- Là hệ thống mang lại hiệu quả cho các diện tích nhỏ và trung trên mặt đất. Hệ thống đỗ xe dạng xếp hình là loại giải pháp kỹ thuật trong đó xe được đặt trên các bàn nâng (Pallet) di chuyển xoay vòng 360o quanh trục cố định, có thể đảo chiều xoay. Quy trình: xe được lái vào đúng vị trí của một ơ trong guồng được đặt ngay dưới đất, sau đó cả hệ thống bàn nâng quay để có được ơ trống nằm ngay mặt đất. Khi lấy xe ra bàn nâng cũng quay để đưa xe được yêu cầu ở vị trí mặt đất và người dùng có thể lên xe và lái xe ra. - Hiện nay dạng này rất phổ biến ở các quốc gia Đông Á như: Nhật Bản, Hongkong,… với ưu điểm: Là hệ thống sử dụng diện tích xây dựng và lắp đặt ít nhất trong các dạng hệ thống, thời gian lấy xe nhanh nhất cùng thời gian thi công, lắp đặt cực kỳ nhanh chóng; Thời gian giử, lấy xe nhanh nhất; Chi phí bảo trì thấp; Lắp đặt đơn giản do chỉ sử dụng kết cấu thép; và cuối cùng là cơ cấu chuyển động đơn giản.
2.4: Hệ thống đỗ xe tự động dạng Cycle Parking :
- Thường được sử dụng là loại lắp ngầm dưới mặt đất, phù hợp cho mặt bằng nhỏ hẹp, Tốc độ thang nâng 20-40m/p, tốc độ di chuyển ngang 20-30m/p. Số lượng xe tối ưu của hệ thống: 6-38 xe. Điều khiển đơn giản với màn hình cảm ứng (Touch screen).
- Hệ thống nổi bật với thời gian giử xe, lấy xe ấn tượng cùng hiệu suất tìm kiếm vị trí trống nhanh chóng. Tuy nhiên hệ thống chỉ thích hợp với những tịa nhà, bãi đỗ xe có quy mơ vừa và nhỏ. Hơn nữa, việc sử dụng rất nhiều kết cấu bê tông khi xây dựng khiến
cho thời gian thi công của hệ thống là tương đối lâu và việc bảo dưỡng, bảo trì cũng gặp những khó khăn nhất định. Hiện nay, hệ thống này chủ yếu có mặt ở các quốc gia Tây Âu như Pháp, Đức, Luxemburg,…
2.5: Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng ngang:
- Rất phù hợp cho các cơng trình tịa nhà có quy mơ đỗ xe nhỏ. Hình dạng khu đất thường là hình gần vng với hai cạnh gần bằng nhau. Xe được đặt trên các bàn nâng (Pallet), hệ thống xoay vòng tròn 360o trên 1 mặt phẳng ngang để di chuyển các Pallet đến vị trí thang nâng để đưa xe ra/ vào hệ thống.
- Ưu điểm của hệ thống này như thời gian đưa xe vào/lấy xe ra có thể ngắn; Tăng diện tích sử dụng nhờ thiết kế lắp đặt nhiều hàng và nhiều tầng; Hệ thống lắp đặt ngầm dưới đất, phù hợp cho mặt bằng nhỏ hẹp. Tuy hệ thống tiết kiệm một phần đáng kể so với các hệ thống cịn lại, nhưng vẫn chiếm dụng một phần diện tích khá lớn so với hệ thống xoay vịng đứng. Vì vậy, hệ thống này vẫn ít được ưu tiên hơn.
2.6: Hệ thống Bãi đỗ xe tự động sử dụng thang nâng di chuyển kết hợp với Robot: Robot:
- Là hệ thống tiên tiến nhất hiện nay. Hệ thống bao gồm một sàn bê tông được thiết kế phẳng (nếu là dạng sàn bê tơng), hoặc một sàn thép có kết cấu rãnh di chuyển. Kết hợp với hệ thống Robot hoạt động như một người phục vụ, nhận xe từ tài xế và vận chuyển chúng đến một khu vực bãi đỗ xe được chỉ định bởi chính người gửi xe. Robot ngồi đóng vai trị nâng hạ, di chuyển Pallet chứa xe ơ tơ cịn có vai trị lựa chọn vị trí cho khách hàng.
