Thiết kế và chế tạo robot phun khử khuẩn (đồ án tốt nghiệp xây dựng dân dụng và công nghiệp)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT PHUN KHỬ KHUẨN Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS ĐỖ THẾ CẦN LÂM GIA LINH LÊ THANH THẢO Đà Nẵng, 07/2020 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Thiết kế chế tạo robot phun khử khuẩn SV thực : Lê Thanh Thảo Lâm Gia Linh GV hướng dẫn: MSSV: 101150185 Lớp: 15CDT1 MSSV: 101150171 Lớp: 15CDT1 TS Đỗ Thế Cần GV duyệt: Nhu cầu thực tế đề tài Từ khủng hoảng tài châu Á năm 1997 khủng hoảng tài năm 2007 Hệ gần thập kỷ để thứ trở lại bình thường, trước kịp xóa hàng triệu việc làm hàng tỷ USD thu nhập vỏn vẹn năm Và bắt đầu năm 2020, chuẩn bị đón Tết Nguyên Đán, kỳ nghỉ lễ lớn năm Báo đài bắt đầu đưa tin chủng virus lạ Trung Quốc, chủng virus có liên quan đến đại dịch SARS 2003 Từ tâm dịch Vũ Hán, dịch bệnh Corona ( COVID - 19 ) lây lan tồn lãnh thổ Trung Quốc, sau lây lan tất châu lục khác Chúng ta sống chung với dịch bệnh khoảng thời gian dài, cần bệnh nhân bị nhiễm dễ dàng lây lan cộng đồng Gần dịch bệnh Corona ( COVID - 19 ) Từ tâm dịch Vũ Hán, dịch bệnh lây lan tồn lãnh thổ Trung Quốc, sau lây lan tất châu lục khác Chúng ta sống chung với dịch bệnh khoảng thời gian dài, cần bệnh nhân bị nhiễm dễ dàng lây lan cộng đồng Chúng ta đặt nhiều giải pháp, từ việc hạn chế tiếp xúc đến cách ly xã hội, phong tỏa quốc gia đến việc phong tỏa châu lục Châu Âu Cho phép học sinh, sinh viên nghỉ học, khuyến khích người dân có ý thức cộng đồng nhiều giải pháp khác Một số giải pháp thiết yếu đặt vấn đề khử trùng nơi công cộng, tập trung nhiều người bệnh viện, trường học, khu dân cư, sân bay,…Đấy lí để chúng em lên ý tưởng thiết kế chế tạo robot phun khử khuẩn đồ án tốt nghiệp lần GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn Phạm vi nghiên cứu đề tài tốt nghiệp: • Nghiên cứu, thiết kế chế tạo robot phun khử khuẩn • Nghiên cứu ứng dụng phần mềm thiết kế khí cụ thể AutoCad vào việc thiết kế chế tạo mơ hình có khả ứng dụng thực tế • Ứng dụng kiến thức học tìm hiểu bên vào việc thiết kế chế tạo hệ thống Nội dung đề tài thực hiện: • Số trang thuyết minh: trang • Số vẽ: vẽ A0 • Mơ hình: Kết đạt được: Sinh viên thực GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ tên sinh viên Lê Thanh Thảo Số thẻ SV 101150185 Lớp Ngành 15CDT1 Cơ điện tử Lâm Gia Linh 101150171 15CDT1 Cơ điện tử Tên đề tài đồ án: Thiết kế chế tạo robot phun khử khuẩn Đề tài thuộc diện: ☒ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Robot điều khiển từ xa tay với phạm vi điều khiển 300m - Robot có camera truyền hình ảnh trực tiếp tay điều khiển - Tốc độ di chuyển robot nằm khoảng từ 1-3m/s - Robot tải tối đa 6kg - Thiết kế hồn thiện robot theo kiểu dáng cơng nghiệp, chỉnh chu - Phun thuốc với hạt nước mịn, tỏa Nội dung phần thuyết minh: a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Thanh Thảo Lâm Gia Linh Chọn linh kiện điện tử b Phần riêng TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Thanh Thảo Lê Thanh Thảo Lâm Gia Linh Giới thiệu đồ án tốt nghiệp Giới thiệu trình thiết kế chọn lựa phần đế robot , bánh robot Phương án thiết kế đầu phun thuốcc Lâm Gia Linh Chọn phương án mạch điều khiển GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Lê Thanh Thảo Lâm Gia Linh Nội dung Bản vẽ lắp 1ắp Bản vẽ lắp b Phần riêng TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Thanh Thảo Mạch điều khiển mạch robot Lâm Gia Linh Bản vẽ tổng