SKKN cầu nâng hạ tự động cho ô tô và xe máy vào nhà bằng điều khiển từ xa

Do vậy, sau khi các trường hợp xây dựng bậc lên xuống cho ô tô, xe máy lấn chiếm vỉa hè bị dỡ bỏ, các hộ dân có hai phương án: xây cầu lên xuống cho các phương tiện giao thông bằng bê tô

PHẦN II NỘI DUNG

II ỨNG DỤNG CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM “ CẦU NÂNG - HẠ TỰ

ĐỘNG CHO Ô TÔ VÀ XE MÁY VÀO NHÀ BẰNG ĐIỀU KHIỂN TỪ

XA”

10

TÓM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN

Hiện nay chiến dịch “giành lại vỉa hè” ở thành phố Hồ chí Minh đang lan truyền khắp các tỉnh, thành trong cả nước Vì vậy rất nhiều hộ dân có cầu hoặc bục dắt xe máy lấn chiếm vỉa hè dược phá bỏ Theo Thông tư 04/2008/TT-BXD của Bộ Xây dựng ban hành năm 2008, các hành vi bị cấm đối với hoạt động xây dựng, quản lý, khai thác sử dụng đường đô thị: Không được lắp đặt xây dựng bục, bệ dắt xe, bậc tam cấp gây ảnh hưởng đến hoạt động của phương tiện tham gia giao thông, người đi bộ và làm mất mỹ quan đô thị Tuy nhiên trên thực tế, sau khi chúng em khảo sát, thống kê các trường hợp xây dựng bậc lên xuống lấn chiếm vỉa hè tại các tuyến phố trên địa bàn thị trấn Phố Lu, huyện Bảo Thắng ,tỉnh Lào Cai, kết quả cho thấy, hầu hết các trường hợp đều vi phạm chỉ giới xây dựng và chỉ giới đường đỏ Đặc biệt, đối với các trường hợp trước năm 2008, người dân xây dựng nhà không để lại khoảng lùi theo quy định Nhiều hộ gia đình có cốt nền cao từ 30 đến 40cm

Do vậy, sau khi các trường hợp xây dựng bậc lên xuống cho ô tô, xe máy lấn chiếm vỉa hè bị dỡ bỏ, các hộ dân có hai phương án: xây cầu lên xuống cho các phương tiện giao thông bằng bê tông, hoặc bằng thép (khi không sử dụng có thể cất trong nhà để bảo đảm phong quang đường phố đã đem lại những hiệu quả tích cực trả lại vỉa hè cho người đi bộ Tuy nhiên, nhiều nhà dân đã tự chế ra các cầu để cho xe vào nhà không cất trong nhà được vẫn còn tình trạng lấn chiếm vỉa hè, dễ gây nguy hiểm cho người đi bộ trên vỉa hè và ảnh hưởng nhiều đến mỹ quan đô thị

Xuất phát từ thực tiễn đó chúng em đã nảy sinh ý tưởng chế tạo ra một

chiếc “Cầu nâng - hạ tự động cho ô tô và xe máy vào nhà bằng điều khiển

từ xa”, người sử dụng chỉ cần bấm nút trên điều khiển từ xa là chiếu cầu được

nâng lên bằng với thềm nhà hoặc hạ xuống bằng mặt hè phố để đưa xe lên xuống,trả lại mĩ quan cho đô thị và vỉa hè cho người đi bộ

Dự án của chúng em được thực hiện theo trình tự như sau:

1 Tìm hiểu đề tài liên quan

2 Nghiên cứu lý luận gồm những vấn đề sau:

Nghiên cứu cơ chế hoạt động tự động hóa

Nghiên cứu lý thuyết về dòng điện một chiều, cách ghép nguồn thành bộ Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều

3 Xây dựng mô hình thực nghiệm cải tiến và tiến hành đo đạc kết quả

Kết quả mà chúng em thu được:

1 Tạo ra được một chiếc cầu đưa ô tô xe máy lên những nhà có thềm bậc

cao khoảng 20-40 cm, với tính tự động hóa cao

2 Người sử dụng chỉ cần ấn nút điều khiển để đưa cầu nâng lên, hạ xuống hoặc dừng tùy theo nhu cầu sử dụng, với khoảng cách điều khiển xa khảng 50m

