luan van robot giam sat new(autosaved)

MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: Hiện nay, tình hình thị hóa diễn nhanh, kênh rạch vùng trũng bị san lấp dành cho xây dựng đô thị, việc quy hoạch tiêu nước khơng theo kịp với tốc độ phát triển thành phố, nhiều tuyến đường thành phố bị ngập lụt sau mưa hệ thống nước khơng nước kịp với nhiều ngun nhân: cũ, xuống cấp, nhiều rác thải, … minh họa hình Hình Hình ảnh đường thành phố sau mưa [Nguồn: Internet] Ngoài vấn đề hệ thống tiêu nước nghiêm trọng xảy tuyến đường thành phố Hồ Chí Minh lại có tượng ‘hố tử thần’ đường ống nước gây Vì vấn đề hệ thống thoát nước toán xúc nan giải thành phố Hiện để giải vấn đề ngập úng, biện pháp vĩ mơ lâu dài lúc thành phố phải cho đội vệ sinh đường ống đến nơi bị ngập, để làm đường ống bị tắc Tuy nhiên, loại ống có đường kính từ 0,2 đến 0,8m cơng nhân khơng thể chui lọt, gây nhiều khó khăn cho việc làm ống Còn để sớm tìm ‘hố tử thần’ để giảm thiểu hậu nghiêm trọng gây ra, ta phải dùng robot nhập từ nước để giám sát đường ống, kiểm tra xem lỗi vị trí đường ống để tiến hành sửa chữa đường ống Đây động lực để nghiên cứu, thiết kế robot di chuyển hệ thống cống rãnh, có khả giám sát truyền hình ảnh trung tâm điều khiển 1.2 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu: Hệ thống đường ống thoát nước cũ kỹ vấn đề nan giải thành phố giới Dù nhận thức tính chất nghiêm trọng vụ việc, nhiều quyền thành phố khơng khắc phục kịp thời hệ thống ống nước khó tiếp cận đường ống bị bể rò rỉ Hiện nay, cách thức áp dụng đào đường khu vực bị nghi ngờ hư hỏng, dù phương pháp bị động hao tiền tốn Đó chưa kể có khu vực khơng thể đào hầm nhiều lý Đứng trước vấn đề cấp thiết trên, nhà nghiên cứu tìm cách chế tạo robot có khả di chuyển bên đường ống khắc phục cố (sewer robot) 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước: Hiện nay, để sửa chữa, bảo dưỡng vệ sinh đường ống nước nước ta chủ yếu dùng sức lao động người Cũng có vài robot chuyên dụng chủ yếu để thăm dò nhập từ nước với giá đắt, … - Robot gần có mặt Việt Nam vào năm 2003 robot khảo sát đường ống cơng ty TNHH thành viên nước thị HỒ CHÍ MINH Hình 2: Robot khảo sát cty cấp nước Hồ Chí Minh [Nguồn: Internet] + Đây robot nhập từ hãng CUES Mỹ Chất lượng sản phẩm 100%, bao gồm: xe chuyên dụng robot giám sát + Robot trang bị camera riêng biệt: camera quay ngang quay nghiêng, camera quay ngang, nghiêng phóng đại + Hệ thống ghi hình trình diễn liệu hình ảnh thu từ đường ống thơng qua hình TV 14”, độ phân giải 450 dòng, tiêu chuẩn màu PAL NTSC, loa gắn Sau kết thúc công việc khảo sát xuất kết file video Chiều dài khảo sát tối đa liên tục không gián đoạn chiều dài dây cáp 300m + Hệ thống kéo điều khiển từ xa, có đồng hồ đo số mét cáp đưa vào cống Dây cáp dài 300m chạy động