Hệ thống bãi đỗ xe thông minh

1.3 Những bãi đỗ xe đang được sử dụng hiện naya Hệ thống bãi đậu xe cao tầng dạng tháp Hệ thống đỗ xe cao tầng dạng tháp được đánh giá là mô hình đỗ xe tự động hiện đạinhất vào thời điểm

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN: ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ

Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống bãi đỗ xe thông minh

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đức Minh

Lớp: Cơ điện tử 03 – K14

Họ và tên sinh viên: Dương Thị Thương 2019604429

Vũ Công Thức 2019604359 Lưu Quốc Tuấn 2019605587 Nhóm: 2

Khoa cơ khí

Hà Nội 2022

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM

I Thông tin chung

1 Tên lớp: ME6052.1 Khóa: 14

2 Tên nhóm : Nhóm 2

Họ và tên thành viên:

1 Vũ Công Thức MSV: 2019604359 Lớp: CĐT 3 – K14

2 Dương Thị Thương MSV: 2019604429 Lớp: CĐT 3 – K14

3 Lưu Quốc Tuấn MSV: 2019605587 Lớp: CĐT 3 – K14

II Nội dung học tập

1 Tên chủ đề: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống bãi đỗ xe thông minh

2 Hoạt động của sinh viên

- Nội dung 1: Tổng quan về hệ thống (L4.2)

- Nội dung 2: Cơ sở lý thuyết về hệ thống (L4.2)

- Nội dung 3: Tính toán, thiết kế mô hình hệ thống (L4.1, L4.3)

- Nội dung 4: Viết báo cáo

3 Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch và mô hình sản phẩm (nếu có)

III Nhiệm vụ học tập

1 Hoàn thành đồ án theo đúng thời gian quy định (từ ngày 13/03/2022 đếnngày 20/06/2022)

2 Báo cáo nội dung nghiên cứu theo chủ đề được giao trước hội đồng đánh giá

IV Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án

1 Tài liệu học tập:

[1] Tài liệu hướng dẫn đồ án môn học Cơ Điện tử, Bộ môn Cơ điện tử

[2] Nguyễn Văn Khang, Nguyễn Phong Điền, Cơ điện tử, NXB KH&KT

2 Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếucó): Máy tính, linh kiện và dụng cụ điện tử theo nhu cầu sử dụng

TS Nguyễn Anh Tú

ThS Nguyễn Đức MinhMỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

LỜI NÓI ĐẦU

Trong xu hướng phát triển không ngừng của nền công nghệ hiện đại tiêntiến ngày càng phát triển trong những thập kỷ qua , công nghệ kỹ thuật càngngày phát triển vượt bậc theo Các vi mạch với khả năng tích hợp ngày cànglớn , tốc dộ xử lý ngày càng được nâng cao và chính xác, giá thành rẻ hơn Banđầu, các iC được chế tạo với những chức năng chuyên dụng , dần dần một linhkiện đa năng ra đời Vi xử lý là một linh kiện cho phép hoạt động theo mộtchương trình mà người sử dụng đặt ra , được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực

Đời sống xã hội ngày một thay đổi, bên cạnh những tiến bộ thì các vấn đềcũng nảy sinh càng nhiều, đặc biệt là khi quy mô hoạt động của tổ chức được

mở rộng trong nhiều trường hợp , việc quản lý trở nên vô cùng khó khan khi sốlượng đối tượng quản lý lớn , làm cho hoạt động bị trì trệ , mất nhiều thời gian

mà lại không hiệu quả Do đó một hệ thống tự dồng điều tiết sẽ giúp cho conngười dễ dàng hơn trong việc giám sát, đảm bảo tính công bằng, và đặc biệt là

sự tiến bộ trong các hoạt dộng xã hội

Bằng một ý tưởng có tính ứng cao ngoài thực tế, chúng em lựa chọn đềtài:” HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH” trực tiếp do thầy Nguyễn ĐứcMinh hướng dẫn Hệ thống có khả năng tự động nhận biết số trên các loại biển

số xe như ô tô, xe máy, xe máy điện … Đây là hệ thống được ứng dụng nhiềutrong thực tế cuộc sống hang ngày như trong tòa dân cư , bãi đỗ xe , trạm thu phí

