BÁO CÁO CUỐI KÌ, NHẬP MÔN KĨ THUẬT , CON THUYỀN ƯỚC MƠ

BÁO CÁO CUỐI KÌ, NHẬP MÔN KĨ THUẬT , CON THUYỀN ƯỚC MƠ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN KĨ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP  NHẬP MÔN KĨ THUẬT BÁO CÁO CUỐI KÌ CON THUYỀN ƯỚC MƠ GVHD: TS LÊ NGỌC QUỲNH LAM LỚP: CK14HT2 NHÓM: THE CITIZEN Các thành viên: - La Nghĩa Trường MSSV 1414338 - Nguyễn Minh Phương MSSV 1413023 - Nguyễn Thị Thảo Vi MSSV 1414631 - Nguyễn Thụy Phương Vy MSSV 1414798 - Phạm Hoàng Lâm MSSV 1411970 Ngày nộp: 14/01/2015 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Lí hình thành ý tưởng 1.2 Mục tiêu .1 1.3 Phạm vi 1.4 Cơ sở lí thuyết CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .2 2.1 Khảo sát nhu cầu 2.1.2 Qui mô đối tượng khảo sát 2.1.3 Kết khảo sát 2.1.4 Kết luận 2.2 Đặc tính sản phẩm 2.3 Yêu cầu kĩ thuật 2.3.1 Các phận chức 2.4 Thiết kế 2.4.1 Lựa chọn vật liệu 2.4.2 Thiết kế 2.5 Qui trình thực CHƯƠNG 3: KẾ HOẠCH THỰC HIỆN 3.1 Giai đoạn (trước thay đổi phương án thiết kế) 3.2 Giai đoạn (sau thay đổi phương án thiết kế) 3.3 Lí thay đổi phương án thiết kế CHƯƠNG 4: QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 4.1 Nhật kí đồ án 4.1.1 Nhật kí đồ án giai đoạn 4.1.2 Nhật kí đồ án giai đoạn 4.2 Chi phí thực 4.3 Rubric đánh giá CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ 5.1 Kết đạt 5.2 Ưu điểm sản phẩm 5.3 Hạn chế sản phẩm CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận 6.2 Hướng phát triển PHẦN PHỤ LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Lí hình thành ý tưởng Hiện nhiễm môi trường thiếu hụt nguồn lượng hai vấn đề người quan tâm hàng đầu Về vấn đề nhiễm, khí thải từ phương tiện giao thông nguyên nhân chủ yếu, chiếm đến 70% nguồn gây nhiễm Trong đó, giao thơng đường thủy chiếm phần đáng kể Đa số phương tiện giao thông đường thủy sử dụng dầu diezel nguồn nhiên liệu Xuất phát từ nhu cầu giải hai vấn đề môi trường nguồn lượng cho phương tiện đường thủy, nhóm chúng em hình thành ý tưởng tạo mơ hình thuyền buồm chạy lượng Mặt Trời 1.2 Mục tiêu Tạo mơ hình thuyền buồm hoạt động lượng Mặt Trời lượng gió, từ tạo sở để chế tạo thuyền chạy lượng với kích thước thực 1.3 Phạm vi giới hạn Sản phẩm nhóm dừng lại mức mơ hình nên chưa thể toàn khả thuyền thực tế Sản phẩm phục vụ mục đích giải trí, tiêu khiển 1.4 Cơ sở lí thuyết Sản phẩm nhóm vận hành hình thành chủ yếu dựa sở lý thuyết kể sau: - Lực đẩy Archimedes Con tàu lực đẩy Archimedes (Fa) lớn trọng lực vật (P) Fa>P, Fa=d.V (d khối lượng riêng tàu,V thể tích tàu) - Hiệu ứng quang điện “Pin lượng mặt trời thiết bị giúp chuyển hóa trực tiếp lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) thành lượng điện (điện năng) dựa hiệu ứng quang điện Hiệu ứng quang điện khả phát điện tử (electron) ánh sáng chiếu vào vật chất” (nguồn: khoahoc.tv) CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Khảo sát nhu cầu 2.1.1 Qui mơ đối tượng khảo sát