cơ, tời điện điều khiển từ xa Ròng rọc kép bảo vệ cáp hệ thống dẫn kéo robot lên xuống - Từ tháng 8/2003 đến tháng 3/2004, Cơng ty nước & phát triển thị tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu nghiên cứu, chế tạo thành công cụm tời máy nạo vét cống ngầm Cơng trình khoa học KS Hồng Đức Thảo, Tổng giám đốc Cơng ty chủ trì với cộng số kỹ sư công nhân cơng ty thực Hình 3: Cụm tời nạo vét cống ngầm [Nguồn: Internet] Cụm tời gồm 02 hệ thống hoàn chỉnh đầu để điều khiển thiết bị nạo vét di chuyển dọc theo trục hai tời, thông qua sợi dây cáp nối vào hai đầu thiết bị nạo vét + Mỗi cụm tời gồm: 01 động điện 6-7.5 HP; Máng trượt, Tời máy; Puly truyền cáp; Ống PVC 15x21; Dây cáp đường kính 6mm; Gàu chứa bùn; Quả cầu cho cống Ø600; Quả cầu cho cống Ø600-800; Quả cầu cho cống Ø800-1200; Gàu múc bùn; … + Qui mơ kính thước: dài x rộng x cao: 1140x800x360mm + Trọng lượng trung bình: 50-60kg; Công suất làm việc 500-600 kW - Trong khoảng 10 năm nay, có nhiều nhóm nghiên cứu tỉnh, thành phố nước tham gia nghiên cứu vào lĩnh vực nước tạo robot có khả giám sát vệ sinh đường ống nước thải Tuy nhiên, robot nhiều hạn chế thực nghiệm, chưa biết đến cách rộng rãi 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước: - Năm 1995, đánh dấu bước phát triển robot KURT (Kanal-UntersuchungsRoboter-Testplattform ) học viện AIS (Kirchner & Hertzberg, 1997) Hình 4: Robot tự động KURT [Nguồn: Internet] + Đặc tính robot KURT: Là robot tự động có bánh, kích thước 30×45×30cm; Ba bánh hai bên kết nối đai truyền; Mỗi bên diều khiển động DC; Động điều khiển mạch điều khiển riêng biệt + Hệ thống máy quay: Robot trang bị camera CCD: Camera quay 180o cho phép ghi lại vật trước robot; Tín hiệu camera truyền thơng qua khe cắm ISA – bus với máy tính + Hệ thống cảm biến: máy đo độ nghiêng đặt gầm xe đầu dò siêu âm cho phép phát vật cản trước sau robot với khoảng cách tối đa 100cm tối thiểu 1cm - Vào năm 1998, robot thăm dò đường ống KARO nghiên cứu thử nghiệm Đức Dự án tài trợ The German Ministry for Research and Education (BMBF) Sự đổi KARO sử dụng dải nhiều cảm biến, cụ thể là: cảm biến vi sóng, cảm biến quang học, camera cảm biến siêu âm KARO sử dụng đường ống biến dạng, ống dẫn lớn bị nứt… Hình 5: Robot đa cảm biến đường cống, KARO [Nguồn: Internet] - Vào năm 1997 – 2001, robot MAKRO chế tạo phát triển nhóm kĩ sư người Đức Hình 6: Robot tự động đường ống, MAKRO [Nguồn: Internet] Đặc tính robot MAKRO : MAKRO gồm đoạn nối liền với motor điều khiển cho phép robot leo bước quay trở lại MAKRO robot tự động hồn tồn, vệ sinh làm đường cống có kích thước khoảng 300 đến 600mm điều kiện khô Được trì lượng pin NiCd, cho phép robot hoạt động liên tục 1.2.