… Nơi mà cần hệ thống quản lý tốt xe ở những nơi đông người Dưới sự kiểmsoát của hệ thống này, Quá trình quản lý diễn ra tốt hơn , đảm bảo và hiệu quảhơn

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN HỆ THỐNG1.1Lịch sử hình thành bãi đỗ xe thông minh

Ngày nay, các đô thị đang phát triển, số lượng phương tiện ngày càng ratăng theo cấp số nhân Ngoài áp lực giao thông động, áp lực giao thông tĩnhcũng đang đè nặng lên cơ sở hạ tầng, ảnh hưởng nhất định tới sự tăng trưởng củakinh tế Vì vậy những bãi đỗ xe thông ra đời đã đáp ứng được nhịp sống vội vãcủa đô thị hiện đại, đồng thời nó cũng giải quyết nhiều vấn đề nổi cộm của hìnhthức giữ xe thủ công Tìm hiểu lịch sử ra đời và phát triển bãi đỗ xe tự động trênthế giới sẽ giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan về giải pháp thông minh nàyđang đóng góp lớn vào cuộc sống hiện đại tiện nghi của mỗi người

1.2 Nhà giữ xe thuở sơ khai

Khi xe hơi ngày một nhiều lên, sẽ cần có nhiều không gian hơn cho dòng

xe đồ sộ này Một bãi đỗ xe được xây dựng cẩn thận với đầy đủ trang thiết bị trởthành một vấn đề lớn và các nhà lãnh đạo lại bắt đầu đi tìm giải pháp

Hình 1.1 Bãi đỗ xe thuở sơ khai

Những chiếc xe hơi đầu tiên không được làm từ các chất liệu cao cấp nhưngày nay Vào thời đó, xe hơi rất “nhạy cảm” và không thể chống chịu với thờitiết mưa, nắng, lạnh giá thất thường Do đó họ phải đậu xe trong khu vực có máiche được bảo vệ khỏi các điều kiện thời tiết Các bãi đậu xe được rào chắn trongcác khu phố, có thể bạn sẽ thấy nó rất sơ sài

6

1.3 Những bãi đỗ xe đang được sử dụng hiện nay

a) Hệ thống bãi đậu xe cao tầng dạng tháp

Hệ thống đỗ xe cao tầng dạng tháp được đánh giá là mô hình đỗ xe tự động hiện đạinhất vào thời điểm hiện tại Điều khiển tự động hoàn toàn, người lái không phải điềukhiển xe từ lúc xe vào đến lúc ra khỏi bãi đậu xe

- Chi phí xây dựng cao hơn so với những hệ thống đỗ xe tự động khác

- Thường phải xây dựng đi liền với công trình cao tầng, nếu không phải xây dựng

một bộ khung và nền móng chắc chắn

b) Hệ thống đỗ xe tự động xếp hình

Có thể nói hệ thống bãi đỗ xe tự động xếp hình chính là câu trả lời chính xác nhấtcho các nhà quản lý, chủ đầu tư khi muốn tìm kiếm một giải pháp đỗ xe thông minh hiệnđại, an toàn với chi phí tiết kiệm nhất!

Đặc điểm bãi đỗ xe tự động xếp hình

• Mỗi xe được để trên một sàn pallet;

7

• Các sàn pallet được tích hợp cơ cấu chuyển động độc lập

- Thời gian lấy xe/gửi xe có thể lâu hơn so với để xe tại các bãi đỗ xe thông thường;

- Hệ thống vận hành theo kiểu bán tự động nên lái xe vẫn phải tự lái xe vào đúng vịtrí pallet đỗ xe;

- Một số chi phí bảo trì có thể phát sinh thêm sau khi hết thời gian bảo hành

Hình 1 4 Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng đứng

Hệ thống đỗ xe xoay vòng đứng là bãi đỗ không cần diện tích sàn lớn Với

diện tích đủ cho hai chỗ đậu xe cùng với thiết kế, công nghệ thông minh, nó có

thể chứa 12 tới 16 xe (tùy xe sedan hay xe suv)

- Ưu điểm:

- Thiết kế bãi đỗ xe tự động xe quay vòng đứng có thể lắp đặt được tại

những nơi có không gian nhỏ có diện tích khoảng 30m, thích hợp với hầu

hết các công sở, bãi đỗ xe truyền thống, các công ty khai thác điểm đỗ…

- Hệ thống điều khiển đơn giản dễ sử dụng, có thể di chuyển cả hệ thống đỗ

xe quay vòng từ nơi này qua nơi khác

- Chi phí bảo trì bảo dưỡng cho hệ thống đỗ xe này không quá cao

- Nhược điểm:

- Chỗ đỗ xe còn hạn chế chỉ để được từ 8-16 xe/hệ thống , riêng đối với

những xe SUV lớn thì số lượng chỉ khoảng 6-8 xe để đảm bảo an toàn cho

cả hệ thống

- Trong trường hợp nhu cầu xe lớn hơn 16 thì phải lắp thêm các hệ thống bãi

đỗ xe khác

Qua thảo luận nhóm bọn em quyết định thiết kế bãi đỗ xe xoay vòng vì:

− Tiết kiệm diện tích: Hệ thống tận dụng toàn bộ thể tích không gian nhờ vào

khai thác chiều cao của không gian Bằng việc lưu giữ xe ở độ cao nhất định

so với mặt đất, số lượng xe mà một trạm giữ xe tự động có thể chứa gấp

hàng chục lần so với một bãi giữ ô tô thông thường

9

− Tiết kiệm thời gian: Thay vì khách hàng phải tự tìm chổ để xe trong các bãi

xe thông thường và rất khó khăn nhất tại giờ cao điểm, với bãi giữ xe tự

động thì khách hàng chỉ cần đưa ôtô vào trạm đầu và nhập liệu là có thể an

tâm ra khỏi xe và đi làm việc khác

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Bãi đỗ xe thông minh là một dự án xây dựng công trình thực tế phức tạp đòi hỏi sự kết hợp và vận dụng các kiến thức liên ngành một cách linh hoạt nhằm đạt được tính thôngminh cho toàn hệ thống Trong quá trình làm đồ án, nhóm đã áp dụng phương pháp nghiên cứu sau:

+ Nghiên cứu bãi đỗ xe thông minh trên lý thuyết: tham khảo các tài liệu liên quan, tổnghợp, phân tích số liệu thống kê

+ Nghiên cứu mô hình bãi đỗ xe thông đã có sẵn trên thực tế

Áp dụng các phương pháp đã được học trong thiết kế cơ điện tử vào xây dựng mô hình:

+ Tìm hiểu nguyên lý làm việc, quy trình công nghệ của hệ thống, hệ thống cơ khí, hệ thống điều khiển, hệ thống cảm biến, cơ cấu chấp hành …

+ Thiết kế hệ thống

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài

− Tiết kiệm thời gian và nhiên liệu, hao mòn xe; tránh xung đột khi có va chạm khi tiến

lùi xe vào chỗ đỗ, nhất là giờ cao điểm

− Giảm thiểu khách hàng khiếu nại do nhân viên điều tiết nhầm lẫn; hay nhân viên quan

sát tổng không cập nhật thông tin tức thời; hoặc tốn nhiều thời gian chạy vòng vòng

trong bãi để tìm chỗ đậu,…

− Thiết bị chất lượng cao; hệ thống hoạt động bền bỉ, liên tục, lâu dài

− Thu hút khách hàng không chỉ đến từ tòa nhà của bãi giữ xe, mà còn khách hàng đến

các địa điểm gần đó, nhờ vậy tăng doanh thu, nhanh lấy lại vốn đầu tư

− Hạn chế việc đền bù vì nguy cơ thiệt hại cho xe

− Xuất báo cáo khi cần thiết, hiểu được thói quen của chủ phương tiện về “sở thích” vị

trí và thời gian đậu xe, nhờ đó đặt vị trí quảng cáo phù hợp, giúp tăng thu nhập

10

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1 Nguyên lý hoạt động

Kiểm soát xe vào

+ Sau khi xe đi vào, cảm biến hồng ngoại nhận biết có xe đi vào

+ Người giữ xe quét thẻ, hệ thống camera sẽ nhận dạng và lưu trữ lại biển số xe.+ Khi thẻ từ được kích hoạt từ vị trí người đỗ, PLC có thông tin cụ thể Pallet cần

đi xuống, động cơ sẽ quay

Kiểm soát xe ra

+ Thẻ từ người quản lý bãi xe nhận được khi chủ xe muốn lấy xe ra ngoài

+ Người quản lý bãi xe quét thẻ từ, camera đối chiếu với dữ liệu đầu vào so sánh với dữ liệu biển số hiện tại