3 Hệ thống sử dụng được ngay cả khi mất điện nguồn vào 220V nhờ pin

ắc quy thông qua bộ đổi nguồn sạc 220-24V

4 Hệ thống đế cầu được lắp âm dưới nền và mặt cầu cao bằng mặt nền vỉa hè khi không sử dụng, có thể nâng đỉnh dốc bằng mặt thềm nhà khi muốn cho xe vào nhà, do đó không lấn chiếm nỉa hè và gây cản trở cho người đi bộ, đảm bảo mĩ quan đô thị

5 Thu hút nhiều học sinh tham gia xem nghiên cứu khoa học kĩ thuật, kích thích niềm đam mê nghiên cứu của các em học sinh trong và ngoài nhà trường

LỜI CẢM ƠN!

Nhóm nghiên cứu khoa học thuộc đề tài “ Cầu nâng - hạ tự động cho ô

tô và xe máy vào nhà bằng điều khiển từ xa” chân thành cảm ơn đến các thầy

cô trong Ban lãnh đạo trường PTDTNT THCS&THPT huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai cùng các thầy cô giáo đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ trong suốt thời gian chúng em thực hiện đề tài

Chúng em chân thành cảm ơn nhân dân Thị trấn Phố Lu - huyện Bảo Thắng - tỉnh Lào Cai đã tạo điều kiện và tận tình giúp đỡ để chúng em thử nghiệm thành công chiếc cầu của mình

Nhóm nghiên cứu chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Kim Hải giáo viên

môn Tiếng Anh và các thầy cô cố vấn thuộc các bộ môn trường PTDT nội trú THCS&THPT huyện Bảo Thắng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ về kỹ thuật để nhóm nghiên cứu hoàn thành đề tài

Cuối cùng, nhóm nghiên cứu xin gửi lời chia sẻ, lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè luôn động viên và tạo mọi điều kiện để nhóm hoàn thành đề tài này

Chúng em xin trân trọng cảm ơn!

PHẦN I MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Theo Thông tư 04/2008/TT-BXD của Bộ Xây dựng ban hành năm 2008, các hành vi bị cấm đối với hoạt động xây dựng, quản lý, khai thác sử dụng đường đô thị: Không được lắp đặt xây dựng bục, bệ dắt xe, bậc tam cấp gây ảnh hưởng đến hoạt động của phương tiện tham gia giao thông, người đi bộ và làm mất mỹ quan đô thị Tuy nhiên trên thực tế, sau khi chúng em khảo sát, thống kê các trường hợp xây dựng bậc lên xuống lấn chiếm vỉa hè tại các tuyến phố trên địa bàn thị trấn Phố Lu,huyện Bảo Thắng ,tỉnh Lào Cai, kết quả cho thấy, hầu hết các trường hợp đều vi phạm chỉ giới xây dựng và chỉ giới đường đỏ Đặc biệt, đối với các trường hợp trước năm 2008, người dân xây dựng nhà không để lại khoảng lùi theo quy định Nhiều hộ gia đình có cốt nền cao từ 30 đến 40cm

Do vậy, sau khi các trường hợp xây dựng bậc lên xuống cho ô tô, xe máy lấn chiếm vỉa hè bị dỡ bỏ, các hộ dân có hai phương án: xây cầu lên xuống cho các phương tiện giao thông bằng bê tông,hoặc bằng thép (khi không sử dụng có thể cất trong nhà để bảo đảm phong quang đường phố đã đem lại những hiệu quả tích cực trả lại vỉa hè cho người đi bộ Tuy nhiên, nhiều nhà dân đã tự chế ra các cầu để cho xe vào nhà không cất trong nhà được vẫn còn tình trạng lấn chiếm vỉa hè, dễ gây nguy hiểm cho người đi bộ trên vỉa hè và ảnh hưởng nhiều đến mỹ quan đô thị