Nhóm chúng em thực khảo sát nhỏ nhu cầu sử dụng thuyền buồm chạy lượng thông qua công cụ Google Doc với qui mô 25 người tất sinh viên 2.1.2 Kết khảo sát Thông qua việc thống kê kết khảo sát, nhóm chúng em có kết sau: - 52% số người chọn thuyền buồm hỏi “Bạn chọn loại thuyền cho chuyến du ngoạn biển?” - 96% số người chọn loại thuyền thân thiện với môi trường - 48% số người lựa chọn lượng mặt trời nguồn lượng phù hợp để thay dầu diesel - Độ an tồn khơng gây nhiễm tiêu chí người tham gia khảo sát nhắm đến nhiều Có đến 56% số người đánh giá mức độ quan trọng an toàn mức cao – mức số theo thang điểm 5, đó, mục khơng gây nhiễm, số 28% 2.1.3 Kết luận Từ khảo sát cho thấy, người trọng đến vấn đề bảo vệ môi trường sẵn sàng sử dụng phương tiện di chuyển không gây nguy hại đến mơi trường Ngồi ra, với trạng ô nhiễm môi trường thiếu hụt lượng việc chế tạo thuyền buồm chạy lượng mặt trời nhu cầu thiết thực xác đáng, phù hợp phong cách sống “Xanh – – đẹp” có nhiều triển vọng phát triển tương lai Sản phẩm đáp ứng nhu cầu di chuyển du khách du ngoạn biển, đồng thời tiết kiệm nguồn nhiên liệu góp phần bảo vệ mơi trường 2.2 Đặc tính sản phẩm Từ nhu cầu thu thập thông qua khảo sát, nhóm chúng em lập bảng đặc tính sản phẩm cần đạt Bảng 2.1: Đặc tính sản phẩm Yêu cầu chức Phân tích Ý tưởng Rủi ro Khơng khói Khơng rò rỉ nhiên liệu Bảo vệ môi trường Không làm cạn kiệt tài nguyên Sử dụng lượng mặt trời gió Giữ cân Tham khảo, tính tốn Khả chống thiết kế phù chịu trước thời hợp tiết An toàn Biện pháp khắc phục Năng lượng mặt trời: chi phí lắp đặt cao, đòi hỏi thiết kế phù hợp, chưa phổ biến, công suất thấp, phụ thuộc thời tiết Nâng cấp hệ pin mặt trời với công suất tốt từ dự trữ lượng tốt phụ thuộc vào Năng lượng gió: thời tiết phụ thuộc thời tiết Sản phẩm khó đạt độ xác cao thiết kế Cần nâng cao tay nghề, sử dụng công nghệ gia cơng xác 2.3 u cầu kĩ thuật 2.3.1 Yêu cầu - Nổi được, giữ thăng - Chạy nhanh 1km/h - Bộ phận sạc hoạt động tốt - Động cơ, bánh đạp nước, bánh lái hoạt động nhịp nhàng, cân đối - Cột buồm trụ vững 2.3.2 Các phận chức Từ yêu cầu đặt ra, nhóm có thiết kế sơ sản phẩm chức phận Bảng 2.2: Các phận chức Bộ phận Thân thuyền Chức Giúp thuyền nổi, chứa đựng phận lại Buồm Đón gió, đẩy thuyền phía trước Động Truyền điện làm quay bánh đạp nước Chuyển lượng ánh sáng Mặt Pin Mặt Trời Trời thành lượng điện truyền cho động Bánh đạp nước Giúp thuyền tiến phía trước Bánh lái Điều chỉnh hướng thuyền 2.4 Thiết kế 2.4.1 Lựa chọn vật liệu Nhóm có phương án lựa chọn vật liệu để sử dụng cho phần thân thuyền: sử dụng vật liệu gỗ, sử dụng mút xốp, tận dụng vỏ chai nhựa 2.4.1.1 Đánh giá ưu, nhược điểm vật liệu Sau xem xét đặc tính vật liệu nhóm lập so sánh ưu, nhược điểm chúng Bảng 2.3: Bảng đánh giá ưu nhược điểm vật liệu Phương án Vật liệu gỗ Ưu điểm - Tính thẩm mỹ cao - Gia cơng yêu cầu - Chắc chắn chuyên môn cao, - Mô gần với Vật liệu mút xốp Vật liệu vỏ chai Nhược điểm không