1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

ĐỒ án NGÀNH cơ điện tử đề tài THIẾT kế, CHẾ tạo GIÀN PHƠI THÔNG MINH

54 7 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế, Chế Tạo Giàn Phơi Thông Minh
Tác giả Lê Công Vinh, Nguyễn Tiến Diện, Lâm Quyết Thắng
Người hướng dẫn ThS. Hoàng Văn Bạo
Trường học Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành Cơ Điện Tử
Thể loại Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2016
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 54
Dung lượng 4,82 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • Chương 1: TỔNG QUAN (0)
    • 1.1 Giời thiệu về giàn phơi (14)
    • 1.2 Các loại giàn phơi hiện nay (16)
      • 1.2.1 Giàn phơi quay tay (17)
      • 1.2.2 Giàn phơi bấm điện (18)
      • 1.2.3 Giàn phơi điều khiển từ xa (19)
    • 1.3 Đề xuất cải tiến hệ thống giàn phơi thông minh (20)
    • 1.4 Yêu cầu thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh (23)
  • Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ (0)
    • 2.1 Thiết kế hệ dẫn động khung phơi (24)
      • 2.1.1 Tính chọn cáp (25)
        • 2.1.1.1 Cấu tạo (25)
        • 2.1.1.2 Phân loại (25)
        • 2.1.1.3 Lựa chọn loại cáp (25)
        • 2.1.1.4 Tính toán thông số cáp (25)
      • 2.1.2 Tính chọn tang cuốn (29)
        • 2.1.2.1 Khái niệm (29)
        • 2.1.2.2 Phân loại (29)
        • 2.1.2.3 Lựa chọn loại tang cuốn (29)
        • 2.1.2.4 Tính toán thông số Tang (30)
        • 2.1.2.5 Cố định đầu cáp lên tang (33)
      • 2.1.3 Tính chọn động cơ (33)
        • 2.1.3.1 Động cơ điện (33)
        • 2.1.3.2 Các loại động cơ điện (34)
        • 2.1.3.3 Công suất cần thiết trên trục tang (36)
        • 2.1.3.4 Xác định hiệu suất chung của toàn hệ thống (36)
        • 2.1.3.5 Xác định công suất yêu cầu trên trục động cơ (38)
        • 2.1.3.6 Xác định vận tốc quay của trục tang (38)
        • 2.1.3.7 Xác định vận tốc quay cần thiết của động cơ (38)
        • 2.1.3.8 Chọn động cơ điện (38)
      • 2.1.4 Lựa chọn bộ truyền (39)
        • 2.1.4.1 Khái niệm (39)
        • 2.1.4.2 Phân loại (39)
        • 2.1.4.3 Truyền động trục vít – bánh vít (39)
        • 2.1.4.4 Các dạng hỏng của bộ truyền trục vít (40)
        • 2.1.4.5 Lựa chọn (41)
    • 2.2 Thiết kế hệ dẫn động bạt che (42)
      • 2.2.1 Lựa chọn bạt che (42)
      • 2.2.2 Tính chọn động cơ (42)
        • 2.2.2.1 Công suất cần thiết trên trục bạt che (42)
        • 2.2.2.2 Xác định hiệu suất chung của toàn hệ thống (43)
        • 2.2.2.3 Xác định công suất yêu cầu trên trục động cơ (43)
        • 2.2.2.4 Chọn động cơ điện (44)
      • 2.2.3 Tính chọn trục quấn bạt (44)
        • 2.2.3.1 Chọn vật liệu (44)
        • 2.2.3.2 Tính thiết kế trục (44)
      • 2.2.4 Tính chọn ổ bi (50)
        • 2.2.4.1 Khái niệm (50)
        • 2.2.4.2 Cấu tạo (50)
        • 2.2.4.3 Chọn loại ổ lăn (51)
        • 2.2.4.4 Chọn sơ bộ kích thước ổ lăn (51)
        • 2.2.4.5 Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ (51)
    • 2.3 Lựa chọn thanh xếp (53)
  • Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN (54)
    • 3.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển (10)
    • 3.2 Giới thiệu về sensor và các động cơ dùng trong hệ thống (0)
      • 3.2.1 Sensor (0)
      • 3.2.2 Cảm biến mưa (0)
      • 3.2.3 Động cơ một chiều DC (0)
      • 3.2.4 Encoder (0)
      • 3.2.5 Động cơ bước (Step) (0)
    • 3.3 Tổng quan về vi điều khiển STM32, biên dịch và nạp Code vào vi điều khiển 65 (0)
      • 3.3.1 Sơ lược về STM32 (0)
      • 3.3.2 Ứng dụng STM32 (0)
      • 3.3.3 Tính năng nổi bật (0)
      • 3.3.4 Khái quát về vi điều khiển STM32F103C8T6 (0)
    • 3.4 Trình biên dịch cho vi điều khiển KEILC 4, FLASH LOADER (0)
    • 3.5 Sơ đồ các mạch thiết kế thực hiện trong đề tài (0)
      • 3.5.1 Khối nguồn nuôi vi xử lý (0)
      • 3.5.2 Khối IC L298 đảo chiều (0)
      • 3.5.3 Khối vi xử lý (0)
      • 3.5.4 Khối hiển thị LCD (0)
    • 3.6 Mạch in (0)
    • 3.7 Kết quả đạt được (0)
  • Chương 4: CHẾ TẠO GIÀN PHƠI THÔNG MINH (0)
    • 4.1 Chế tạo khung phơi (0)
      • 4.1.1 Khung thép V (0)
      • 4.1.2 Khung thép hộp (0)
      • 4.1.3 Thanh phơi (0)
      • 4.1.4 Thanh xếp (0)
    • 4.3 Lắp ghép giàn phơi hoàn chỉnh (0)
  • KẾT LUẬN (0)
  • PHỤ LỤC (0)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (0)