Xuất phát từ thực tiễn đó chúng em đã nảy sinh ý tưởng chế tạo ra một

chiếc “Cầu nâng - hạ tự động cho ô tô và xe máy vào nhà bằng điều khiển

từ xa”, người sử dụng chỉ cần bấm nút trên điều khiển từ xa là chiếu cầu được

nâng lên bằng với thềm nhà hoặc hạ xuống bằng mặt hè phố để đưa xe lên xuống,trả lại mĩ quan cho đô thị và vỉa hè cho người đi bộ

II Mục đích nghiên cứu của đề tài

Việc chế tạo ra một chiếc “Cầu nâng hạ tự động cho ô tô và xe máy vào

nhà bằng điều khiển từ xa” có nhiều tính ưu việt:

- Thứ nhất, người sử dụng chỉ cần bấm điều khiển từ xa với khoảng các 50m, chiếc cầu sẽ tự động nâng lên hoặc hạ xuống rất nhanh chóng, gọn nhẹ không mất công sức, thời gian của người sử dụng

- Thứ hai, đảm bảo mĩ quan đô thị

- Thứ ba, trả lại vỉa hè cho người đi đường sau khi sử dụng xong

III Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Sự thành công của đề tài nghiên cứu “ Cầu nâng - hạ tự động cho ô tô

và xe máy vào nhà bằng điều khiển từ xa” có một ý nghĩa to lớn trong việc

làm vỉa hè thông thoáng, đảm bảo mĩ quan đô thị Tiết kiệm thời gian, sức khỏe,

và không gây nguy hiểm cho người đi đường

Nếu được đầu tư nghiên cứu để hoàn thiện đề tài chúng em nghĩ rằng mình đã đóng góp một phần nhỏ bé trong việc bảo vệ và làm đẹp mĩ quan đô thị, trả lại vỉa hè cho người đi bộ, đảm bảo nhu cầu thiết yếu của mỗi gia đình

IV Đối tượng nghiên cứu

Các loại cầu cho ô tô, xe máy cho nhà thềm bậc cao: xi măng, thép, loại tự động và bán tự động

Khả năng ứng dụng của của sản phẩm phù hợp với tất cả gia đình có nhà thềm bậc cao

V Phương pháp nghiên cứu

1 Nhóm phương pháp lý luận

Nghiên cứu lý thuyết về dòng điện một chiều, cách ghép nguồn thành bộ Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều Ngiên cứu cơ

2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Nghiên cứu hoạt động của cầu nâng tự động, bán tự động khác nhau, thử nghiệm khảo sát hiệu quả của chiếc cầu điều khiển từ xa và khả năng ứng dụng cao đối với nhà có thềm bậc cao

VI Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 8/2018 đến 12/2018

PHẦN II NỘI DUNG

I Cơ sở lí thuyết

1 Lý thuyết về dòng điện một chiều

Dòng điện là dòng các điện tích (các hạt tải điện) di chuyển có hướng Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển có hướng của các điện tích dương

Δq: điện lượng di chuyển qua các tiết diện thẳng của vật dẫn

Δt: thời gian di chuyển.(Δt 0: I là cường độ tức thời)

Dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian được gọi là dòng điện không đổi (cũng gọi là dòng điệp một chiều) Cường độ của dòng điện này có thể tính bởi:

Trong đó: q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời gian t

2 Cách ghép nguồn thành bộ

Định nghĩa nguồn điện:

Nguồn điện là một cơ cấu (thiết bị )dùng để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong mạch

Mỗi nguồn điện có cấu tạo gồm hai cực là cực âm và cực dương

Kí hiệu: (ξ ; r)

Trong đó: ξ là suất điện động của nguồn

r là điện trở trong của nguồn

a) Mắc nối tiếp:

chú ý: Nếu có n nguồn giống nhau

b) Mắc song song ( các nguồn giống nhau)

3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô tơ giảm tốc

* Cấu tạo: Mô tơ giảm tốc bao gồm mô tơ điện và hộp giảm tốc

Mô tơ điện lại có cấu tạo gồm 2 phần chính đó là Stato và Roto Cấu tạo của stato lại bao gồm các cuộn dây của ba pha điện quấn trên các lõi sắt bố trí trên một vành tròn để tạo ra từ trường quay còn Roto có dạng hình trụ đóng vai trò như một cuộn dây quấn trên lõi thép