thuyền chìm thực tế - Giá thành cao - Dễ gia cơng - Tính thẩm mỹ khơng - Giá thành rẻ cao - Dễ mặt nước - Không chắn - Khơng tốn chi phí vật - Tính thẩm mỹ không liệu cao - Tái sử dụng rác thải - Không chắn - Dễ gia công - Mô không sát với thực tế 2.4.1.2 Đánh giá tiêu chí lựa chọn vật liệu Dựa tiêu chí mà nhóm đặt cho loại vật liệu, nhóm cho điểm lập thành bảng đánh giá để lựa chọn vật liệu thích hợp dành cho sản phẩm Bảng 2.4: Bảng đánh giá tiêu chí lựa chọn vật liệu Phương án Gỗ Mút xốp Vỏ chai nhựa Tính Độ bền thẩm mĩ Khả gia công Khả chi trả Tổng điểm Điểm trung bình 5 2 14 3.5 4 16 5 15 3.75 Ban đầu, nhóm lựa chọn phương án thứ sử dụng vật liệu gỗ trọng đến tính thẩm mỹ sản phẩm làm giống với thực tế Tuy nhiên, trình thực hiện, nhóm gặp nhiều khó khăn trình thiết kế gia cơng khơng tìm dụng cụ phù hợp, thiếu kiến thức chuyên môn để tự thực đặt thợ gia cơng chi phí cao Do đó, nhóm khơng tiếp tục thực theo phương án mà chuyển sang phương án thứ hai sử dụng vật liệu mút xốp 2.4.1.3 Kết Dựa theo bảng đánh giá trên, nhóm lựa chọn phương án sử dụng vật liệu mút xốp làm phần thân thuyền 2.4.2 Thiết kế 2.4.2.1 Danh sách chi tiết Bảng 2.5: Bảng danh sách chi tiết sản phẩm Số lượng/Đ ơn vị ST T Chi tiết Thân thuyền Cánh buồm Chất liệu Kích thước Mua/Làm Mút xốp 33cmx13,6cmx9 ,6cm Làm Vải 23cmx19xcm Làm Cột buồm Đũa tre 38cmx20cm Làm Động 17cmx7,5cmx2, 5cm Mua Bộ điều khiển Nhựa Bánh lái Mica Bánh đạp nước Mica, gỗ Trục bánh xe Đũa tre Pin Mặt Trời Mua 12cmx6,4cmx0, 1cm Bán kính 4,5cm Dày 0,9cm Dài 10,3cm Bán kính 0,3cm 6,4cmx3,8cmx0, 5cm Làm Làm Làm Mua 2.4.2.2 Bản thiết kế Hình 2.1: Bản thiết kế phần thân thuyền 2.5 Quy trình thực Hình 2.2: Sơ đồ qui trình thực CHƯƠNG 3: KẾ HOẠCH THỰC HIỆN Kế hoạch thực chia làm giai đoạn: giai đoạn (trước thay đổi phương án thiết kế) giai đoạn (sau thay đổi phương án thiết kế) nhóm khơng giữ nguyên kế hoạch ban đầu mà có thay đổi vật liệu gặp số khó khăn nảy sinh trình thực 3.1 Giai đoạn (trước thay đổi phương án thiết kế) Bảng 3.1: Kế hoạch thực giai đoạn Các Nhiệm vụ khâu Tạo thiết kế Chuẩ n bị Tham khảo giá thành tạo thuyề n Ngày tới trách nhiệm hạn Trường 23/11/2014 Trường, Vi, Vy, phần Phương Tất thành Mua vật liệu + động Chế Người chịu viên Tất thành Lắp ráp khung sườn thuyền viên Lắp ráp phần thân thuyền Chế tạo cánh buồm ráp động Hoàn thiện Thử nghiệ m 2/12/2014 11/12/2014 Tất thành viên 16/12/2014 Vy 22/12/2014 Báo cáo kì Lắp 24/11/2011 17/12/2014 Lắp ráp động Trường, Lâm Chế tạo banh lái, bánh đạp nước lắp 26/12/2014 Lâm 28/12/2014 Lắp ráp pin lượng mặt trời Trường, Lâm 30/12/2014 Hồn thiện thiết kế trang trí Vi, Vy, Phương 3/1/2015 Tất thành viên 3-8/1/2015 ráp Thử nghiệm thực tế điều chỉnh lần cuối Báo cáo cuối kì 9/1/2015 3.2 Giai đoạn (sau thay đổi phương án thiết kế) Bảng 3.2: Kế hoạch thực giai đoạn Các Người chịu trách Nhiệm vụ khâu Chế nhiệm Tạo hình mút Tất thành viên Chế tạo cánh buồm Vy Ngày tới