(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế xe lăn điện và chế tạo mô hình

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ XE LĂN ĐIỆN VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS.TS ĐINH MINH DIỆM HỒ XN TUẤN NGƠ TẤN HÙNG Đà Nẵng, 2019 TĨM TẮT Tên đề tài : Thiết kế xe lăn điện chế tạo mơ hình Sinh viên thực hiện: Hồ Xuân Tuấn; Ngô Tấn Hùng Số thẻ SV : 101150104; 101150074 Lớp : 15C1B; 15C1B Đồ án trình bày thiết kế xe lăn điện điều khiển cần gạt Joystick hỗ trợ người khuyết tật người già di chuyển Xe lăn truyền động động DC thông qua truyền bánh truyền xích Ngồi ra, xe trang bị hệ thống nâng hạ chỗ tựa lưng phần đặt chân tự động giúp người sử dụng điều chỉnh tư ngồi thích hợp Kết thử nghiệm cho thấy xe lăn điều khiển cần gạt Joystick hoạt động tốt an toàn nhà trời giúp người khuyết tật người già dễ dàng tự di chuyển mong muốn U D R L T C C ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HƠI 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 Ngô Tấn Hùng 101150074 15C1B Công nghệ Chế tạo máy Hồ Xuân Tuấn 101150104 15C1B Công nghệ Chế tạo máy Tên đề tài đồ án: Thiết kế xe lăn điện chế tạo mơ hình Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: + Tải trọng tối đa chịu : 100 kg; + Vận tốc di chuyển lớn : km/h; + Có thể nâng hạ chỗ tựa lưng chỗ đặt chân Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a Phần chung: C C U D TT Họ tên sinh viên Ngô Tấn Hùng Hồ Xuân Tuấn b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên R L T Ngô Tấn Hùng Hồ Xuân Tuấn Nội dung Tổng quan xe lăn điện; Phân tích lựa chọn phương án thiết kế xe lăn điện; Tính tốn thiết kế phận xe lăn điện; Lựa chọn thiết kế mạch điều khiển; Chế tạo mơ hình Nội dung Không Không Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Ngô Tấn Hùng Hồ Xuân Tuấn Nội dung + Bản vẽ sơ đồ động: + Bản vẽ tổng thể: + Bản vẽ cụm: + Bản vẽ chế tạo chi tiết: + Bản vẽ lưu đồ thuật toán điều khiển xe lăn: + Bản vẽ mạch điều khiển: + Bản vẽ phân tích ứng suất chuyển vị: b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Nội dung Ngô Tấn Hùng Hồ Xuân Tuấn C C R L T Họ tên người hướng dẫn: U D Pgs.Ts Đinh Minh Diệm 1A0 1A0 1A0 2A0 1A0 1A0 1A0 Không Không Phần/ Nội dung: Lý thuyết Thiết kế Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 26/08/2019; Ngày hoàn thành đồ án: 08/12/2019 Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Trưởng Bộ mơn……………………… Người hướng dẫn Psg.Ts Đinh Minh Diệm LỜI NĨI ĐẦU Khi kinh tế nước nhà đà phát triển, đời sống người dân ngày quan tâm trọng, đặc biệt người bị khuyết tật, tàn tật lẽ họ ln gặp nhiều khó khăn sống Và khó khăn họ việc di chuyển sống thường ngày Thấu hiểu khó khăn vất vả nhóm chúng em định chọn đề tài đồ án tốt nghiệp Thiết kế chế tạo xe lăn điện nhằm thiết kế chế tạo xe lăn điện hoàn chỉnh phục vụ cho nhu cầu lại cho người khuyết tật người già khả vận động Với đề tài này, chúng em vận dụng, tổng hợp nhiều kiến thức học Cơ khí, kỹ sử dụng phần mềm Catia, AutoCad, Ansys,…trong thiết kế, phân tích kết cấu Ngồi ra, hội để chúng em thực hành làm việc nhóm, trực tiếp thực gia công chế tạo chi tiết khí có liên quan C C đến mơ hình Chúng em xin chân thành cảm ơn dẫn tận tình thầy PGS.TS Đinh Minh Diệm thầy khoa Cơ khí bạn bè giúp đỡ để chúng em hồn thành đồ án Trong trình thiết kế chế tạo cịn nhiều thiếu sót vốn kiến thức thân cịn hạn chế, kinh nghiệm thân chưa có, mong R L T U D thầy bảo để chúng em có hội hồn thiện thân Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Hồ Xuân Tuấn Ngô Tấn Hùng i CAM ĐOAN Chúng em xin cam kết chấp hành nghiêm chỉnh, đầy đủ quy định liêm học thuật Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Đồ án tốt nghiệp kết nghiên cứu, thiết kế thân chúng em Các kết nghiên cứu, thiết kế kết luận đồ án trung thực, không chép từ nguồn hình thức