội Với mục tiêu tìmhiểu quá trình điều khiển của hệ thống và đặt nền móng cho việc phát triển biếncông nghệ ngoại thành công nghệ nội để có thể đưa hệ thống vào sản xuất thựctiễn, nâng cao hiệu quả kinh tế

Do thời gian có hạn, việc xây dựng mô hình thật gặp nhiều khó khăn, kết quảcủa đề tài sẽ được mô phỏng bằng phần mềm Proteus

2.2 Giới thiệu sơ bộ về hệ thống đỗ xe tự động loại xoay vòng trục đứng 2.2.1.Cấu tạo nhà xe

Gồm có các hệ thống cơ bản sau:

- Hệ thống truyền động và các bộ phận cơ khí: động cơ – hộp giảm tốc, bộtruyền xích, pallet…

- Hệ thống điều khiển: bộ điều khiển PLC, hộp điều khiển…

- Hệ thống an toàn: chuông báo động, rơle, các cảm biến…

- Các hệ thống phụ trợ khác: hệ thống chiếu sáng …

2.2.2 Các thông số thiết kế nhà xe

Hình 2- 1 Tổng thể hệ thống đỗ xe tự động 32 Nguyễn Công Trứ.

- Loại xe chứa: dưới 5 chỗ ngồi

- Tổng số xe tối đa của hệ thống chứa được: 32 xe

- Số tầng nhà để xe: 5 tầng

- Số block của hệ thống: 4 block

- Số xe tối đa của 1 block chứa được: 8 xe

- Vận tốc tối đa của bộ truyền: 3,2 m/ph

- Bộ điều khiển PLC

- Nguồn điện: 3 pha xoay chiều 380V 50 Hz

2.2.3 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ truyền động trong nhà xe.

Hình 2- 2 Sơ đồ cấu tạo bộ truyền động 1.Động cơ – hộp giảm tốc 2.Khớp nối 3.Cụm chủ động 4.Cụm trục đỡ 5.Đĩa xích lớn chủ động 6,9.Đĩa xích bị động 7.Chốt nối 8.Cụm xích tải bị

động 10.Bộ phận căng xích 11 Má nâng

Nguyên lý làm việc của bộ truyền: Động cơ 1 quay tạo ra nguồn động lực, quahộp giảm tốc và khớp nối 2 truyền tới cụm trục chủ động 3, cụm trục chủ động 3được chế tạo có đĩa xích nhỏ liền trục ăn khớp với đĩa xích lớn 5 trong bộtruyềnchủ động Đĩa xích lớn 5 truyền momen đến bộ truyền xích bị động – được

cấu tạo bởi hai đĩa xích 6 và 9 và cụm xích 8 thông qua chốt nối 7 được hàn cứnggiữa hai đĩa xích 5 và 6 Bộ truyền xích bị động quay làm cho các má nâng đượcgắn trên cụm xích tải 8 chuyển động theo Do đó, các pallet được đỡ bởi các mánâng thông qua trục đỡ cũng chuyển động theo tạo nên chuyển động xoay tầng.

2.2.4 Nguyên tắc đưa xe vào ra khỏi hệ thống.

- Đối với khách hàng: Khi đưa xe vào đúng vị trí đỗ, lái xe kéo phanh tay vàđóng cửa hoàn toàn, đảm bảo xe nếu bị xê dịch không có nguyên nhân trựctiếp tự xe

- Đối với nhân viên quản lí:

 Nguyên tắc đưa xe vào hệ thống: Khi tầng 1 có xe người quản lí bấm

số ô trống gần nhất, hệ thống đó sẽ quay cho khi ô trống đó xuốngđến tầng 1 Người lái xe lái xe vào Hệ thống sẽ tiếp tục quay để đưa

xe vừa di chuyển vào lên trên, đưa pallet trống tiếp theo xuống Nếukhông có xe vào hoặc hê thống đã đầy thì giữ nguyên pallet

 Nguyên tắc lấy xe ra: Người quản lý bấm số- tên pallet đang chứa xecần lấy Pallet đó sẽ di chuyển xuống tầng 1 để lấy xe

2.2.5 Các thông số bộ truyền động của nhà xe

a Thông số động cơ

Sử dụng động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha

Động cơ 4A132M8Y3 công suất 5,5 kW, 2p = 8, nđb= 750 vòng/ph, m = 93kg

b Thông số bộ truyền xích chủ động:

Chọn xích ống con lăn 2 dãy có thông số kĩ thuật như sau:

) ) ) )

trọngpháhỏngQ(kN)

lượng

1 métxíchq(kg)

da1= 198 mm da2 = 1474 mmĐường kính đáy răng: df1= 161 mm df2= 1434 mm

c Hộp giảm tốc

Chọn hộp giảm tốc trục vít – bánh vít một cấp vì nó có tỉ số truyền lớn Mặt khác

do tính chất chỉ truyền được theo 1 chiều nên có thể làm cơ cấu bảo vệ khi xảy ra

sự cố

Ta không dùng hộp giảm tốc với tính chất là một cơ cấu độc lập mà sử dụng động

cơ hộp giảm tốc Đó là một tổ hợp động cơ điện và hộp giảm tốc có vỏ được cốđịnh với nhau Kết cấu này có ưu điểm như sau:

- Không phải dùng khớp nối để nối trục động cơ và hộp giảm tốc biệt lập

- Kết cấu gọn nhẹ;

- Giảm chi phí về chế tạo lắp ghép;

- Thiết bị làm việc ổn định hiệu suất cao.