thể Lâm Gia Linh Bản vẽ chi tiết Họ tên người hướng dẫn: TS Đỗ Thế Cần Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Phần/ Nội dung: …… /……./2020 …… /……./2020 Đà Nẵng, ngày Trưởng Bộ môn……………………… GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN tháng năm 2020 Người hướng dẫn SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn LỜI NÓI ĐẦU Cuộc cách mạng 4G tiếp đến hệ 5G, bước đường khoa học kỹ thuật cơng nghệ, trơi qua lại có thêm sản phẩm tân tiến, thành tựu phát hiện, đồng lương người dân ngày ổn đinh, chất lượng sống ngày cải thiện Chúng ta sống thời đại xem khoảng thời gian an toàn tốt đẹp lịch sử nhân loại Tuy nhiên ngày nay, người phải đối mặt với nhiều vấn đề cấp bách Từ biến đổi khí hậu, xung đột trị, phân biệt chủng tộc, bất bình đẳng, vấn đề kháng thuốc kháng sinh Và đặc biệt nhắc đến câu chuyện tình hình dịch bệnh với bệnh lạ, giết chết hàng trăm ngàn người giới Thổi bùng lo tồn cầu trì trệ kinh tế Nắm bắt vấn để nên đồ án tốt nghiệp nhóm lựa chọn đề tài “Thiết kế chế tạo robot phun khử khuẩn” với mục tiêu tạo sản phẩm hoạt động hiệu có khả ứng dụng vào thực tế Chúng em xin chân thành cảm ơn! i GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn CAM ĐOAN Kính gửi Khoa Cơ khí - Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng Chúng em xin cam đoan đồ án tuân thủ tốt quy định liêm học thuật: - Khơng đạo văn hay hình thức sử dụng ý tưởng, kết nghiên cứu, dịch đoạn người khác mà khơng trích dẫn - Các thơng tin trích dẫn đồ án rõ nguồn gốc tham khảo Không bịa đặt, đưa thông tin sai lệch so với nguồn trích dẫn Kết số liệu đồ án trung thực không ngụy tạo, làm giả - Sinh viên thực ii GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn MỤC LỤC TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN ii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ v CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 1.1 Đặt vấn đề [Nguồn: http://m.cand.com.vn/y-te/Ha-Noi-phun-thuoc-khu-trungtruong-hoc-ngan-ngua-virus-Corona] 1.2 Ưu nhược điểm so với loại máy phun khử khuẩn thị trường 1.2.1 Ưu điểm 1.2.2 Nhược điểm 1.3 Các loại máy thị trường CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Phác thảo ý tưởng thiết kế 2.2 Chọn cấu đế Robot 2.2.1 Các cấu lựa chọn .9 2.3 Chọn cấu phun 12 2.3.1 Các phương án lựa chọn 12 2.4 Phân tích chọn mạch điều khiển 14 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ LỰA CHỌN LINH KIỆN 17 3.1 Lựa chọn thiết bị cấu chấp hành 17 3.1.1 Bơm màng 17 3.1.2 Động giảm tốc 19 3.1.3 Béc phun sương 21 iii GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn 3.2 Lựa chọn thiết bị sensor 22 3.2.1 Cảm biến tiệm cận E18-D80N: 22 3.2.2 Arduino Nano 25 3.2.3 Mạch cầu H VNH2SP30 .27 3.2.4 Rơ le 29 3.2.5 Thùng chứa hóa chất 30 3.2.6 Mạch thu phát sóng RF UART LORA 32 3.2.7 Camera Xiaomi 34 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 36 4.1 Tổng quan thực tế Robot 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC 39 PHỤ LỤC 47 iv GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn DANH MỤC BẢNG Bảng Bảng phân tích chọn mạch điều khiển 16 Bảng Thông số kỹ thuật cảm biến tiệm cận E18-D80NK 24 Bảng Thông số kỹ thuật mạch cầu H VNH2SP30 29 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 Tình hình dịch COVID19 giới tính đến ngày 1/7/2020 Hình Phun khử trùng nơi công cộng Hình Phun khử trùng lớp học Hình Máy phun khử trùng Hình Phun khử trùng nơi có địa hình dốc, bụi cỏ Hình Dịng máy phun STIHL Hình Máy phun