Trong q trình làm chúng em có tham khảo tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm tin cậy đề tài Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Sinh viên thực Hồ Xuân Tuấn C C Ngô Tấn Hùng R L T U D ii MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu cảm ơn Lời cam đoan liêm học thuật Mục lục Danh sách bảng biểu, hình vẽ sơ đồ i ii iii vii Danh sách cụm từ viết tắt ix Trang CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XE LĂN ĐIỆN 1.1 Giới thiệu hình thành xe lăn điện C C R L T 1.1.1 Khái niệm người khuyết tật 1.1.2 Lịch sử đời xe lăn điện: U D 1.2 Phân loại xe lăn điện: 1.3 Vai trị cơng dụng xe lăn điện: 14 1.4 Xác định nhiệm vụ đề tài: 16 CHƯƠNG PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ XE LĂN ĐIỆN 17 2.1 Phân tính lựa chọn vật liệu chế tạo khung xe lăn 17 2.2 Phân tích lựa chọn động điện 18 2.3 Phân tích lựa chọn hệ thống truyền động 19 2.4 Phân tích lựa chọn cấu nâng hạ phần lưng chân cho xe lăn 21 2.5 Phân tích lựa chọn loại phanh cho xe lăn 22 2.6 Phân tích lựa chọn phận khác 23 2.7 Tổng hợp phân tích, lựa chọn thiết kế: 24 iii CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA XE LĂN 25 3.1 Thiết kế kết cấu khung xe lăn 25 3.2 Phân tích, tính tốn chọn công suất động điện phân phối tỷ số truyền truyền 28 3.2.1 Tính lực kéo cần thiết động 28 3.2.2 Tính cơng suất động 29 3.2.3 Số vòng quay trục bánh xe 30 3.2.4 Chọn động phân phối tỷ số truyền 30 3.3 Phân tích, tính tốn truyền xích 31 C C 3.3.1 Chọn loại xích 31 3.3.2 Chọn số đĩa xích nhỏ 31 R L T 3.3.3 Tính số đĩa xích lớn theo cơng thức 32 3.3.4 Xác định hệ số điều kiện sử dụng xích K theo cơng thức 32 U D 3.3.5 Tính cơng suất tính tốn, chọn bước xích 33 3.3.6 Xác định vận tốc trung bình 𝑣 xích 33 3.3.7 Tính kiểm nghiệm bước xích pc 33 3.3.8 Tính khoảng cách trục sơ 33 3.3.9 Kiểm tra số lần va đập xích giây kiểm tra độ an tồn xích 34 3.3.10 Tính lực tác dụng lên trục 35 3.3.11 Xác định kích truyền xích 35 3.4 Tính toán thiết kế trục 35 3.4.1 Phân tích lực tác dụng lên trục 36 3.4.2 Chọn vật liệu trục 36 3.4.3 Tính sơ đường kính trục 36 iv 3.4.4 Vẽ biểu đồ momen uốn momen xoắn 37 3.4.5 Tính xác trục 39 3.4.6 Kiểm tra độ bền trục 40 3.4.7 Kiểm nghiệm then 43 3.5 Tính chọn ổ lăn 43 3.5.1 Chọn loại ổ lăn 44 3.5.2 Xác định phản lực tác dụng lên ổ 44 3.5.3 Tải trọng quy ước 44 3.5.4 Thời gian làm việc tính triệu vịng quay 44 3.5.5 Khả tải động tính tốn 45 C C 3.6 Tính chọn thơng số xilanh điện 45 CHƯƠNG R L T LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 46 4.1 Lựa chọn phương pháp điều khiển hướng di chuyển xe 46 U D 4.2 Lựa chọn mạch điều khiển 47 4.3 Lựa chọn phương pháp điều khiển nâng hạ chỗ tựa lưng phần để chân 48 4.4 Lựa chọn mạch điều khiển động 48 4.5 Thiết kế mạch điều khiển 50 4.5.1 Sơ đồ thuật toán điều khiển 50 4.5.2 Sơ đồ mạch điều khiển 51 CHƯƠNG CHẾ TẠO MƠ HÌNH 52 5.1 Bản vẽ thiết kế 52 5.2 Chế tạo cụm 52 5.2.1 Chế tạo khung xe 52 5.2.2 Chế tạo trục 55 5.2.3 Chế tạo đồ gá động 55 v 5.3 Chế tạo điều khiển 56 5.4 Lắp ráp chi tiết 57 5.5 Vận hành chạy thử 58 5.6 Bảo dưỡng xe trình sử dụng 58 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 62 C C R L T U D vi ... Tuấn Nội dung Tổng quan xe lăn điện; Phân tích lựa chọn phương án thiết kế xe lăn điện; Tính tốn thiết kế phận xe lăn điện; Lựa chọn thiết kế mạch điều khiển; Chế tạo mơ hình Nội dung Không Không... loại loại xe lăn điện HÌNH 1.6 Xe lăn điều khiển cần gạt HÌNH 1.7 Mẫu xe lăn điều khiển nét mặt HÌNH 1.8 Mẫu xe lăn điều khiển giọng nói HÌNH 1.9 Xe lăn điều khiển lưỡi HÌNH 1.10 Xe lăn tự cân... PGS.TS Đinh Minh Diệm 16 Thiết kế xe lăn điện chế tạo mơ hình CHƯƠNG PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ XE LĂN ĐIỆN 2.1 PHÂN TÍNH LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO KHUNG XE LĂN: Một yếu tố quan trọng