Thiết kế xe cắt cỏ tự hành (phần thiết kế cơ khí)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG THIẾT KẾ XE CẮT CỎ TỰ HÀNH ( PHẦN THIẾT KẾ CƠ KHÍ) Sinh viên thực hiện: NGUYỄN PHAN THANH Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ XE CẮT CỎ TỰ HÀNH Sinh viên thực Số thẻ sinh viên Lớp Nguyễn Văn Triêm 103140056 14C4A Đoàn Văn Kiệt 103140028 14C4A Nguyễn Hoài Nhơn 103140037 14C4A Phạm Ngọc Quốc 103140042 14C4A Trong thuyết minh đồ án với đề tài nhóm em “Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành cỏ sân golf, bóng đá, cơng viên hay khn viên trường ” Vì mà đề tài đề cập đến nội dung đưa giải pháp cắt cỏ khn viên trường từ nhóm vạch phương hướng nâng cao hiệu suất cắt cỏ hút cỏ thay hoàn toàn cho người lao động cắt cỏ thủ công tay hay máy cắt cỏ mang vai Việc tính tốn thiết kế chế tạo xe cắt cỏ điều khiển từ xa tự động di chuyển cỏ hay phận quan trọng khác phận hút, phận cắt cỏ, phận nâng hạ lưỡi cắt nhằm đảm bảo chiều cao cắt cỏ tấc phận thiết kế nhờ vào việc đánh giá điều kiện, địa hình , loại cỏ mà nhóm đề mục tiêu nhắm tới Từng phận xe cắt cỏ nhóm tính tốn thiết kế đảm bảo tính thực tế bên ngồi Tất nội dung đồ án nhóm chúng em bao gồm chương với nội dung chương khác nhau, chúng có liên kết chặt chẽ bổ sung cho để tạo thành cách tổng thể hoàn chỉnh Sau phần nội dung tóm tắt chương - - Chương 1: Tổng quan thiết kế xe cắt cỏ tự hành Chương 2: Xây dựng phương trình động học tính tốn nguồn động lực, phân tích dạng di chuyển xe cắt cỏ tự hành Chương 3: Tính tốn thiết kế phần khí Chương 4: Tính tốn thiết kế phần thủy khí Chương 5: Thiết kế hệ thống điện điều khiển Chương 6: Chế tạo kết thực nghiệm xe cắt cỏ tự hành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành Nguyễn Văn Triêm 103140056 14C4A Kỹ thuật khí Đồn Văn Kiệt 103140028 14C4A Kỹ thuật khí Nguyễn Hồi Nhơn 103140037 14C4A Kỹ thuật khí Phạm Ngọc Quốc 103140042 14C4A Kỹ thuật khí Tên đề tài đồ án: TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE CẮT CỎ TỰ HÀNH Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Tham khảo tài liệu Internet Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nội dung Nguyễn Văn Triêm Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Phạm Ngọc Quốc Chương 1: Tổng quan thiết kế xe cắt cỏ tự hành Chương 6: Chế tạo kết thử nghiệm xe cắt cỏ tự hành b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Phạm Ngọc Quốc Nội dung Chương 2: Xây dựng phương trình động học tính tốn động lực học, phân tích dạng di chuyển xe cắt cỏ tự hành Nguyễn Văn Triêm Chương 3: Tính tốn thiết kế phần khí Nguyễn Hồi Nhơn Chương 4: Tính tốn thiết kế phần thủy khí Đoàn Văn Kiệt Chương 5: Thiết kế hệ thống điện điều khiển Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Phạm Ngọc Quốc Nguyễn Văn Triêm Nguyễn Hoài Nhơn Đoàn Văn Kiệt Nội dung - Tổng thể xe cắt cỏ tự hành Sơ đồ bố trí tổng thể b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Phạm Ngọc Quốc Nguyễn Văn