- Hiện nay, bãi đỗ xe dạng này vẫn chưa được phổ biến so với các bãi đỗ xe do: Chi phí bảo dưỡng cao, yêu cầu kỹ thuật để xây dựng bê mặt bê tông phẳng phù hợp với di chuyển của Robot; Robot nâng 2 bánh chưa phù hợp với tất cả các loại xe (xe số tự
2.7: Hệ thống giữ xe tự động dạng tháp xe :
- Là hệ thống đỗ xe tự động dạng tháp nhiều tầng. Hệ thống đỗ xe tự động Sky Parking truyền thống là có 2 cột xe đối xứng, nhưng tùy theo nhu cầu sử dụng để tăng số lượng xe chúng ta có thể có tăng số lượng cột xe. Nhưng thời gian lấy xe trung bình sẽ tăng lên theo số lượng xe. Số lượng xe tối ưu là 70 xe.
- Hệ thống dạng tháp xe có ưu điểm nổi trội ở tính linh hoạt trong thiết kế, có thể thay đổi quy mơ linh hoạt theo yêu cầu người sử dụng. Tuy nhiên, hệ thống này yêu cầu một quỹ đất xây dựng tương đối lớn và thời gian gửi- lấy xe tương đối lâu so với các hệ thống khác.
CHƯƠNG III
PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT
3.1: Phương pháp sử dụng mô hình bãi giữ xe xoay vịng dạng đứng :
- Nhóm em đề xuất thực hiện mơ hình bãi đỗ xe tự động dạng xoay vòng đứng bởi các lý do như sau:
Thứ 1 về mặt diện tích xây dựng: Hệ thống bãi đỗ xe tự động dạng xoay vịng đứng có thể lắp đặt được tại những nơi có khơng gian nhỏ có diện tích khoảng 30m2, bởi vậy rất thích hợp với hầu hết các công sở, bãi đỗ xe truyền thống, các công ty khai thác điểm đỗ.
Thứ 2 thời gian thi công nhanh: Theo tổ chức International Parking Institue thì thời gian xây dựng bãi đỗ xe tự động dạng xoay vòng đứng là nhanh nhất, chỉ 12 tháng. Do cơ cấu, cấu trúc của hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng đứng chủ yếu là khung dầm thép, và được ghép nối với nhau bằng hệ thống vít và ốc. Cịn các hệ thống khác đều có kết cấu bê tông, như hệ thống bãi đỗ xe dạng Tháp để xe, hay dạng Cycle Parking đều có kết cấu bê tông đáng kể- điều này khiến thời gian thi công kéo dài.
Thứ 3 với cơ cấu quay vòng 2 chiều giúp cho việc lấy xe trở nên nhanh và thuận tiện hơn : Việc này hoàn toàn dễ nhận ra , so sánh với các hệ thống như hệ thống lấy xe bằng Pallet nâng , hệ thống CarLift thì các hệ thống này chỉ lấy xe theo cơ chế : Nâng – chuyển theo một chiều . Vậy nên thời gian lấy xe của hệ thống xoay vòng đứng được rút ngắn đáng kể quãng đường từ vị trí để xe xuống vị trí lấy xe . Từ đó giảm đáng kể thời gian phục vụ khách hàng và tăng hiệu suất làm việc của hệ thống
Thứ 4 chi phí bảo dưỡng cho hệ thống đỗ xe này khơng quá cao : Việc sử dụng đa phần linh kiện và thiết bị bằng hợp kim và kết cấu dạng ghép – lắp bằng ốc vít khiến cho việc duy tu , bảo dưỡng thiết bị trong hệ thống trở nên dễ dàng hơn
3.2: u cầu bài tốn tự động hóa mơ hình Bãi đỗ xe.