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn : Hiện nay, giới có nhiều loại robot chế tạo để phục vụ cho nhiều mục đích làm việc đường ống ngầm Trong đó, hầu hết dạng robot di chuyển kiểm tra đường ống, số nhỏ robot có khả làm đường ống nhiên họ mô tả cơng trình làm đơn giản, có xu hướng chun ngành Do đó, khó áp dụng vào cống Việt Nam Vì để đáp ứng nhu cầu cấp thiết giám sát vệ sinh hệ thống đường ống nước thải Việt Nam, đề tài nghiên cứu việc tích hợp lực khác robot để di chuyển, vệ sinh kiểm tra hoàn thiện, robot chuyên nghiệp hoạt động khả thi 1.3 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài : 1.3.1 Mục tiêu đề tài : Cơng việc giám sát hệ thống nước công việc nguy hiểm, độc hại, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động Bên cạnh đó, để kiểm tra làm đường ống có kích thước nhỏ, cơng nhân khơng thể chui lọt nên phải trực tiếp thực tay dùng thiết bị tời, cáp, máy kéo…và huy động nhiều người Công việc phức tạp tốn nhiều lao động, nhiên ta làm tốt hai đầu ống nước Góp phần giải trạng ngập lụt này, sử dụng tự động hóa thay cho sức lao động tránh để người công nhân làm việc với mơi trường độc hại việc nghiên cứu, thiết kế robot có chức giám sát làm đường ống nước thải mục đích đề tài để đem lại nhiều tiện ích, giảm hao phí lao động kinh tế Để thỏa mãn yêu cầu nghiên cứu thiết kế robot có chức giám sát làm đường ống nước thải, ta phải đảm bảo số mục tiêu: - Thiết kế robot để giám sát đường ống nước thải phải điều khiển từ xa thơng qua dây điều khiển, - Có đường dẫn lượng điều khiển động lực xuống robot, - Truyền lệnh điều khiển từ trung tâm điều khiển xuống robot nhận liệu quay trở lại trung tâm điều khiển, - Có thể xác định tọa độ điểm lưu ý vẽ lại hệ thống đường dẫn cần thiết, - Thiết kế robot để làm đường ống nước thải phải điều khiển từ xa thơng qua dây điều khiển, - Làm đường ống dẫn nước thải thiết bị phù hợp Hình Thể trình tự vệ sinh cống nhóm cơng nhân 1.3.2 Nhiệm vụ đề tài: - Xây dựng phương án thiết kế robot giám sát đường ống nước thải chọn phương án khả thi, - Thiết kế phần khí, phần điện, phần điều khiển, phần thu nhận tín hiệu, phần xử lý lưu trữ liệu cho robot, - Chế tạo thử nghiệm robot, tiến hành thử nghiệm phòng thí nghiệm, đánh giá kết thử nghiệm, - Triển khai thực nghiệm công ty, hiệu chỉnh hoàn thiện thiết kế, - Thực công việc kết thúc đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu : Đối tượng đề cập đề tài hệ thống làm cơng việc giám sát mơi trường ẩm ướt, di chuyển linh hoạt xuyên suốt đoạn ống thẳng, gắn camera để người điều khiển quan sát kiểm tra tình trạng cống, đồng thời điều khiển robot vận hành qua dây cáp Đề tài nghiên cứu thiết kế robot giám sát đường ống nước thải di chuyển thẳng đường ống tròn có kích thước 300 mm, làm việc môi trường mực nước đường ống thấp (không ½ mực nước ống) 1.5 Phương pháp nghiên cứu: Để hoàn thành