hạn 31/12/2014 – 2/1/2015 tạo thuyền Lắp ráp động Lắp Trường, Lâm ráp Chế tạo bánh lái, bánh đạp nước lắp động ráp Hoàn thiện Thử 6/1/2015 Lắp ráp pin lượng mặt trời Trường, Lâm 6/1/2015 Hoàn thiện thiết kế trang trí Vi, Vy, Phương – 8/1/2015 Tất thành viên – 13/1/2015 cuối m 4/1/2015 Lâm, Trường Thử nghiệm thực tế điều chỉnh lần nghiệ – 3/1/2015 Báo cáo cuối kì 14/1/2015 3.3 Lí thay đổi phương án thiết kế CHƯƠNG 4: Q TRÌNH THỰC HIỆN 4.1 Nhật kí đồ án 4.1.1 Giai đoạn (trước thay đổi phương án thiết kế) Bảng 4.1: Nhật kí đồ án giai đoạn Tuần Mục Công tiêu việc Người Kết thực Mức độ hoàn thành Ghi Đã tạo Tạo thiết kế thiết kế sơ lược Thảo Vi 90% với vật liệu gỗ Đã xác Hoàn 23/11/2 thành Tham định 014 – giai khảo giá 29/11/2 đoạn giá gỗ, 014 chuẩn vật keo, bị liệu, động cơ, động tiền gia công chi Hoàn Trường, thành Phương 90% Vy, Thảo 100% mục tiêu tuần Vi, Phương tiết Báo cáo ý tưởng đồ án 30/11/2 Hoàn 014 – thành 06/12/2 giai 014 đoạn thử nghiệm Mua vật liệu + động Báo cáo Phương Vy, sơ sót 80% Phương Mua Hồn động Tất Phần gỗ thành tính thành 60% viên Thử tốn lại Khơng Tất nghiệm tạo hình thành bìa được, cứng tốn 50% mục tiêu viên 40% tuần Suy xét lại việc sử dụng nhiều vật liệu thời khác để gian chế tạo tàu Có thể thay đồi thiết kế 07/12/2 014 – Chế tạo Không chi thực tiết Lắp ráp thành Khơng 13/12/2 Hồn 014 khung thành sườn giai đoạn thuyền Lắp ráp 14/12/2 chế phần 014 – tạo thân thuyền Chế tạo 20/12/2 014 Không - thực - 0% 0% hồn mục tiêu tuần tạm Khơng hỗn để thực - 0% tìm phương Không án khác cánh thực - 0% cho đồ án Hoàn 21/12/2 Thực buồm Vẽ lại 014 – hành thành 27/12/2 tạo thiết kế 76,6% 014 mẫu chi mục tiêu thực tế tiết để Hoàn gỗ gia thành Thảo Vi 100% 40% cơng phòng thử CDIO nghiệm Gia Mẫu gỗ Trường, công dễ gãy, Lâm mẫu kích thử thước (cưa nhỏ, khó gia công khung Tốn sườn) nhiều tuần thời gian Giám sát, quay Hoàn clip, thành Phương Vy, 90% Phương báo cáo Kết luận: Sau tuần thực đồ án, nhóm hồn thành đươc 20% đồ án chưa thể tạo sản phẩm cụ thể Lí thành viên chưa có thống cuối chưa chế tạo mơ hình thực tế nên chưa thể xác định rõ vấn đề nảy sinh Sau thực hành tạo mẫu, nhóm nhận thấy việc sử dụng gỗ gặp khó khăn việc tính tốn lực, gia cơng chế tạo nên nhóm định thay gỗ mút xốp thiết kế lại mơ hình phù hợp với vật liệu 4.1.2 Giai đoạn (sau thay đổi phương án thiết kế) Bảng 4.2: Nhật kí đồ án giai đoạn Đẩy mạnh 28/12/2014 việc thực – 03/01/2014 phương án Lưu ý lại Trường, Báo cáo hướng thực Phương kì đồ án Vy, (mơ hình) Phương Tất Mua mút xốp Hồn thành thành 80% Hồn thành 80% mục tiêu 100% viên Thiếu cơng Tạo mẫu cụ kinh thử nghiệm nghiệm nên với mút khơng hồn xốp thành tốt việc cắt mẫu giải pháp để Phương Vi, Phương Cần nhanh chóng tìm Trường, Vy, Thảo tuần tạo hình cho 60% thuyền Tạo hình thân thuyền Chế tạo cánh buồm Chế tạo 04/01/2014 Thực hành bánh đạp – phòng 10/01/2014 CDIO nước Tất Hoàn thành Hoàn thành Cưa xong phần khoanh gỗ Gặp khó