Clorox dạng xe đẩy Hình Máy phun Victory dạng mang vai .6 Hình Robot phun khử trùng tự động SIFROBOT-6 Hình Tổng quan robot Hình 2 Chi tiết robot Hình Dạng đế vuông với hai bánh xe chủ động, bánh dẫn hướng Hình Dạng đế vuông với hai bánh xe chủ động, hai bánh dẫn hướng 10 Hình Dạng đế trịn với ba bánh xe chủ động .11 Hình Cơ cấu đầu phun xoay trục cố định .13 Hình Kích thước bơm 17 Hình Hình ảnh bơm thực tế 19 Hình 3 Động giảm tốc 19 Hình Hình chiếu động giảm tốc 20 Hình Hình ảnh béc phun thực tế .21 Hình Hình ảnh thực tế cảm biến tiệm cận E18-D80NK 23 Hình Nguyên lý hoạt động cảm biến tiệm cận E18-D80NK 23 Hình Sơ đồ chân cảm biến tiệm cận E18-D80NK 24 Hình Hình dạng thực tế Arduino nano 25 v GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn } if(analogRead(A4)1000 &&analogRead(A7)>1000){ &&analogRead(A6)>1000 mucnuoc = 2; } if(analogRead(A4)>1000 &&analogRead(A5)>1000 &&analogRead(A6)>1000 &&analogRead(A7)>1000){ mucnuoc = 1; } } void DICHUYEN(){ if(data1 == '1'){ MOTOR(0,0); } if(data1 == 'A'){ MOTOR(255,255); } if(data1 == 'E'){ MOTOR(-255,-255); } if(data1 == 'H'){ MOTOR(0,180); 43 GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn } if(data1 == 'B'){ MOTOR(250,0); } if(data1 == 'G'){ MOTOR(-250,180); } if(data1 == 'C'){ MOTOR(250,-180); } if(data1 == 'F'){ MOTOR(0,-180); } if(data1 == 'D'){ MOTOR(-250,0); } } void MOTOR(int l, int r){ ML(l); MR(r); } 44 GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn void ML(int tocdo){ if(tocdo=0){ digitalWrite(L2,0); analogWrite(L1,tocdo); } } void MR(int tocdo){ if(tocdo=0){ digitalWrite(R2,0); analogWrite(R1,tocdo); } } void XUONG(){ if(ctht_xuong == 1){ digitalWrite(UP,0); 45 GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn analogWrite(DOWN,150); } if(ctht_xuong == 0){ digitalWrite(UP,0); digitalWrite(DOWN,0); } } void LEN(){ if(ctht_len == 1){ digitalWrite(UP,1); analogWrite(DOWN,100); } if(ctht_len == 0){ digitalWrite(UP,0); digitalWrite(DOWN,0); } } void NGUNGLAI(){ digitalWrite(UP,0); digitalWrite(DOWN,0); } 46 GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn PHỤ LỤC Code điều khiển #define X A6 #define Y A7 #define BT A5 #define UP #define DO #define a A2 #define b A1 #define c A0 #define d 13 #define e 12 #define f 11 #define g 10 #define D1 #define D2 #define M0 #define M1 #define x analogRead(X) 47 GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn #define y analogRead(Y) #define up digitalRead(UP) #define down digitalRead(DO) #define button digitalRead(BT) String data1, data2 = "J", data3="L"; String data,dulieu; int L,N,bom; int mucnuoc; int chaylenxuong =0; unsigned int dem = 0; void setup() { Serial.begin(9600); Serial.setTimeout(20); pinMode(BT,INPUT_PULLUP); pinMode(UP,INPUT_PULLUP); pinMode(DO,INPUT_PULLUP); pinMode(D1,OUTPUT); pinMode(D2,OUTPUT); pinMode(a,OUTPUT); pinMode(b,OUTPUT); pinMode(c,OUTPUT); 48 GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn pinMode(d,OUTPUT); pinMode(e,OUTPUT); pinMode(f,OUTPUT); pinMode(g,OUTPUT); pinMode(M0,OUTPUT); pinMode(M1,OUTPUT); //digitalWrite(M1,1); N=button; } void loop() { BAOCAO(); // nhận liệu từ robot chuyển thành sô HTHI(mucnuoc); // đưa số led đoạn if(x300 && y300){ // dung data1 = "1"; } if(x>700 && y300){ // di thang data1 = "A"; } 49 GVHD: T.S ĐỖ THẾ CẦN SVTH : LÊ THANH THẢO LÂM GIA LINH Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo Robot phun khử khuẩn if(x>700 && y>700){ // di thang phai data1 = "A"; } if(x>700 && y