Triêm Nguyễn Hoài Nhơn Đoàn Văn Kiệt Họ tên người hướng dẫn: Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Nội dung - Động dẫn động - Nhông đĩa Các đồ thị xe cắt cỏ tự hành - Khung xe cắt cỏ tự hành - Máng thu gom Lưỡi cắt cỏ Càng nâng hạ bệ giữ motor - Thanh chống xoay lưỡi cắt - Xilanh khí nén Tổng thể phận hút - Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy khí Sơ đồ động hệ thống dẫn động thủy khí Motor 895 - Sơ đồ bố trí mạch điều khiển từ động Sơ đồ bố trí mạch điều khiển từ xa Mạch relay kích từ 5V lên 12V Mạch sạc cho acquy từ lượng mặt trời Mạch cầu H sử dụng mosfet Mạch hạ áp từ 5V 12V - Mạch công tắc cho vi điều khiển, motor cắt hút PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 25/02/2019 03/06/2019 Trưởng Bộ môn PGS.TS Dương Việt Dũng Đà Nẵng, ngày tháng 02 năm 2019 Người hướng dẫn PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng LỜI NÓI ĐẦU Trong năm trở lại ngành công nghiệp nước ta có nhiều phát triển vượt bậc, máy móc khơng cịn q xa lạ với Để đáp ứng nhu cầu xã hội thời kì hội nhập, việc đào tạo bậc kỹ sư, thợ máy có trình độ tay nghề, có kiến thức vững chun mơn nhiệm vụ quan trọng Lời em xin cảm ơn đến thầy PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng thầy cô trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi để em thực yêu cầu đồ án tốt nghiệp Cảm ơn động viên giúp đỡ tận tình từ gia đình bạn bè Trong suốt khoảng thời gian làm đề tài tốt nghiệp “Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành”, chúng em gặt hái nhiều kiến thức chuyên ngành kết hợp làm việc nhóm Việc tính tốn, thiết kế chế tạo mơ hình xe cắt cỏ tự hành cỏ sân golf, khn viên trường, sân bóng đá mà quan trọng cấu dẫn động bánh xe để di chuyển linh hoạt cỏ, cấu phận cắt cỏ cấu phận hút cỏ sau cắt, Sau nhóm em tính toán chọn dùng nguồn động lực động điện có giảm tốc, tính tốn chọn lưỡi cắt cỏ tính tốn phần thủy khí để chế tạo quạt ống hút cỏ , đẩy khí buồng kín bên ngồi mơi trường khơng khí cho phù hợp Xác định tổn thất lưu lượng đường ống hút đẩy từ tính khối lượng cỏ mà phận hút cỏ hút cỏ vào thùng chứa rác Cuối nhóm em tiến hành xây dựng mơ hình thực tế Nhóm em phấn đấu nỗ lực để hồn thành đồ án tốt nghiệp này, song thời gian kiến thức cịn hạn chế nên cịn nhiều thiếu sót mong q thầy bạn đọc đóng góp để đồ án hoàn thiện cải tiến vươn xa nửa Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 28 tháng 05 năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hồi Nhơn i CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan đề tài riêng nhóm, đề tài khơng trùng lặp với đề tài đồ án tốt nghiệp trước Các thông tin, số liệu sử dụng tính tốn từ tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, theo quy định Sinh viên thực Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn ii MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TÓM TẮT LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ vii DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT xii MỞ ĐẦU 1.Mục đích chọn đề tài .1 2.Mục tiêu đề tài 3.Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .2 Cấu trúc đồ án tốt nghiệp .2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ XE CẮT CỎ TỰ HÀNH 1.1 Lịch sử phát triển máy cắt cỏ .4 1.2 Nhu cầu cắt cỏ .5 1.3 Nghiên cứu nước 1.4 Nghiên cứu nước 10 1.5 Mục đích nghiên cứu đề tài 12 1.6 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 15 1.7 Phương pháp nghiên cứu 15 1.8 Giới hạn đề tài 15 Chương 2: XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TỐN NGUỒN ĐỘNG LỰC, PHÂN TÍCH QUỸ ĐẠO DI CHUYỂN CỦA XE CẮT CỎ TỰ HÀNH 17 2.1 Xây dựng phương trình động học xe cắt cỏ tự hành .17 2.1.1 Mơ hình bánh xe xe cắt cỏ tự hành 18 2.1.2 Phương trình động học xe cắt cỏ tự hành .18 2.2 Tính tốn nguồn động lực xe cắt cỏ tự hành.… 21 2.2.1 Tính tốn chọn động truyền động cho bánh xe 21 2.2.2 Tính tốn chọn xích dẫn động động bánh xe 27 2.2.3 Tính tốn lực qn tính ly tâm xe cắt cỏ quay vòng 29 2.2.4 Xây dựng đồ thị xe cắt cỏ tự hành 30 2.2.4.1 Xây dựng đồ thị đặc tính động 30 2.2.4.2 Xây dựng đồ thị cân công suất xe cắt cỏ .32 iii 2.2.4.3 Xây dựng đồ thị cân lực kéo xe cắt cỏ 35 2.2.4.4 Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học 39 2.3 Phân tích dạng di chuyển xe cắt cỏ 41 2.3.1 Qũy đạo di chuyển đường xoắn ốc 41 2.3.2 Qũy đạo di chuyển đường qua lại vng góc 42 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ 44 3.1 Phân tích chọn dạng di chuyển 44 3.1.1 Dạng di chuyển xe tự hành hay robot chân 44 3.1.2.Dạng xe tự hành hay robot di chuyển bánh xích 45 3.1.3.Dạng xe tự hành hay robot di chuyển bánh 46 3.2.Phân tích dạng kết cấu chung xe cắt cỏ tự hành 47 3.2.1.Cấu trúc tổng quát xe cắt cỏ tự hành .47 3.2.2.Sơ đồ động xe cắt cỏ tự hành 48 3.3 Tính tốn thiết kế khung xe cắt cỏ tự hành .49 3.3.1 Công dụng ,phân loại ,yêu cầu khung xe cắt cỏ tự hành 49 3.3.2 Kết cấu khung vỏ xe cắt cỏ tự hành 49 3.4Tính tốn thiết kế phân bố tải trọng lên khung 50 3.4.1 Xác định phân bố trọng lượng xe lên cầu 51 3.4.1.1 Khi xe không tải 52 3.4.1.2 Khi xe có tải .53 3.4.2 Kiểm tra bền 53 3.4.2.1 Giới thiệu phần mềm RDM 53 3.4.2.2 Kiểm tra bền thân vỏ xe 54 2.4.2.3 Khung sườn chịu tải trọng .55 2.4.2.4 Kiểm tra bền dầm 59 3.3.4 Thiết kế khung xe cắt cỏ tự hành 64 3.4 Thiết kế phận cắt 66 3.4.1 Phân tích chọn lưỡi cắt 66 3.5 Thiết kế máng bảo vệ lưỡi cắt thu gom cỏ .68 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ THỦY KHÍ 72 4.1 Giới thiệu tổng quan hệ thống khí nén 72 4.1.1 Giới thiệu máy nén khí: .73 4.1.1.1 Máy nén khí trục vít: .74 4.1.1.2 Máy nén khí Piston: 75 4.1.1.3 Máy nén khí ly tâm: 76 4.1.2 Giới thiệu xy lanh khí nén: .77 4.1.2.1 Cấu tạo phận xi lanh khí nén: 78 4.1.2.2 Phân loại xi lanh khí nén: 79 4.1.2.3 Ứng dụng xi lanh khí nén: 81 4.1.3 Giới thiệu valve: 82 iii 4.1.3.1 Van đóng mở tay: 82 4.1.3.2 Van đóng mở tự động (bằng điện khí nén) 85 4.1.3.3 Ứng dụng valve 86 4.1.4 Nhiệm