+ Khi nhận thông tin người lấy xe động cơ quay Pallet đi xuống

+ Màn hình hiển thị chỗ trống xe chuyển thành màu xanh khi xe ra khỏi bãi

2.2 Các thiết bị cơ khí cơ bản

2.2.1 Các thiết bi hệ thống điều khiển

PLC

Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control) viết tắt làPLC, là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thôngqua một ngôn ngữ lập trình thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó

Để thực hiện được một chương trình điều khiển, PLC phải có tính năng nhưmột máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ đểlưu chương trình điều khiển, dữ liệu và các cổng vào/ra để giao tiếp được với đốitượng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh đónhằm phục vụ bài toán điều khiển số PLC còn phải có thêm các khối chức năng đặcbiệt như: Bộ đếm (Counter) bộ thời gian (Timer) và những khối hàng chuyên dụng

11

Hình 2.5 Cấu trúc của bộ điều khiển PLC

Ưu

điểm của PLC:

2 Logic của quá trình điều khiển được thực hiện bằng chương trình chứ không

phải bằng dây nối.

3 Độ bền dẻo cao.

4 Nhờ có những Module đã được thiết kế chuẩn hóa mà người dùng có khả

năng giải quyết gần hết các quá trình có trong điều khiển tự động một cách đơn giản và thuận tiện.

5 Tốc độ xử lý của PLC khá cao.

6 Tiêu tốn ít năng lượng.

7 Dễ dàng sử dụng và dễ dàng ghép nối.

8 Việc lập trình tương đối đơn giản nhờ sự trợ giúp của hệ lập trình PG

(Programer) và các khối chức năng cứng như trên máy PG.

9 Dễ dàng thiết lập trao đổi thông tin với PLC khác và máy tính PC thông qua

mạng LAN.

10 Dễ dàng khởi động.

11 Sử dụng PLC trong các hệ thống điều khiển phức tạp sẽ cho ta hiệu quả kinh

tế cao hơn, giá thành hạ hẳn so với phương pháp dùng dây nối cứng hoặc dùng các mạch điện tử rời rạc.

a) Bộ chuyển đổi nguồn

12

- Bộ đổi nguồn xoay chiều thành điện một chiều 24V được sử dụng để chuyển đổi điện áp

đầu vào cho các thiết bị sử dụng điện 12V DC Bảo vệ quá tải, quá áp

Bộ đổi nguồn

24VDC để cung cấp cho động cơ, cảm biến, PLC

- Thông số kĩ thuật:

+ Điện áp đầu vào: 220-240 VAC

+ Điện áp đầu ra: 24V

Con người thu nhận thông tin qua các giác quan, trong đó thị giác đóngvai trò quan trọng nhất Những năm trở lại đây với sự phát triển của phần cứngmáy tính, xử lý ảnh và đồ hoạ đó phát triển một cách mạnh mẽ và có nhiều ứngdụng trong cuộc sống Xử lý ảnh và đồ hoạ đóng một vai trò quan trọng trongtương tác người máy.

Xử lý ảnh là việc chọn lọc những thông tin mong muốn từ những bức ảnhchụp từ máy ảnh hoặc máy scan

Để chọn lọc những thông tin mong muốn được chứa trong bức ảnh,phương pháp cơ bản được dùng trong xử lý hình ảnh là loại bỏ những phầnthông tin ảnh không mong muốn

Quá trình xử lý ảnh được xem như là quá trình thao tác ảnh đầu vào nhằmcho ra kết quả mong muốn Kết quả đầu ra của một quá trình xử lý ảnh có thể làmột ảnh “tốt hơn” hoặc một kết luận

Xử lý hình ảnh kĩ thuật số bắt đầu từ việc phân chia hình ảnh ra thành cácphần tử ảnh đơn vị (gọi là Pixel = Picture Element)

Quá trình xử lý ảnh được xem như là quá trình thao tác ảnh đầu vào nhằmcho ra kết quả mong muốn Kết quả đầu ra của một quá trình xử lý ảnh có thể làmột ảnh “tốt hơn” hoặc một kết luận

Hình 2.7 Quá trình xử lý ảnh

Ứng dụng xử lý ảnh của OpenCV để giải quyết bài toán nhận dạng biển

Ảnh có thể xem là tập hợp các điểm ảnh và mỗi điểm ảnh được xem như

là đặc trưng cường độ sáng hay một dấu hiệu nào đó tại một vị trí nào đó của đối

14

tượng trong không gian và nó có thể xem như một hàm n biến P(c1, c2, , cn).