tốt mục tiêu đề đề tài, phương pháp nghiên cứu đưa ra: - Nghiên cứu sản phẩm có giới thơng qua Phát minh sáng chế, tài liệu khoa học, cataloge công ty sản xuất nước, - Khảo sát điều kiện làm việc yêu cầu kỹ thuật hệ thống thoát nước thành phố, - Xây dựng phương án thiết kế robot giám sát đường ống nước thải chọn phương án khả thi, - Thiết kế phần khí, phần điện, phần điều khiển, phần thu nhận tín hiệu, phần xử lý lưu trữ liệu cho robot, - Chế tạo thử nghiệm robot, tiến hành thử nghiệm phòng thí nghiệm, đánh giá kết thử nghiệm, - Triển khai thực nghiệm công ty, hiệu chỉnh hồn thiện thiết kế, - Thực cơng việc kết thúc đề tài Chương THIẾT KẾ CƠ KHÍ 2.1 Hiện trạng cơng tác giám sát hệ thống nước thị 2.1.1 Tại thi nước ngồi: Ở nước phát triển, hệ thống nước xử lý nước thải quy hoạch, thiết kế xây dựng đại, đồng bộ, công tác giám sát bảo dưỡng hệ thống cống ngầm ứng dụng hầu hết giới 2.1.2 Tại đô thị nước: Ở nước ta, sở hạ tầng xuống cấp gây nên tình trạng ngập úng khí mưa to mưa kéo dài nhiều khu vực thành phố điển hình thủ Hà Nội, TP Hồ Chí Minh Trong đó, cơng tác giám sát cống ngầm, kênh mương thoát nước Việt Nam chưa thực được, chi nạo vét cống phương pháp thủ công chủ yếu Công việc nặng nhọc độc hại, suất lao động thấp, thi cơng khó khăn, nhiều nguy hiểm, nhiều vị trí, tuyến cống ngầm, kênh mương nước khơng thể nạo vét Hình: Hình ảnh Bao cát móc lên từ lòng cống đường Tân Kỳ - Tân Quí 2.2 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế: Robot nhóm chế tạo vừa đảm bảo yêu cầu phù hợp với trình độ kĩ thuật Việt Nam, vừa đáp ứng điều kiện thực tế hệ thống cấp thoát nước Việt Nam Lực cản nước: Trong đó: ρ: khối lượng riêng V: vận tốc As: diện tích mặt ướt robot Sức cản ma sát Trong đó: CF: hệ số độ cản riêng K: lực cản nước - Theo Reynon, công thức hệ số độ cản riêng: Trong đó: V: giá trị tốc độ giới hạn L: chiều dài xe ν: hệ số nhớt động lực chất lỏng, m2/s Mà Trong đó: µ: hệ số nhớt động học nước, N.s/m2, ρ: khối lượng riêng nước, kg/m3, Robot di chuyển cống thải, khơng có sóng xốy cuộn ta bỏ qua sức cản dư bao gồm sức cản sóng sức cản xốy cuộn Cũng bỏ qua sức cản khơng khí Lực ma sát: Trong µ: hệ số ma sát N: áp lực Vậy tổng sức cản là: Cơng thức tính tốn cơng suất động robot di chuyển: Công suất làm việc danh nghĩa trục công tác xác định theo cơng thức sau: Plvct = Ft ×v /103 (kW) Với Ft lực vòng trục cơng tác (N); v vận tốc vòng băng tải (xích tải) (m/s) Bảng Trị số hiệu suất loại truyền ổ Tên gọi Hiệu suất truyền ổ che kín để hở Bộ truyền bánh trụ 0,96 - 0,98 0,93 - 0,95 Bộ truyền bánh côn 0,95 - 0,97 0,92 - 0,94 - tự hãm 0,30 - 0,40 0,20 - 0,30 - không tự hãm với Z1 = 0,70 - 0,75 Z1 = 0,75 - 0,82 Z1 = 0,87 - 0,92 Bộ truyền xích 0,95 - 0,97 0,90 - 0,93 Bộ truyền bánh ma sát 0,90 - 0,96 0,70 - 0,88 