vụ hệ thống khí nén xe cắt cỏ tự hành 86 4.1.5 Giới thiệu hệ thống hút cỏ 87 4.2 Tính tốn thiết kế hệ thống thủy khí 87 4.2.1 Thiết kế quạt hút: 87 4.2.1.1 Ý tưởng thiết kế 87 4.2.1.2 Tính tốn thiết kế quạt .91 4.2.2 Tính tốn chọn nguồn động lực kéo quạt: 94 4.2.2.1 Tính tốn công suất quạt ly tâm 94 4.2.2.2 Tính chọn động kéo quạt: .94 4.2.3 Thiết kế đường ống hút thùng chứa cỏ 96 4.2.3.1 Thiết kế đường ống hút 96 4.2.3.2 Thiết kế thùng đựng cỏ 96 4.2.4 Tính tổn thất đường ống 97 4.2.4.1 Thông số cấu hút .97 4.2.4.2 Tính tổn thất đường ống .97 4.2.5 Tính tốn lực hút 99 4.2.6 Tính tốn chọn xi lanh nâng hạ lưỡi cắt 101 4.2.7 Tính tốn chọn máy nén 103 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO XE CẮT CỎ 105 5.1 Các vi điều khiển dùng xe cắt cỏ 105 5.1.1 Vi điều khiển ATMEGA328-PU 105 5.1.2 Thông số kỉ thuật ATMEGA328-PU 105 5.2 ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 106 5.2.1 Truyền thông giao tiếp 106 5.2.2 Mơ hình hóa hệ thống điều khiển từ xa .107 5.2.3 Yêu cầu điều khiển 107 5.2.4 Thiết kế hệ thống 108 5.2.5 Chương trình điều khiển .118 5.3 Điều khiển tự động 120 5.3.1 Đặt vấn đề 120 5.3.2 Mơ hình hóa hệ thống điều khiển tự động 120 5.3.3 Yêu cầu điều khiển 121 5.3.4 Thiết kế hệ thống 121 5.3.5 Chương trình điều khiển .123 5.4 Pin lượng mặt trời 125 5.4.1 Pin lượng mặt trời POLY 20W 125 5.4.2 Mạch bảo vệ acquy 126 iii Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành Thanh nối motor với trục xi lanh Hình 6.23 Thanh nối xi lanh nâng hạ motor cắt cỏ - Quá trình thiết kế chế tạo cho cấu nâng hạ lưỡi cắt : Hình 6.24 cấu nâng hạ lưỡi cắt Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 162 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành • Máng thu gom thiết kế chế tạo : Hình 6.25 Máng thu gom lưỡi cắt 6.2 Chế tạo mạch điều khiển 6.2.1 Chế tạo mạch relay kích từ 5v lên 12v Thiết kế sơ đồ nguyên lí mạch relay: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 163 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành Hình 6.26 Sơ đồ mạch relay kích từ 5v lên 12v Chế tạo mạch relay: Hình 6.27 Mạch relay Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 164 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành 6.2.2 Chế tạo mạch cầu H sử dụng Mosfet Thiế kế bảng mạch in: Hình 6.28 Bảng mạch in mạch cầu H Bảng mạch in sau gia công: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 165 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành Hình 6.29 Bảng mạch in thực tế Quá trình bố trí linh kiện: Hình 6.30 Q trình bố trí linh kiện Mạch cầu sau hoàn thành: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 166 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành Hình 6.31 Mạch in sau hồn thành 6.2.3 lắp đặt bố trí encoder (cảm biến diot quang) Hình 6.32 Bố trí encoder Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 167 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành Hình 6.33 Các đầu nối vào mạch