Với một hệ thống bãi đỗ xe tự động thì u cầu chính của chương trình tự động hóa của hệ thống cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Thứ nhất, chương trình tự động phải đảm bảo được thời gian gửi/lấy xe nhanh chóng, tiện lợi. Ở những mơ hình gửi xe truyền thống như trước đây , việc sử dụng mắt người để xác định trạng thái của bãi xe có cịn trống hay khơng , có thể đưa thêm xe vào hay không sẽ gây mất rất nhiều thời gian và độ chính xác khơng cao. Sau khi xác định được vị trí cịn trống của bãi đỗ thì người giữ xe phải dắt xe vào chỗ còn trống và người vận hành phải ghi vé xe – rất tốn thời gian cho cả người vận hành bãi xe và người khách gửi . Điều này khiến cho thời gian gửi xe bị kéo dài tương đối lâu và phức tạp . Có thể bị kẻ gian làm giả vé xe ( do được ghi bằng bút mực ) . Gây thất thoát tài sản của khách hàng . Cịn trong mơ hình này sử dụng hệ thống điều khiển hồn tồn bằng chương trình trên máy tính nên độ chính xác , độ an tồn , độ tin cậy cũng như khả năng vận hành cao hơn rất nhiều so với việc sử dụng nhân công. Sau khi xác định được cả vị trí của Pallet và xác định Pallet trống, người vận hành chỉ cần nhấn nút tương ứng với số thứ tự trên mỗi Pallet để chương trình nhận biết vị trí của Pallet trống đưa xe vào. Tiết kiệm thời gian chi phí vận hành , thiết bị , máy móc và nhân cơng
Thứ hai, chương trình điều khiển phải có mức độ tự động hóa cao, giảm thiểu tối đa sự tác động của con người. Ở mơ hình truyền thống , khơng hề có sự can thiệp của hệ thống tự động nói cách khác ở trường hợp này là thủ cơng hồn tồn , phải có sự giám sát và điều khiển của nhiều nhân viên vận hành- khiến cho chi phí vận hành của hệ thống tăng lên và độ an toàn của hệ thống được đảm bảo. Do có yếu tố con người quá nhiều nên đôi lúc dễ phát sinh ra nhiều vấn đề liên quan đến sự giám sát và độ tin cậy , an toàn của bãi xe
Từ những yêu cầu của công nghệ và những hạn chế của mơ hình giữ xe kiểu truyền thống này nên em quyết định cải tạo lại toàn bộ hệ thống bãi đỗ xe theo đúng yêu cầu của bài tốn: Cải thiện tính tự động hóa và cải thiện hơn về thời gian gửi xe.
3.3: Các u cầu thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động.
a) Các yêu cầu về thiết bị
- Xác định loại, số lượng của các thiết bị điều khiển tự động như: Relay trung gian, Áp-tơ-mát,.. để phù hợp với chương trình điều khiển tự động
- Tính tốn ,điều chỉnh các thông số kỹ thuật của các chi tiết như: Kích thước Pallet, trọng lượng đế,… nhằm tăng sự ổn định cho mơ hình. Pallet, trọng lượng đế,… nhằm tăng sự ổn định cho mơ hình.
- Chọn nguồn cấp và bộ chuyển đổi nguồn để phù hơp với PLC điều khiển cũng như cấp điện áp cho các thiết bị phụ trợ như đèn led , cảm biến
- Bổ sung thêm cảm biến quang- cụ thể là ngoài 1 cảm biến quang để nhận diện được vị trí các pallet thì dùng thêm tín hiệu cảm biến quang để xác định trạng thái xe vào-ra.
b) Các yêu cầu về cơ khí
- Phần đế mơ hình: Trọng lượng của phần đế mơ hình phải được cố định chắc chắn, trọng lượng vừa phải – không quá nhẹ để giảm sự rung, lắc khi hoạt động ở thời gian dài. Việc trọng lượng phần đế lớn không làm ảnh hưởng đến thiết kế tổng quan của phần khung, mà chỉ thay đổi hình dạng đế mơ hình.
- Phần kết cấu Pallet: khối lượng của Pallet phải nhẹ nhưng vẫn phải đảm bảo được độ chắc chắn nhằm tăng khả năng mang tải của mơ hình.
- Phần truyền động: Tăng mô men truyền động bằng cách sử dụng hộp giảm tốc để điều chỉnh tốc độ, cường độ mơ men của mơ hình. Ngồi ra sử dụng thêm hệ thống truyền động nhơng –sên – dĩa . Lý do là để giảm tốc độ quay của các pallet nhằm tạo sự
ổn định khi hệ thống hoạt động cũng như tăng thêm momen cho hệ thống được khỏe hơn chịu tải cao hơn .
- Phần hành lang hỗ trợ ra/ vào xe: Xây dựng một hành lang hỗ trợ xe ra/vào, xe ra/vào sẽ đi lên hành lang để vào Pallet. Ở mơ hình thực tế hầu như khơng có hành lang hỗ trợ xe ra/ vào. Việc ra/ vào của xe ở hệ thống thực tế được tối ưu bằng cách: Thiết kế hệ thống Pallet di chuyển xuống vị trí vào/ra sao cho vị trí vào ra có một vùng lõm, Pallet di chuyển xuống vùng lõm này đợi xe vào/ra. Tuy nhiên ở mơ hình, việc thiết kế này khơng kha thi, và ở mơ hình ngun bản thì việc đưa xe vào/ra Pallet cũng chưa thực tế nên em thiết kế kết cấu hành lang mới khác với bên ngoài thực tế
c) Các yêu cầu về thiết bị an toàn
- Sử dụng Áp-tô-mát dạng tép để bảo vệ hệ thống điện trong trường hợp xảy ra chập mạch , quá tải ,….