Do đó, ảnh trong xử lý ảnh có thể xem như ảnh n chiều

Sơ đồ tổng quát của một hệ thống xử lý ảnh:

Hình 2 8 Các bước cơ bản trong hệ thống xử lý ảnh

15

2.3.1 Nhận dạng biển số xe

Sơ đồ thuật toán phát hiện vùng chứa biển số xe

Giai đoạn 1: Biến đổi sang ảnh xám Gray và làm mịn ảnh

Ảnh đầu vào là một ảnh bất kì, được chuyển về ảnh có 26 mức xám và tiếnhành lọc và giảm nhiễu

Để tiến hành giảm nhiễu, nhóm em sử dụng bộ lọc bilateralFilter để làm giảm khả năng bị mờ biên

Hình 2.0.9 Xử lý ảnh sang ảnh xám

Giai đoạn 2: Tiến hành phân ngưỡng và phát hiện biên

Có hai quá trình phân ngưỡng đó là phân ngưỡng tự động và phân ngưỡng không tự động.

Với phần vùng biển số là khá nhỉ so với toàn bộ ảnh nên quá trìnhphân ngưỡng tự động sẽ dễ gây lỗi, không làm sáng tỏ vùng có biển số

Qua thực nghiệm ta thấy phân vùng biến số thường có ngưỡng từ

100-220 vì vậy trong phần này của nhóm em sẽ tiến hành tìm vùng biển số với từngngưỡng bằng vòng lặp for Vòng lặp này sẽ xuất phát từ ngưỡng 100 đến 200 vìthông thường phát hiện vùng biển số sẽ rõ thì ngưỡng 100-120 là có thể dừngvòng lặp để tiết kệm thời gian tính toán

Kết thúc giai đoạn này ta thu được ảnh 8 bit kênh đơn để làm nguồncho giai đoạn thứ 3

Giai đoạn 3: Tìm đường bao đối tượng

Khi ta tiến hảnh phần ngưỡng sẽ làm hiện rö vùng biên số trong giaiđoạn nảy ta có thẻ sử dụng các phương pháp phát hiện biển

Khi có ảnh 8-bịt kênh đơn thu được ở giải đoạn 2 chúng ta tiến hànhtìm các vùng biến là đôi tượng riêng băng hàm findContourns (trong thư việnopenCV) để trích các vùng và lây thông số của các vùng như tọa độ điểm củacác cạnh, diện tích của vùng

Hình 2.10 Tìm đường bao các đối tượn

Giai đoạn 4: Tách vùng biển số

Sau khi có được những thông số của giai đoạn 3 tìm thấy Dựa vào cácđặc điểm của biên số mà em tiên hành như sau:

Tìm đường bao đối tượng với với tiêu chỉ tỉ lệ 3.5<W/H<4.5 hoặc0.8<W/N <1.4 đề tìm ra những vùng có thẻ là biên số nhất

Để hạn chế số lượng vùng tím thây em tiền tục lọc ảnh theo tiêu chíđiện tích đề hạn chế những vùng quá nhỏ và quá lớn so với vùng biển số Vớiảnh đầu vào được thay đồi kích cỡ vẻ ảnh có cỡ 640X480 thì vùng biển số sẽnằm trong khoảng diện tích từ 1500 - 25000

Tiến hành cắt các vùng có thẻ là biên số nhất trên ảnh xám đã lọc ởgiai đoạn 1 để làm nguồn cho giai đoạn cắt ký tự để làm mẫu cho các quá trìnhnhận đạng ký tự (tự xây dựng) Ở giai đoạn này có thê kết hợp dùng các bài toánnhận dạng ký tự để phát hiện biển số xe

Thiết bị RFID được cấu tạo từ 2 thành phần chính là: thiết bị phát mã đãđược gắn chip và thiết bị để đọc Thiết bị phát mã sẽ được gắn vào vật cần đượcnhận dạng còn thiết bị đọc sẽ được gắn anten giúp thu phát sóng điện tử Thiết bịRFID khác nhau sẽ có mã số khác nhau và không bị trùng lặp Khi hai thiết bịgặp nhau, tần số trùng khớp thì sẽ nhận dạng được nhau.