điều khiển 6.2.4 Hệ thống điện sau hồn thành Hình 6.34 Hệ thống điện sau hoàn thành Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 168 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành 6.2.5 Tấm pin lượng mặt trời Tấm pin lượng mặt trời bố trí xe nhằm cung cấp điện nạp phần cho ắc quy nhằm mục đích tăng suất hoạt động xe Hình 6.35 Tấm pin lượng mặt trời Thông số kỹ thuật pin lượng mặt trời: 20W/17,2V/1.16A 6.3 Kết thực nghiệm xe cắt cỏ tự hành Qúa trình thực nghiệm xe cắt cỏ nhóm thực khn viên trường đại học bách khoa đà nẵng, với việc cắt cỏ khn viên trường Sau q trình thực cắt cỏ, kết thực cắt cỏ xe cắt cỏ tự hành thể qua hình sau Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 169 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành a Nền cỏ trước cắt b Nền cỏ sau cắt Hình 6.36 kết thực nghiệm xe cắt cỏ Ngoài xe cắt cỏ tự hành thiết kế, chế tạo, điều khiển thơng số đặc tính kỹ thuật xe sau trình chế tạo thực nghiệm Sau bảng thông số xe cắt cỏ tự hành hoàn thành việc chế tạo thử nghiệm Bảng 6.2 Thông số kỹ thuật xe cắt cỏ thiết kế Kích thước máy(mm) 840x500x400 Trọng lượng tồn xe(kg) 45,34 Chiều cao cắt cỏ(mm) 10-50 Động dẫn động bánh xe 12V-250W ( vòng/phút) 300 Động cắt cỏ 12V-150W ( vòng/phút) 8000 Động hút cỏ 12V-285W ( vòng/phút) 1000 Lưỡi cắt cỏ Dạng xoay tròn Chiều rộng cắt cỏ(mm) 400 Tốc độ tối đa xe (km/h) 17,5 Tấm pin solar 20W/17,2V/1,16A Năng suất cắt cỏ (Kg/s) 0,15 Thời gian làm việc liên tục ( giờ) Tốc độ di chuyển xe làm việc( m/s) 1,96 6.3.1 Thực nghiệm hướng chạy xe cắt cỏ Qua phân tích vấn đề quỹ đạo di chuyển xe cắt thực tế lý thuyết, trình làm việc xe cắt cỏ nhóm em nhận thấy đánh giá việc di chuyển xe không giống lý thuyết mà nhóm phân tích phần trên, Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 170 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành phần địa hình cỏ hay bị nhiễm sóng từ trường tạo nên ảnh hưởng đến việc điều khiển, quỹ đạo di chuyển xe cắt cỏ thực tế tương ứng lý thuyết sau hình ảnh quỹ đạo di chuyển xe cắt cỏ nhóm thực mơ qua nhìn nhận đánh giá a.Qũy đạo di chuyển lý thuyết b.Qũy đạo di chuyển thực tế Hình 6.37 Qũy đạo lý thuyết thực tế xe cắt cỏ 6.3.2 Thực nghiệm hiệu suất cắt xe cắt cỏ Chất lượng cỏ sau cắt ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng phát triển cỏ Nếu chiều dày thảm cỏ q cỏ cịn gốc phía thân khơng có để cỏ quang hợp với ánh sáng mặt trời Do cỏ cắt cho thân cỏ cịn lại phải có độ cao hợp lý để thân cỏ để phát triển, việc cắt cỏ đảm bảo độ cao cỏ nhờ vào nâng hạ lưỡi cắt xe cắt cỏ Xu hướng phát triển cỏ phát triển theo chiều cao, cịn theo phương ngang phát triển cỏ tiếp xúc với ánh nắng mặt trời Do cắt cỏ cần phải đảm bảo bề mặt thảm cỏ cần sẽ, thân cỏ không bị đè nằm ngang xuống mặt đất mà phải thắng đứng để thân tiếp xúc với ánh sáng mặt trời Để tạo nét đẹp chung toàn thảm cỏ bề mặt thảm cỏ cần phải nhờ vào phận hút cỏ, sau cắt cỏ phận hút hút cỏ cắt vào thùng làm