Còn hộp giảm tốc bên trong chứa bộ truyền động sử dụng bánh răng, trục vít… để làm giảm tốc độ vòng quay Hộp này được dùng để giảm vận tốc góc, tăng momen xoắn và là bộ phận trung gian giữa động cơ điện với bộ phận làm việc của máy công tác Đầu còn lại của hộp giảm tốc nối với tải

Cấu tạo của hộp giảm tốc

Mô tơ Hộp giảm tốc

* Nguyên lý hoạt động của mô tơ giảm tốc, hộp số giảm tốc: Mô tơ giảm tốc có chức năng hãm tốc độ của vòng quay và thiết bị này là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp có tỉ số truyền không đổi và còn được sử dụng để kìm hãm vận tốc góc và tăng mômen xoắn và là bộ máy trung gian ở giữa Mô to giảm tốc và bộ phận làm việc của máy

+ Mô tơ giảm tốc giảm tốc hoạt động như sau:

- Khi chúng ta muốn số vòng quay của trục ra hộp số giảm tốc nhỏ, theo yêu cầu thì chúng ta chỉ cần tốn ít chi phí khi lắp thêm hộp số giảm tốc lên động

cơ điện, mà chúng ta có thể thay đổi số vòng quay trục ra một cách linh hoạt hơn nhiều

- Ngoài ra còn một yếu tố nữa là: Moment xoắn, bạn khó chế tạo 1 động

cơ điện có số vòng quay và moment xoắn theo ý muốn Và người ta gọi đây là tỉ

số truyền, số vòng quay và moment xoắn tỉ lệ nghịch với nhau

+ Nguyên tắc hoạt động của hộp số giảm tốc:

- Thông thường hộp số giảm tốc thường là 1 hệ bánh răng thường, gồm nhiều bánh răng (răng thẳng hoặc răng nghiêng) lần lượt ăn khớp với nhau theo đúng tỷ số truyền và momen quay đã thiết kế để lấy ra số vòng quay cần thiết Cũng có 1 số hộp giảm tốc không dùng hệ bánh răng thường mà dùng hệ bánh răng vi sai, hoặc hệ bánh răng hành tinh Với hộp số giảm tốc loại này thì kích thước sẽ nhỏ, gọn, chịu lưc làm việc lớn Tùy vào điều kiện làm việc và tính toán thì người ta sẽ thiết kế 1 hộp giảm tốc phù hợp với công việc Do vậy khi người ta cần 1 số vòng quay trong 1 phút mà không có động cơ điện nào đáp ứng được thì người ta sẽ dùng đến hộp số giảm tốc

* Ưu điểm: có thể điều chỉnh tốc độ đầu ra Tuy vậy, loại giảm tốc này này thường chỉ lắp với motor nhỏ hơn 7.5 kW và lực mô men xoắn tạo ra cũng không thật lớn

- Cấu tạo chính:

+Bánh đĩa lệch tâm + Ống lót ổ trục, bạc lót ổ trục +Bánh đĩa điều khiển tốc độ + Vành đai, vành khung

+ Bánh răng hành tinh

- Các kiểu: Loại nằm ngang- chân đế có 3 mẫu thường gặp: gắn liền motor, đầu vào có trục và đầu vào là mặt bích Loại dựng đứng (mặt bích) cũng

có 3 loại: gắn liên motor, đầu vào có trục và đầu vào là mặt bích

+ Sự ra đời của bánh răng giảm tốc có 3 lý do:

- Giảm tốc độ của motor

- Thay đổi hướng của chuyển động quay

- Tạo ra lực mô men xoắn lớn hơn (trong vật lý khi motor giảm số vòng quay thì sẽ giảm quãng đường đi, như vậy lực tại đầu ra sẽ lớn hơn)

- Tỉ số truyền: được quyết định bởi khoảng cách từ tâm của vòng tròn bánh răng đến bánh răng Bánh răng càng lớn tạo ra tốc độ giảm tốc càng chậm (trên 1 cơ cấu giảm tốc đường kính to gấp 2 lần thì tỉ số truyền tăng gấp 2 lần)

- Hiệu suất thấp, sinh nhiệt nhiều do có vận tốc trượt lớn

- Vật liệu chế tạo bánh vít làm bằng kim loại màu để giảm ma sát nên khá đắt tiền