thành viên Phương Vy Thảo Vi, Phương 100% Ngày 06/01 100% hoàn thành tốt với 40% đồ án 50% khăn Lắp ráp việc tính động cơ, tốn, gia bánh lái cơng, kết hợp Trường, Lâm 50% Cần gia công thêm nhà phận Hoàn thiện bánh đạp Hoàn thành Phương 100% Hoàn thành Trường 100% nước Sửa chữa, gỉai vấn đề động Lắp động vào thuyền, 11/01/2014 Hoàn – thành đồ trang trí Tiến hành 14/01/2014 án chạy thử nghiệm mơ Tất Hồn thành Hồn thành thành đủ cho báo cáo 100% Phương Vy, Phương, Lâm, thuyết trình, Thảo Vi clip cuối kì ngày hội kỹ thuật viên Hoàn thành 100% đồ án, chuẩn bị đầy Tất báo cáo, án, 100% viên hình Hoàn thành nhật ký đồ thành Đã hoàn thành 100% 14/01/2014 Báo Cáo Cuối Kì 20/01/2014 Tham Gia Ngày Hội Kỹ Thuật Kết luận: Trong tuần cuối đồ án, sau thay đổi phương án làm, nhóm đẩy nhanh tiến độ thực hoàn thành hạn Hình 4.1: Cắt, khoét mút, mài nhẳn Hình 4.2: Chế tạo buồm 4.2 Chi phí thực Trong suốt q trình thực đồ án, nhóm ghi lại khoản chi phí mà nhóm bỏ Bảng 4.3: Chi phí thực Khoản chi Số tiền Ván gỗ Gia công thử nghiệm Động Pin 20.000đ 20.000đ 130.000đ 8.000đ Mút xốp Dây maiso Keo 502 Mica Tổng cộng 30.000đ 10.000đ 5.000đ 30.000đ 325.000đ 4.3 Rubric đánh giá Bảng 4.4: Rubric đánh giá Thành viên Tiêu chí Có mặt đầy đủ Đóng góp ý kiến Hồn thành nhiệm vụ Thái độ hợp tác Tinh thẩn làm việc Nguyễn Nguyễn Phạm Thuỵ Minh Hoàng Phương Vy Phương Lâm 5 3.5 4 3.5 3.75 3.5 3.5 3.5 5 5 5 5 La Nghĩa Nguyễn Thị Trường Thảo Vi CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ 5.1 Kết đạt Bảng 5.1: Bảng ghi nhận hoạt động phận Bộ phận Ghi nhận Thân thuyền Thân thuyền tốt chưa ổn định động hoạt động Bánh lái Tốt Bánh đạp nước Hoạt động tốt Pin Mặt Trời Cường độ dòng điện đo 50mA, hiệu điện 6,9V, cơng suất tính 0,3495W Hình 5.1: Sản phẩm hồn thiện nhóm 5.2 Ưu điểm sản phẩm - Sử dụng lượng mặt trời gió nên khơng gây nhiễm môi trường - Vật liệu mỏng nhẹ, dễ thiết kế, gia cơng trang trí - Thiết kế bắt mắt - Giá phải 5.3 Hạn chế Sau q trình chế tạo thử nghiệm, nhóm ghi nhận số hạn chế sản phẩm sau: - Khi hoạt động, thuyền bị rung lắc - Thuyền khơng chạy theo đường thẳng mà chạy vòng trọng lượng hai bánh đạp nước không cân đối - Tốc độ thuyền chưa cao bánh đạp nước chưa có thiết kế tối ưu để hạn chế lực cản nước CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Sau trình thực đồ án, nhóm nhận điều bất cập sau đây: nhóm gặp khó khăn việc làm quen với kĩ liên quan đến việc thực sản phẩm cưa gỗ, cắt mica, hàn chì,… Ngồi ra, nhóm chậm trễ việc hồn thành cơng việc báo cáo cuối kì viết báo cáo, làm clip, power point Nhưng sau cùng, nhóm hồn thành tất công việc cách trọn vẹn, hạn nhóm hài long với kết đạt 6.2 Hướng phát triển Trong tương lai, nhóm nghiên cứu để cải tiến thuyền để thuyền chạy nhanh ổn định hơn, bẻ lái chạy theo ý muốn Ngồi ra, mơ hình thuyền buồm nhóm làm sở tạo nên thuyền với kích thước thật PHỤ LỤC Kết khảo sát nhu cầu sử dụng thuyền buồm sử dụng lượng Mặt Trời