cho bề mặt thảm cỏ hơn, độ cao cỏ phải Từ yếu tố phân tích trên, chất lượng bề mặt cắt cỏ đánh giá yếu tố : tỷ lệ phần trăm cỏ đạt độ cao theo yêu cầu sau lần cắt, diện tích cỏ sạch, cỏ bị tưa sợi dập nát 6.3.2.1 Tỷ lệ phần trăm cỏ đạt độ cao theo yêu cầu diện tích cỏ sau lần cắt Để phân tích đánh giá theo tiêu chí ta tiến hành chọn ngẫu nhiên thảm cỏ khn viên trường, sau tiền hành đo độ cao trung bình cỏ ta so Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 171 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành sánh với chiều cao yêu cầu sau lần thực nghiệm với độ sai lệch 5% đạt yêu cầu Đối với xe cắt cỏ nhóm sau q trình thực nghiệm đạt khoảng 75% Tỷ lệ phần trăm diện tích cỏ tính tốn phần diện tích cỏ cắt khơng có tượng cỏ dư lại đè lên mặt thảm cỏ bị cắt, cỏ cắt xong hút vào thùng cỏ Sau trình thực nghiệm xe cắt cỏ đạt yêu cầu khoảng 70% bề mặt thảm cỏ qua cách nhìn nhận đánh giá sau lần thực nghiệm nhóm đưa Ngồi kết hợp máng bảo vệ lưỡi cắt dao cắt nên cỏ vừa cắt xong nhanh chóng phận hút cỏ hút cỏ cắt vào thùng chứa cỏ, Từ không cần phải thu dọn cỏ hạn chế cỏ vừa cắt bị dẵm lên, nhờ mà thảm cỏ sau lần cắt điều việc cắt cỏ thủ công người 6.3.2.2 Tỷ lệ phần trăm cỏ bị tưa sợ dập nát Cỏ bị tưa sợi ảnh hưởng nhiểu đến sinh trưởng nét đẹp thảm cỏ sau cắt Cỏ bị dập nát hay rớt xuống thảm cỏ, tưa sợi ảnh hưởng nhiều yếu tố khác Trong yếu tố quan trọng độ sắc bén lưỡi cắt việc thu gom cỏ phận hút cỏ Khi dao không sắc bén dễ dấn tới cỏ bị dập nát, tưa sợi, tróc gốc Việc cỏ tưa sợi tăng lên người lao động cắt cỏ thu gom cỏ phương pháp thủ công Đối với xe cắt nhóm cơng việc thu gom cỏ có phận hút cỏ lên thùng chứa cỏ cỏ vừa bị cắt, nên dẫn đến trình cắt cỏ xác tỉ mỹ tỷ lệ cỏ mà bị tưa sợi sau lần thực nghiệm 10% 6.3.3 Thực nghiệm thời gian cắt cỏ Thời gian cắt cỏ xe cắt cỏ chịu ảnh hưởng lớn đến tốc độ di chuyển tốc độ lưỡi cắt Xe cắt cỏ nhóm thiết kế di chuyển với tốc độ 1,96 m/s Với tốc độ di chuyển so với tốc độ di chuyển người lao động cắt cỏ phương pháp thủ cơng hay máy móc mang vai nhanh hơn, xe cắt cỏ đẩy tay thuộc mức trung bình gần Xét mặt nhân cơng làm việc diện tích, xe cắt cỏ sử dụng nhân cơng làm việc liên tục thu gom cỏ 0,15kg/s từ so với việc cắt cỏ thu gom cỏ theo phương pháp truyền thống phải người lao động với xe cắt cỏ mà nhóm thiết kế chế tạo hồn thành Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 172 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành KẾT LUẬN Sau trình làm việc để tính tốn chế tạo xe cắt cỏ tự hành, sở hướng dẫn PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng số tài liệu tham khảo, đồ án tốt nghiệp em trình bày số nội dung sau: Nhóm em thiết kế chế tạo thành công xe cắt cỏ tự hành có nhiều ưu điểm thuận tiện, đảm bảo hiệu suất cao, tiết kiệm chi phí thời gian so với loại máy cắt cỏ hay xe cắt cỏ có người lái thị trường Xe nhóm chế tạo hoạt động tương đối ổn định điều khiển cắt cỏ diện tích rộng sân golf