2.4.2 Nguyên lý hoạt động của RFID

Công nghệ RFID hoạt động theo nguyên lý khá đơn giản, đó là: Thiết bịRFID đọc được đặt cố định ở một vị trí Chúng sẽ phát ra sóng vô tuyến điện ởmột tần số nhất định để phát hiện thiết bị phát xung quanh đó

Khi RFID phát đi vào vùng sóng vô tuyến điện mà RFID đọc phát ra, haibên sẽ cảm nhận được nhau RFID phát sẽ nhận sóng điện tử, thu nhận và phátlại cho RFID đọc về mã số của mình Nhờ vậy mà RFID đọc biết được thiết bịRFID phát nào đang nằm trong vùng hoạt động

Bên trong thẻ chip của công nghệ RFID chứa các mã nhận dạng Đối vớithẻ 32bit có thể chứa tới 4 tỷ mã số Khi sản xuất, mỗi một thẻ chip RFID sẽđược gắn 1 mã số hoàn toàn khác nhau Điều này sẽ giúp cho RFID đọc nhậndạng chính xác mà không bị nhầm lẫn Chính nhờ điều này giúp cho các thiết bị

đã được gắn RFID mang lại độ an toàn, tính bảo mật cao

Hình 2.12 Nguyên lý hoạt động của thẻ RFID

2.5 Cảm biến từ tính

2.5.1 Cảm biến từ tính là gì?

Cảm biến từ là một cảm biến được sử dụng để nhận thấy các nhiễu loạncũng như thay đổi trong từ trường như cường độ, hướng và từ thông Có nhiềuloại cảm biến phát hiện khác nhau có thể hoạt động trên một số đặc điểm nhưánh sáng, áp suất, nhiệt độ Những cảm biến này được tách thành hai nhóm Cáithứ nhất được sử dụng để tính tổng từ trường, trong khi cái thứ hai được sử dụng

để tính các thành phần vectơ của trường

Cấu tạo của cảm biến từ tính: Cảm biến từ sẽ chia thành cuộn cảm, bộcảm ứng và xử lý tín hiệu; ngõ ra điều khiển

Hình 2.13 Cấu tạo của cảm biến từ tính

2.5.2 Nguyên lý hoạt động

Khi được cấp nguồn, dòng điện sẽ chạy qua một mạch chứa cuộn cảm khi

từ trường xuyên qua nó thay đổi Hiệu ứng này sử dụng để phát hiện các vật thểkim loại tương tác với từ trường Các chất phi kim loại như chất lỏng hoặc bụibẩn sẽ không tương tác với từ trường Do đó, cảm biến từ có thể hoạt động t ốttrong môi trường có bụi hoặc trong điều kiện ẩm ướt

Cảm biến từ có kích thước và thiết diện càng lớn thì từ trường phát racàng mạnh; điều này đồng nghĩa với khoảng diện tích mà nó có thể phát hiện vậtthể càng lớn; hiệu quả sự dụng mà nó mang lại sẽ càng cao.

Hình 2.14 Nguyên lý hoạt động của cảm biến từ tính

2.6 Cảm biến tiệm cận điện dung

2.6.1 Khái niệm

Cảm biến tiệm cận điện dung là cảm biến tiệm cận phát hiện vật thể gần;trong phạm vi tính bằng đơn vị milimet Cảm biến tiệm cận điện dung đượcdùng khá nhiều trong môi trường công nghiệp Điểm đặc biệt là cảm biến tiệmcận điện dung có thể phát hiện cả vật bằng kim loại, phi kim loại và cả nước

Cấu tạo: Bộ phận cảm biến, mạch dao động, mạch phát tín hiệu 28, mạchđầu ra

Hình 2.15 Cảm biến tiệm cận điện dung

2.6.2 Nguyên lý hoạt động

Tụ điện gồm hai bản cực và chất điện môi ở giữa Khoảng cách giữa hai điện cực ảnh hưởng đến khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện (điện dung là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện).