Thông số của hộp giảm tốc:

d Bộ truyền xích bị động

Hình 2- 3.Cấu tạo bộ truyền xích bị động

Bộ truyền nhận momen truyền từ bộ truyền xích chủ động làm quay xích tải cógắn má nâng để nâng pallet chuyển động theo vòng tròn đứng Xích tải được dẫn

hướng bằng thanh dẫn hướng được gắn vào khung đỡ và bố trí ở đằng sau bộtruyền

*Các thông số của bộ truyền:

Số răng 2 đĩa xích: z = 10 răng

Đường kính đáy răng: df1=1125mm

Chiều dài dải xích L: L= 2.5.360+ 2.a= 2.5.360+2.5400=14400(mm)

2.3 Nguyên lý điều khiển của hệ thống

Trước khi bắt tay vào công việc điều khiển, điều đầu tiên là xác định đầu vào, đầu

ra của hệ thống Đối với hệ thống nhà xe tự động có:

Tín hiệu điện

Điện (tần số, điện áp, )

Hệ thống phụ

trợ (hiển thị,

Cảm biếntrong Động cơ điện

Bộ truyền động

cơ khí

- Bộ điều khiển: Là nơi nhận tín hiệu từ các cảm biến, bảng điều khiển lưutrữ và xử lý số liệu Đưa các ra các lệnh điều khiển chạy các chương trình

đã nạp sẵn trong bô điều khiển

- Động cơ điện: là nguồn động lực chính giúp nhà xe hoạt động

- Bộ truyền động cơ khí: Biến đổi chuyển động quay từ động cơ thànhchuyển động như mong muốn (tốc độ quay, momen, chiều, hướng chuyểnđộng )

- Cảm biến trong: bao gồm các cảm biến vị trí, encoder, cảm biến nhiệt độ cung cấp các tín hiệu về tình trạng hoạt động của nhà xe cho bộ điều khiển

- Cảm biến ngoài: bao gồm các cảm biến hồng ngoại, nhiệt thu nhân các tínhiệu từ môi trường bên ngoài tác động đến nhà xe,

- Hệ thống phụ trợ: Thông báo các chế độ hoạt động, tình trạng hoat độngcủa nhà xe cho người dùng và khách hàng Cảnh báo các nguy hiểm, sự cốxảy ra

* Sơ đồ khối thuật toán điều khiển đưa xe vào và lấy xe ra bằng tín hiệu vào lấy

từ bảng điều khiển

2.4 Các thiết bị dùng trong điều khiển.

2.4.1.Bảng điều khiển

Bảng điều khiển là bộ phận dùng để điều khiển hoạt động của nhà xe thôngqua các công tác và các nút bấm Bảng điều khiển được lắp trên khung đỡ và có vịtrí lắp đặt sao cho thuận tiện trong quá trình điều khiển

Trên bảng điều khiển là các nút bấm có các chức năng khác nhau, bên cạnh

là hướng dẫn sử dụng để người quản lí sử dụng dễ dàng

Hình 2- 6.Bảng điều khiển và hướng dẫn sử dụng hệ thống.

Muốn điều khiển trước hết ta phải chọn chế độ điều khiển Ở đây có 2 chếđộ: Bằng tay (Manual) và tự động (Auto) Ở chế độ điều khiển bằng tay, ngườiquản lý ấn nút để di chuyển pallet từng sàn 1 theo chiều kim đồng hồ hay ngượclại Ở chế độ tự động (Auto), hệ thống sẽ tự động tính toán vị trí của pallet cần

dừng với vị trí dưới cùng và cung cấp điện vào động cơ sao cho pallet cần dùngxuống đúng vi trí 1(vị trí dưới cùng)

Ấn phím R để xóa lệnh gọi nhầm hoặc xóa lỗi: Khí phát hiện gọi nhầmhoặc lỗi khi điều khiển, người ta ấn nút R trên bảng điều khiển, nó sẽ truyền 1 tínhiệu đến bộ điều khiển trung tâm để xóa lệnh vừa gọi trước đó Động cơ sẽ quayngược lại và đưa pallet trở lại vị trí trước đó của nó

Ấn công tắc dừng khẩn cấp nếu có sự cố bất thường: Công tắc dừng khẩncấp thường là công tắc lớn nhất, dễ nhận biết, dễ ấn nhất Khi có sự cố bằng mắtthường, người quản lí lập tức nhấn nút dừng khẩn cấp, nút này truyền thông tinđến bộ điều khiển dừng mọi hoạt động hiện tại của hệ thống

Chế độ bằng tay(Manual):

 Ấn phím số 1: Di chuyển sàn quay theo chiều kim đồng hồ

 Ấn phím số 2: Di chuyển sàn quay ngược chiều kim đồng hồ

Chế độ tự động(Auto): Ấn phím số tương ứng với tên pallet Pallet đượcgọi sẽ di chuyển đến vị trí 1(vị trí dưới cùng) Chế độ này hệ thống chỉquay theo 1 chiều duy nhất

Cài đặt sàn (Set pallet):

Trước hết chuyển sang chế độ bằng tay, di chuyển pallet 1 xuốngdưới cùng Ấn phím C, sau âm báo ấn phím 1 Chế độ này dùng để cài đặtlại tên pallet cho khớp với hiện thị bên ngoài Cài đặt lại khi chế độ Autohoạt động có vấn đề