hay sân bóng đá, khuôn viên trường, công viên Với đề tài nhóm tính tốn thiết kế chế tạo xe cắt cỏ tự hành, thuyết minh sâu vào tính tốn thiết kế phương án dẫn động hai bánh chủ động xe cắt cỏ, để xe di chuyển q trình làm việc phạm vi diện tích lớn Ngồi xe cắt cỏ với tốc độ định sẵn qua điều khiển nhằm đảm bảo cho việc cắt cỏ hút cỏ vào thùng chứa đạt hiệu cao Nhờ mà xe cắt cỏ nhóm Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 173 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành chúng em cỏ thể thay nhân công làm cắt cỏ thu gom cỏ theo phương pháp thủ cơng Với việc dẫn động xe cắt cỏ di chuyển để làm việc động điện có giảm tốc 12V-250W, động xe hạn chế ô nhiễm môi trường so với động xe máy, ngồi cịn đảm bảo đặc tính động điều khiển tốc độ theo mong muốn thơng qua mạch điều khiển, mà xe cắt cỏ nhóm thiết kế đánh giá cao tính cơng nghệ phù hợp với thời đại 4.0 làm việc cắt cỏ, thu gom cỏ đạt suất cao phương pháp truyền thống Khi vận hành sau chế tạo hoàn thành xe cắt cỏ số vấn đề cịn lại sau thiết kế, cần phải cải thiện tiếng ồn động cắt cỏ hút cỏ Ngoài lưỡi cắt cần phải chắn trình làm việc Thiết kế chế tạo mơ hình đề tài vô bổ ích cho sinh viên trường cịn trường Ngồi đề tài giúp phát triển nhóm tư phát triển vấn đề từ lý thuyết đưa vào thực tế, nhờ mà giúp hiểu sau thiết kế chế tạo chi tiết hay cụm chi tiết hay hệ thống làm việc xe cắt cỏ Từ mà tham gia việc chế tạo lắp ráp mơ hình điều kiện tốt để tiếp xúc với công việc chế tạo học hỏi nhiều kinh nghiệm từ thực tế Trong thời gian chế tạo xe cắt cỏ thời gian nhóm khơng nhiều kiến thức có hạn nên chắn khơng tránh khỏi sai sót Vì mong thơng cảm thầy góp ý kiến cho nhóm để cải tiến sản phẩm theo hướng tích cực TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Cần, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng, Lý Thuyết Xe Máy Kéo, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1998 [2] Bài giảng thầy Nguyễn Văn Đông, Khoa Cơ Khí Giao Thơng, Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng [3] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội 1979 [4] Nguyễn Văn Yến, Chi tiết máy, tập I II, Nhà xuất giao thông vận tải 1998 [5] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 2006 [6] Bùi Đình Tiếu, Giao trình truyền Động điện, Nhà xuất giáo dục Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 174 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành [7] GS.TSKH Nguyễn Thiện Phúc, Robot Công Nghiệp, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [8] Nguyễn Văn May, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội.“Bơm, quạt, máy nén” Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội 1997 [9] Nguyễn Phước Hoàng (chủ biên), Phạm Đức Nhuận, Nguyễn Thạc Tân “Thủy lực máy thủy lực” Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1979 [10] Nguyễn Hữu Cảnh – Phan Đình Kiên, Thiết kế tính tốn tô máy kéo, NXB Giáo dục năm 1996 [11] Nguyễn Hữu Cảnh, Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB khoa học kỹ thuật 1998 [12] Nguyễn Quốc Sơn Hà, Hướng dẫn sử dụng RDM 6.16-lớp 49XD NTU [13] Nguyễn Hồng Ngân, Tạp chí phát triển khoa học nghiên cứu công nghệ, Tập 13, Số K3-2010.