Nguyên tắc hoạt động của cảm biến tiệm cận loại điện dung dựa trên sự thay đổiđiện dung khi vật thể xuất hiện trong vùng điện trường Từ sự thay đổi này trạngthái “On” hay “Off” của tín hiệu ngõ ra được xác định

Một bản cực là thành phần của cảm biến, đối tượng cần phát hiện là bản cực cònlại

Tùy thuộc vào cấu tạo của sản phẩm, dãi đo của cảm biến tiệm cận với khoảng cách phát hiện nhỏ từ 0 đến 50mm

Hình 2 16 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện dung

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG3.1 Thiết kế hệ thống cơ khí

3.1.1 Mô hình hóa hệ thống trên solid

Hình 3.17 Mô hình hóa trên solidwordCác kí hiệu có trên mô hình:

- Một cơ cấu khung thép chắc chắn đặt thẳng đứng đủ để chịu được sức nặng khi đầytải là trọng lượng của 4 xe và các chi tiết như pallet, động cơ, trục vít, bánh vít,

Bảng 2.1 Bảng thông số kích thước của một số hãng xe hơi

Thông số kĩ thuật Xe 4 chỗ Xe 5 cửa Xe thể thao đa

Hệ thống chịu tải trọng lớn nhất trong trường hợp 1 bên đầy tải, 1 bên không

có tải với khối lượng mỗi xe là 3000kgTính toán động cơ:

Xem xét chiều rộng chiều cao của pallet, đường kính của bánh xích theo chiều ngang là D=2400 mm

Vận tốc chuỗi (v):

v =

Do đó K= 1,252.1,5.1,25= 2,34

Công suất làm việc Plv = P K = 11,775 2,34 = 27,5 Kw

Công suất trên trục động

cơ: �đ� = � �� �

Trong đó η là hiệu suất của các bộ truyền � = �3 ��� �� ���

Hiệu suất của một cặp ổ lăn: �� � = 0,99

Hiệu suất của khớp nối: ��� = 1

Hiệu suất của bộ đai: �� = 0,96

Hiệu suất của bộ truyền bánh răng: ��� = 0,97

� = 0,993 1.0,96.0,97 = 0,9

 Công suất yêu cầu trên động cơ là Pđm= 27,5/0,9=31 Kw

Từ việc tính toán các thông số ở trên, ta chọn động cơ xoay chiều 3 pha roto dây quấn thường dùng cho các cần trục: 380V/220V 50 Hz

Bảng 2.2 Thông số động cơ kiểu MTH 411-6

Công suất định mức động cơ ( Pđm) 34Kw

Kiểm nghiệm động cơ

√144000

2 15 + 108002 15 + 72002 15 + 36002 15

60Momen định mức của động cơ:

M đm =P đc ω đc

Trong đó: ω đc = �

Vậy M đc = P đc � = 34000.700 = 2492,146.103 Nm > M đt

9,55 9,55Mđc>Mđt vậy động cơ thỏa mãn điều kiện phát nóng

+ Kiểm nghiệm về quá tải momen

Momen cản lớn nhất Mcmax= 144000 (Nm)

Momen định mức của động cơ Mđc= 2492,146.103

Nm > Mcmax Vậy động cơ thỏa mãn điều kiện quá

tải về momen

+ Kiểm nghiêm về momen khởi động

M c mở máy = 2M cmax = 2.144000=288.103 Nm

Ta có M kđ = 2.M đc =2.2492,146.103= 4984,3.103 Nm> M c mở máyĐộng cơ thỏa mãn về momen khởi động

Thiết kế khung

Trong phần này sẽ thảo luận về sự phân bố lực trên khung và phân tích ứng suất của

hệ do lực và mômen tác dụng Khung phải chịu được tải trọng của trục, đĩa xích và

bộ phận vận chuyển Khung được tạo ra bằng cách sử dụng máy phát khung

Autodesk Inventor và vật liệu được chọn là thép cacbon trung bình

Khung hệ thống

Giá đỡ Thanh dẫn

Thiết kế khung

Thiết kế & Tính toán Vận chuyển

Phần này giải thích chi tiết thiết kế và tính toán của toa xe Chức năng chính của xetrong hệ thống quay là giữ xe ở vị trí của nó; vì vậy nó phải chịu được tải trọng của ô

tô và ổn định trong khi hệ thống chuyển động

Để thiết kế xe ngựa; nó đã được sử dụng công cụ Tạo khung trong Autodesk Inventor

và để có được một toa hàng với tối đa 400 Kg:

Kích thức pallet