Bộ truyền trục vít Bộ truyền đai 0,95 - 0,96 Một cặp ổ lăn 0,99 - 0,995 Một cặp ổ trượt 0,98 - 0,99 Dựa vào lý thuyết yêu cầu cụ thể robot : - Robot có tải trọng dự tính là: 35kg - Vận tốc chạy tối đa robot : 5(km/h) = 1,4( m/s) (người sử dụng thơng qua hệ thống điều khiển để kiểm soát tốc độ robot) Ta có : Cơng suất làm việc danh nghĩa trục công tác : Hiệu suất truyền : Với : ηbr=0.97: hiệu suất truyền động bánh răng; ηol =0.99: hiệu suất ổ lăn; ηk =1: hiệu suất khớp nối Công suất trục động : Với thơng số tính tốn động chọn : - Cơng suất : 50 (W) - Số vòng quay đồng : 137 (v/p) 3.2.2 Nguyên nhân chọn truyền xích : - Trong điều kiện làm việc phức tạp robot, cần lựa chọn truyền động đáp ứng yêu cầu : địa hình di chuyển phức tạp, môi trường làm việc nhiều rác thải, bùn đất… Từ yêu cầu đó, nhóm định chọn truyền xích với ưu điểm di chuyển tốt nhiều địa hình, độ bám đường cao, thích ứng tốt với môi trường làm việc không thuận lợi 3.2.3 Thiết kế truyền xích bao gồm bước : - Chọn loại xích - Chọn số đĩa xích, xác định bước xích theo tiêu chuẩn độ bền mòn xác định thơng số khác xích truyền - Kiểm tra xích độ bền (đối với xích bị tải) - Thiết kế kết cấu đĩa xích xác định lực tác dụng lên trục a Chọn loại xích: - Có loại xích: xích ống, xích lăn xích Các kích thước tra theo bảng sau, bước xích p thơng số hình học quan trọng nhất, tải trọng phá hỏng Q đặc trưng độ bền - Xích ống: đơn giản, giá thành hạ khối lượng giảm khơng dùng lăn, mà lề mòn nhanh Vì dùng xích ống truyền không quan trọng mặt khác yêu cầu khối lượng nhỏ - Xích ống - lăn: gọi tắt xích lăn, kết cấu giống xích ống khác phía ngồi ống lắp thêm lăn, nhờ thay ma sát trượt ống đĩa (xích ống) ma sát lăn lăn đĩa (ở xích lăn) Kết độ bền mỏi xích lăn cao xích ống, chế tạo khơng phức tạp xích răng, xích lăn dùng rộng rãi - Nó dùng thích hợp vận tốc làm việc 10 đến 15 m/s Nên ưu tiên dùng xích dãy, truyền quay nhanh, tải trọng lớn dùng xích 2, dãy làm giảm bước xích, giảm tải trọng động kích thước khn khổ truyền Bảng : Các thơng số xích lăn Tải Khối trọng lượng phá mét Bước hỏng Q, xích , xích p, kN kg Kích thước, mm mm B, không l nhỏ H, B, không khơng lớn lớn Xích lăn dãy 3,0 2,31 5,0 - 7,5 12 4,6 0,2 9,525 5,72 3,28 6,35 - 8,5 17 9,1 0,45 12,7 2,4 3,66 7,75 - 10,0 8,7 9,0 0,30 12,7 2,2 3,66 7,75 - 10,0 12 9,0 0,35 12,7 5,4 4,45 8,51 - 11,8 19 18,2 0,65 12,7 7,75 4,45 8,51 - 11,8 21 18,2 0,75 15,875 6,48 5,08 10,16 - 14,8 20 22,7 0,8 15,875 9,65 5,08 10,16 - 14,8 24 22,7 1,0 18,05 12,7 5,96 11,91 - 18,2 33 31,8 1,9 25,4 15,88 7,95 15,88 - 24,2 38 56,7 2,6 31,75 19,05 9,55 19,05 - 30,2 46 88,5 3,8 38,1 25,4 11,1 22,23 - 36,2 58 127,0 5,5 44,45 25,4 12,70 25,70 - 42,4 62 172,4 7,5 50,8 31,75 14,29 28,58 - 48,3 72 226,8 9,7 63,5 38,10 19,84 39,68 - 60,4 89 353,8 16,0 - Xích răng: có ưu điểm khả tải lớn, làm việc êm, chế tạo phức tạp giá thành đắt xích lăn, nên dùng xích vận tốc xích 10 đến 15 m/s - Loại xích chọn dùng cho robot xích lăn với thông số : p = 12,7 ; B ≥ 3,3 ; = 3,66 ; tốc độ làm việc 3-5 m/ph b Chọn số đĩa xích, xác định bước xích theo tiêu chuẩn độ bền mòn xác định thơng số khác xích truyền Số đĩa xích: Ta tính cơng suất tính tốn Pt theo cơng thức [7.21, 7] Trong đó: P1: cơng suất cần truyền qua truyền xích Kz: hệ số số răng, Z1 = 14 Kn: hệ số vòng quay, chọn n01 = 50 (vòng/ phút), n1 = 18 (vòng/ phút) Với Theo công thức [7.19, 7] bảng [7.4, 7] , ta có: Trong đó: Kd: hệ số tải trọng động, (vì tải trọng va đập) Ka: hệ số kể đến ảnh hưởng khoảng cách trục, (vì a = 25p) Ko: hệ số kể đến cách bố trí truyền (vì truyền nằm ngang) Kdc: hệ số kể đến khả điều chỉnh lực căng xích (vì vị trí trục khơng điều chỉnh được) Kbt: hệ số kể đến ảnh hưởng điều kiện bơi trơn (vì mơi trường làm việc khơng bụi, bôi trơn đạt yêu cầu) Kc: hệ số kể đến chế độ làm việc liên tục, (vì làm việc ca) Như Tra bảng [1], ta có [P0] = 0,35 kW = 350 (W) Thỏa mãn điều kiện bền mòn Bảng 3: Cơng suất cho phép [P] xích lăn Bước xích p, mm Đường Chiều kính chốt mm , Công suất cho phép [P], kW, số vòng quay đĩa nhỏ , vg/ph dài ống B, mm 50 200 400 600 800 1000 1200 1600 12,7 3,66 5,80 0,19 0,68 1,23 1,68 2,06 2,42 2,72 3,20 12,7 4,45 8,90 0,35 1,27 2,29 3,13 3,86 4,52 5,06 5,95 12,7 4,45 11,30 0,45 1,61 2,91 3,98 4,90 5,74 6,43 7,55 15,875 5,08 10,11 0,57 2,06 3,72 5,08 6,26 7,34 8,22 9,65 15,875 5,08 13,28 0,75 2,70 4,88 6,67 8,22 9,63 10,8 12,7 19,05 5,96 17,75 1,41 4,80 8,38 11,4 13,5 15,3 16,9 19,3 25,4 7,95 22,61 3,20 11,0 19,0 25,7 30,7 34,7 38,3 43,8 31,75 9,55 27,46 5,83 19,3 32,0 42,0 49,3 54,9 60,0 - 38,1 11,12 35,46 10,5 34,8 57,7 75,7 88,9 99,2 108 - 44,45 12,72 37,19 14,7 43,7 70,6 88,3 101 - - - 50,8 14,29 45,21 22,9 68,1 110 138 157 - - - Va đập truyền xích gây nên tiếng ồn nguyên nhân phá huỷ lề xích đĩa xích Va đập nguyên nhân làm vỡ lăn xích Để hạn chế ảnh huởng có hại va đập, ngừoi ta hạn chế giá trị p c theo bảng 2, biết truớc bước xích, ta giới hạn số vòng quay Theo bảng 4, số vòng quay tới hạn tương ứng bước xích 12,7 mm nth = 1250 vòng /phút, nên điều kiện n < nth thoả Số vòng quay đĩa xích nhỏ , vg/ph - xích lăn 1250 1000 900 800 630 500 400 300 12,7 15,875 19,05 25,4 31,75 38,1 44,45 50,8 ≥ 15 Bước xích lớn cho phép , mm Định khoảng cách trục a số mắc xích x: Chọn sơ a = 25p = 317,5 mm Tính x theo cơng thức sau, ta có: Vậy số mắc xích: x = 71.2 Lấy số mắc xích chẳn x = 80 Tính lại công thức trục theo công thức 7.17 [7] a = 364 mm Ta chọn a = 360 mm (giảm khoảng cách trục (0,002 ÷ 0,004)a) Để xích khơng chịu lực căng lớn, khoảng cách trục a tính đuợc cần giảm bớt lượng ∆a = (0,002 ÷ 0,004)a Sau xác định số mắc xích khoảng cách trục, cần tiến hành kiểm nghiệm số lần va đập lề xích giây Kiểm nghiệm số lần va đập xích giây theo cơng thức Trong đó: x: số mắc xích z1, n1: số số vòng quay đĩa xích dẫn [i]: số lần va đập cho phép xích giây, tra theo bảng Bảng 5: Số lần va đập cho phép xích [i] giây Loại xích Xích lăn Số lần va đập cho phép [i], 1/s, bước xích p, mm 12,7 15,875 19,05 25,4 31,75 38,1 44,45 50,8 60 50 35 30 25 20 15 15 Bộ xích chọn gia cơng có biên dạng tiếp xúc đặc biệt đáp ứng việc di chuyển lòng ống Với bước xích 12,7 mm, độ rộng xích 13 mm (chưa tính phần biên dạng), tải trọng 50 – 60 kg Khoảng cách trục hai bánh xích 118 mm c Kiểm nghiệm xích độ bền theo cơng thức Trong đó: Q: tải trọng phá hỏng, N, tra bảng kt: hệ số tải trọng động, kt = 1,2; 1,7 2,0 ứng với chế độ làm việc trung bình, nặng nặng, với tải trọng mở máy 150, 200 300% so với tải trọng danh nghĩa Bảng 6: Xích lăn dãy Bước xích p, mm Xích lăn dãy, mm B, không d0 nhỏ d1 h, không nhỏ b, không lớn Tải trọng Khối lượng phá hỏng m xích q, Q, kN kg 12,7 5,4 4,45 8,51 11,8 19 18,2 0,65 12,7 7,75 4,45 8,51 11,8 21 18,2 0,75 15,875 6,48 5,08 10,16 14,8 20 22,7 0,8 15,875 9,65 5,08 10,16 14,8 24 22,7 1,0 19,05 12,7 5,96 11,91 18,2 33 31,8 1,9 25,4 15,88 7,95 15,88 24,2 38 56,7 2,6 31,75 19,05 9,55 19,05 30,2 46 88,5 3,8 38,1 25,4 11,1 22,23 36,2 58 127,0 5,5 Ft : lực vòng, N; Ft = 1000 P/v Fv : lực căng lực li tâm sinh ra, N Fv = qv2, q khối luợng mét xích, cho bảng 1.1 phụ thuộc loại xích buớc xích F0 : lực căng trọng luợng nhánh xích bị động sinh ra, N F0 = 9,81 kfqa Với a khoảng cách trục, mm; kf hệ số phụ thuộc độ võng f xích vị trí truyền Với giá trị thuờng dùng độ võng f = (0,01 ÷ 0,02)a lấy k f = 6; 4; va ứng với truyền nằm ngang, nghiêng góc 40 400 so với phuơng nằm ngang truyền thẳng đứng; [S]: hệ số an toàn cho phép, trị số cho bảng 1.6 Theo cơng thức ta có hệ số an tồn xích chọn ……… > [S], đạt yêu cầu kỹ thuật d Xác định thông số đĩa xích lực tác dụng lên trục Xác định thơng số đĩa xích: Xác định lực tác dụng lên trục: Khác với truyền đai, truyền xích khơng u cầu có lực căng ban đầu Do lực căng nhánh chủ động F1 nhánh bị động F2 bằng: Trong đó: Ft: lực vòng F0: lực căng trọng luợng nhánh xích bị động sinh Fv: lực căng lực li tâm sinh ra, Fv = qv2 Trong tính tốn thực tế bỏ qua F0 Fv lực tác dụng lên trục đuợc tính theo cơng thức: Trong đó: kx : hệ số kể đến trọng luợng xích; kx = 1,15 truyền nằm ngang nghiêng góc nhỏ 400; kx = 1,05 truyền nghiêng góc 400 so với đuờng nằm ngang 3.2.3 Thiết kế trục dẫn động: Chọn vật liệu chế tạo trục thép 45 có giới hạn bền 600Mpa, ứng xuất xoắn cho phép [τ]x = 20 ÷ 35 N/mm2 Xác định sơ đuờng kính trục: Trong đó: d: đuờng kính trục Mx: mômen xoắn, Nmm [τ]x : ứng xuất