ĐHBK-Đại học quốc gia TP HCM [14] Nguyễn Đình Đức – Đào Như Mai, Sức bền vật liệu kết cấu.NXB khoa học kỹ thuật [15] PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng, Cảm biến kỹ thuật đo [16] Simon Monk, 30Arduino_Projects_EviGenius [17] John-David Warren, Josh Adams, Harald Molle, Arduino Robotics [18] Nguyễn Trung Lập, Lý thuyết mạch điện [19] https://thuthuatarduino.blogspot.com/2017/08/coding-arduino-dieu-khien-ledbang-nutbam.html?fbclid=IwAR0J9uMvxN5XOAcRdGiLHtULNIVJcDVcg0_PNeL3IQfnKfIr rlhEni32oME [Ngày truy cập : 25/04/2019] [20] https://hshop.vn/ [ Ngày truy cập : 25/04/2019] [21] http://dailydochoi.com/detail/mtp23-mach-thu-phat-6-kenh-su-dung-nguon-6den-15v.html?fbclid=IwAR3E_V8yWNgJZfPREHZatxRLeJsMvLwpOiXgpMfUTgwLux1SmstHR1kqYw [ Ngày truy cập: 25/04/2019] [22] http://automation.net.vn/Robot-Robotics/Thiet-ke-va-che-tao-Robot-Lam-thenao-Bai-2-Lua-chon-nen-tang-phat-trien.html [ Ngày truy cập: 25/4/2019] Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 175 Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành [23] https://vi.aliexpress.com/item/885-DC-ng-c-12-24-V-m-men-xo-n-cao-895- ng-ct/32853905265.html?fbclid=IwAR3lOR5gXhMENS8iJRx730paaOfBFTeT1xGaRc9q SRBM73RAij0LVa_94sw [Ngày truy cập : 20/03/2019] [24]http://vandientuchinhhang.com/ben-hoi-khi-nen-airtac-mal20sp945.html?fbclid=IwAR2JEpEeEBzn2pzF-jYwn5LnSn1xDkjEYorBgG1JjW7Y6y7XYdfzzQ2NWw [Ngày truy cập: 20/03/2019] [25]https://www.sendo.vn/may-nen-khi-bom-hoi-mini-12v-v28142114.html/?fbclid=IwAR2J5LvFIMvT00TVRcYwDmW7DfszKdqS518060He450 7ZMOUDMADXwA0sCw [Ngày truy cập : 20/03/2019] [26] https://www.alibaba.com/product-detail/MY1016Z-Cheap-Price-Custom12V-250W_60768399783.html?spm=a2700.7724838.2017005.7.1b33708aKRrEqc [Ngày truy cập: 15/03/2019] [27] https://cokhinguyenviet.com/san-pham/nhong-xich-doi-35.html [Ngày truy cập: 15/03/2019] [28] http://muabancokhi.com/xich-cong-nghiep/xich-con-lan-tieu-chuan-ansi.html [Ngày truy cập: 15/03/2019] ` Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Hướng Dẫn: PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 176 ... tự hành Khung xe xe cắt cỏ tự hành 8.5 2 động cắt cỏ 775 0.84 Động hút cỏ 895 0.5 động giảm tốc dẫn động bánh xe 5 Bộ phận hút cỏ cắt cỏ 5.5 Ắc quy xe cắt cỏ tự hình 20 Bánh xe xe cắt cỏ tự hành. .. xích HÌNH 3.3 Xe cắt cỏ tự hành di chuyển bẳng bánh xe HÌNH 3.4 Cấu trúc tổng quát xe cắt cỏ tự hành HÌNH 3.5 Sơ đồ động xe cắt cỏ tự hành HÌNH 3.6 Hình dạng khung xe cắt cỏ cắt cỏ tự hành HÌNH 3.7... Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành cục có gốc O (xOy) Điểm P coi tâm dịch chuyển xe cắt cỏ tự hành Hệ tọa độ X m PYm hệ tọa độ tham chiếu cục xe cắt cỏ tự hành, gắn liền với xe cắt cỏ tự hành Vị