* Phạm vi sử dụng:

- Chỉ sử dụng cho phạm vi công suất < 60kW

- Có tỉ số truyền lớn nên được sử dụng rộng rãi trong các cơ cấu phân độ

- Có khả năng tự hãm nên thường sử dụng trong các cơ cấu nâng

5 Mạch điều khiển từ xa động cơ đảo chiều

* Thông số kỹ thuật: Bộ điều khiển từ xa đảo chiều động cơ

- Công suất chịu tải: ≤ 10A/240VAC; 10A/12VDC

- Tần số điều khiển: 315MHz

* Chức năng:

- Điều khiển động cơ: quay thuận, quay ngược, dừng

- Học lệnh điều khiển bất kì mã cố định, tần số 315Mhz để thêm điều khiển hoặc khi mất điều khiển có thể làm lại

- Khoảng cách điều khiển từ xa khoảng 0-50m

* Độ nhạy bộ thu: > 103dB

6 Sơ đồ mạch điện cho chiếc cầu tự động

II Ứng dụng, chế tạo và thử nghiệm “Cầu nâng - hạ tự động cho ô tô và

xe máy vào nhà bằng điều khiển từ xa”

1 Chuẩn bị các vật liệu, thiết bị:

- 01 tấm thép chống trượt: Chiều dài 80cm, rộng 55 cm, dày 1cm

Nguồn 12-36V

Thép chống trượt

- Thép U65: dài 4m

- Vòng bi cầu: 02 cái Đường kính trong: 10 mm, Đường kính ngoài:

28 mm, Độ dày: 8 mm

- 01 Trục xoắn: dài 40cm, phi 24mm, gien 2,7mm

- 01 Mô tơ giảm tốc đảo chiều 24V, tốc độc quay 50 vòng/phút

- 01 Bộ mạch điều khiển từ xa đảo chiều động cơ: Nguồn điều khiển: DC12-24-36V; Công suất chịu tải: ≤ 10A/240VAC, 10A/12VDC; Tần số điều khiển: 315MHz

- 02 Bình ác quy xe máy: Dung lượng: 12V - 5Ah (10HR); Kích thước (mm): 121 x 62 x 131 (dài x rộng x cao)

- 01 Adaptor: input 220-240V, 50/60Hz; Output: DC 12-24V, 1.2A

- Ngoài ra còn cần các thiết bị máy móc để làm khác như: Máy cắt,máy hàn….v.v

2 Quá trình gia công chế tạo:

- Quá trình làm khung cho chiếc cầu:

- Quá trình hoàn thiện phần cứng của chiếc cầu:

Khung đế của chiếc cầu

Quét sơn và hoàn thiện sản phẩm

- Sản phẩm sau khi được hoàn thiện:

3 Quá trình thực nghiệm sản phẩm

a) Thử nghiệm lần 1: Thử nghiệm để trên mặt đất, khi có nguồn điện 220V

* Quá tình lắp ráp với ngồn điện 220 qua Adaptor:

Lắp điện nguồn vào 220V qua Adaptor

Đế được lắp chìm dưới đất

* Thực nghiệm:

* Thảo luận: Cầu có thể tự động nâng lên hoặc hạ xuống khi bấm điều khiển từ

xa với nguồn điện qua Adaptor Vậy khi không có điện nguồn xoay chiều 22V, cầu có thể nâng lên hạ xuống được không?

Chiếc cầu đang hạ xuống tự động Chiếc cầu đang nâng lên tự động

b Thử nghiệm lần 2: Thực nghiệm khi không có điện nguồn xoay chiều 220V, sử dụng 2 bình ác quy xe máy 12 V mắc nối tiếp với nhau

* Quá trình lắp ráp không qua ngồn điện 220 với Adaptor mà sử dụng 02 pin ác quy 12V được mắc nối tiếp

* Thực nghiệm:

Lắp ráp nguồn cho cầu với 2 bình các quy khi mất nguồn 220V

Chiếc cầu đang nâng lên tự động nhờ 02 ắc quy 12V

Chiếc cầu đang hạ xuống tự động nhờ 02 ắc quy 12V