- Sử dụng 1 relay trung gian dùng điện 24V của PLC để điều khiển dòng điện lớn 220V của động cơ để hệ thống có lực kéo khỏe , bền và hoạt động tối ưu hơn
- Thiết kế bảng điện như sắp xếp các thiết bị điện sao cho vừa giữ được khoảng cách an toàn giữa các thiết bị để không gây ra chập cháy , vừa đảm bảo được yêu cầu cách điện – an tồn cho người sử dụng vừa tăng tính thẩm mỹ , độ gọn nhẹ cho mơ hình
d) Các yêu cầu về chương trình điều khiển
- Thiết kế chương trình có tính tự động hóa trong q trình vận hành hệ thống - Chương trình ngắn gọn, chính xác và đơn giản phục vụ cho quá trình nâng cấp, sửa chữa về sau.
- Chương trình điều khiển của mơ hình xác với hệ thống ngồi thực tế hơn nhất có thể.
3.4: Lựa chọn các linh kiện và thiết bị cho mơ hình 3.4.1. Nhơng sên dĩa 3.4.1. Nhông sên dĩa
Nhông trước: 1 cái - Thông số : 15 răng. - Khối lượng : 150g
- Vai trị: nhơng trước là bộ phận trực tiếp nhận lực từ động cơ để truyền tới hệ thống xích tải.
Hình 3.1: Hình ảnh nhông trước
(Nguồn: Internet)
Dĩa : 5 cái - Thông số: 36 răng
- Khối lượng: 2kg (400g mỗi cái ) - Vai trò: Là bộ phận truyền lực cuối cùng của hệ thống nhông sên
Xích tải (hay cịn gọi là sên tải): 2 bộ - Thơng số kỹ thuật
Hình 3.3:Bản vẽ CAD thơng số chi tiết của mắc xích
- Vai trị :Là một chuỗi các mắt xích được nối với nhau với nhau, có tác dụng là dây truyền lực từ nhơng đến dĩa
Tính tính số truyền động của nhơng sên dĩa Tỉ số truyền được tính như sau:
Trong đó:
TSC: Tỉ số truyển
TC: Số răng trên bánh răng thứ cấp (bánh răng được truyền lực, với xe máy thì TC ở đây là số răng của líp)
SC: Số răng trên bánh sơ cấp (bánh răng truyền lực, với xe máy thì SC ở đây là số răng của nhông trước)
Theo nguyên lý Accimet : “Lợi về lực thì thiệt về đường đi và ngược lại” – Nếu tỉ số truyền lớn hơn 1 (TSC.>1) thì lợi lực
– Nếu tỉ số truyền nhỏ hơn 1 (TSC<1) thì lợi cho đường đi
Trong mơ hình này :
+Dĩa : truyền động thứ cấp ( có 36 răng – TC ) +Nhông : truyền động sơ cấp ( 15 răng –SC)
Theo cơng thức ta có :
Suy ra: Tỉ số truyền động của nhơng sên dĩa trong mơ hình này là 2,4 . TSC = TC / SC
Cơ chế hoạt động của nhơng sên dĩa
Hình 3.5: Hình ảnh của nhơng trước và dĩa sau (Nguồn: Internet)
Dĩa nhận lực trực tiếp từ trục động cơ và truyền lực đến xích
Khi động cơ hoạt động, sẽ tạo ra một lực làm quay trục, và trục này sẽ truyền lực trực tiếp lên nhông trước.
Khi nhông trước quay, sự chuyển động của các răng, kéo theo sự hoạt động của hệ thống xích tải.
Cuối cùng, khi xích tải hoạt động, thì kéo theo hoạt động quay của dĩa và làm quay các dĩa bên trong nhờ trục nối dĩa với trục.
3.4.2: Ốc 4mm
- Số lượng : 10 con + 20 tán
- Vai trị : dùng để bắt vào các mắt của xích để cố định pallet vào xích
3.4.3: Ốc 8mm
- Số lượng : 10 con + 36 tán
- Vai trò : dùng để kết nối thanh gỗ với các dĩa tải
3.4.4: Cốt 8mm
- Số lượng :2 thanh ( 220g)
- Vai trò : là trục truyền động cho mơ hình
3.4.5: Long đền 3cm
3.4.6: Thanh gỗ
- Số lượng : 4 thanh