xoắn cho phép, N/mm2 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực: Dựa vào đuờng kính trục ta chọn chiều rộng ổ lăn D = 32 mm, d = 15 mm, B = mm Bề dày đĩa xích: Chiều dài mayơ bánh cơn: Các khoảng cách: Xác định trị số lực: Lực căng xích tác dụng lên trục Fr = 5410 N, để xác định lực từ bánh tác dụng lên trục: CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN Sau nghiên cứu robot giám sát đường ống nước nghiên cứu tình hình thực tế đường cống nước ta, tơi mạnh dạn đề xuất phương án thiết kế robot kiểm tra làm đường ống nước thải sau: - Robot di chuyển xích, có phận che chắn để tránh đá sỏi, rể làm kẹt xích Sử dụng tia nước cao áp kết hợp với phần cắt để làm đường ống nước thải Sử dụng hai động cơ: cho phận di chuyển, cho phận làm Sử dụng camera giám sát truyền tín hiệu theo cáp phận điều khiển (dây cáp dài 50m) Robot di chuyển tiến lùi điều chỉnh tốc độ - Khối lượng dự kiến robot 40kg Với nội dung làm việc trên, đưa kế hoạch dự kiến sau: T T Nội dung công việc Hiệu chỉnh chuyên đề 2 Thiết kế chế tạo phận di chuyển Thiết kế chế tạo phận làm Thiết kế chế tạo giám sát Thiết kế chế tạo HT điện điều khiển Thử nghiệm, đánh giá hiệu chỉnh Hoàn tất luận văn Tháng 01 02 03 04 05 06 07 08 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cơ sở thiết kế máy – trường ĐH Bách Khoa TP HCM [2] Cơ sở cắt gọt kim loại – trường ĐH Sư Phạm Kĩ Thuật TP HCM [3] Sức bền vật liệu - trường ĐH Sư Phạm Kĩ Thuật TP HCM [4] Cơ lý thuyết - trường ĐH Sư Phạm Kĩ Thuật TP HCM [5] Nguyên lý chi tiết máy - trường ĐH Sư Phạm Kĩ Thuật TP HCM [6] K.-U Scholl, V Kepplin, K Berns, R Dillmann, “An Articulated Service Robot for Autonomous Sewer Inspection Tasks,” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp 1075-1080 09 [7] Frank kirchner, Joachim Hertzerg, “A Prototype Study of an Autonomous Robot Plaform for Sewage System Maintenance,” Autonomous Robots, Kluwer Academic Publishers, pp 1-12, 2000 [8] Erich Rome, Joachim Hertzberg, Frank Kirchner, Ulrich Licht, Thomas Christaller, “Towards autonomous sewer robots: the MAKRO project,” Urban Water, pp 57-70, 1999 [9] Shimon Y Nof, Handbook of Industrial Robotics, 2nd Edition, Wiley, 1999 ... phát triển robot KURT (Kanal-UntersuchungsRoboter-Testplattform ) học viện AIS (Kirchner & Hertzberg, 1997) Hình 4: Robot tự động KURT [Nguồn: Internet] + Đặc tính robot KURT: Là robot tự động... vài robot chuyên dụng chủ yếu để thăm dò nhập từ nước với giá đắt, … - Robot gần có mặt Việt Nam vào năm 2003 robot khảo sát đường ống công ty TNHH thành viên nước thị HỒ CHÍ MINH Hình 2: Robot. .. yêu cầu cụ thể robot : - Robot có tải trọng dự tính là: 35kg - Vận tốc chạy tối đa robot : 5(km/h) = 1,4( m/s) (người sử dụng thơng qua hệ thống điều khiển để kiểm sốt tốc độ robot) Ta có : Công