Nội dung

Các nhiệm vụ cụ thể của ĐATN  Tìm hiểu thị trường giàn phơi thông minh hiện nay, từ đó đề xuất ý tưởng cải tiến và yêu cầu thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh.. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ Á

TỔNG QUAN

Giời thiệu về giàn phơi

Trong bối cảnh xã hội Việt Nam ngày nay, sự gia tăng của dân số và mức sống đang đặt ra những thách thức mới cho cuộc sống hàng ngày Theo số liệu của Tổng cục Thống kê Việt Nam, có dữ liệu về dân số đô thị cả nước từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014 (hình 1); dân số đô thị Hà Nội từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014 (hình 2); và dân số đô thị Thành phố Hồ Chí Minh từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014 (hình 3) Dựa trên những số liệu này, có thể thấy dân số đô thị ở cả nước và ở các thành phố lớn đang ngày càng tăng và chưa có dấu hiệu giảm.

Hình 1.1 Dân số thành thị cả nước từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014

Hình 1.2 Dân số thành thị Hà Nội từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014

Hình 1.3 Dân số thành thị Thành phố Hồ Chí Minh từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014

Mâu thuẫn ở đây bắt nguồn từ dân số ngày càng tăng trong khi diện tích đất ở Thủ đô Hà Nội cố định, khiến đất đai không thể mở rộng theo tốc độ gia tăng dân số; vì vậy, việc hình thành các tòa nhà cao tầng và khu chung cư được xem là giải pháp để đáp ứng nhu cầu ở và sinh hoạt ngày càng lớn Ước tính trên địa bàn Hà Nội có trên 20 dự án chung cư đang triển khai, với các tên tuổi tiêu biểu như Times City, Royal City, Vincom Bà Triệu, Imperia Sky Garden - 423 Minh Khai, D’ Le Pont D’or - 36 Hoàng Cầu, cùng nhiều dự án khác.

Ngày càng có nhiều tòa nhà chung cư được xây dựng, mang lại nhiều lựa chọn về chỗ ở cho người dân và mở rộng quỹ nhà ở Tuy vậy, sự phát triển này cũng đi kèm không ít thách thức liên quan đến sinh hoạt cá nhân và không gian sống hạn chế trong căn hộ Với một gia đình Việt Nam điển hình gồm 4 thành viên, việc tối ưu hóa diện tích và bố trí nội thất thông minh là bắt buộc để đảm bảo sinh hoạt thuận tiện và thoải mái Các giải pháp như thiết kế không gian đa chức năng, nội thất thông minh, đồ gỗ tiện ích và hệ thống lưu trữ tối ưu sẽ giúp tận dụng tối đa diện tích, giảm clutter và nâng cao chất lượng cuộc sống trong căn hộ chung cư.

Ở các khu chung cư như Times City (Hình 1.4) và Royal City (Hình 1.5), việc phơi quần áo trong không gian sinh hoạt cá nhân đã trở thành một trong những thách thức lớn đối với nhiều hộ gia đình Họ tận dụng tối đa diện tích sẵn có để phơi, nhưng hiệu quả vẫn chưa cao Có thể thấy cảnh phơi quần áo của người dân ở các khu chung cư như ở Hình 6 khi không gian sinh hoạt bị chiếm dụng khá lớn bởi việc phơi quần áo, làm giảm thẩm mỹ của khu đô thị Nhiều hộ gia đình cũng không có chỗ cố định để phơi, phải dùng những vị trí tạm bợ (Hình 7) ít gió và ánh sáng, khiến quần áo ẩm mốc và gây khó chịu cho người mặc.

Trước nhu cầu cấp thiết và tiềm năng lớn của thị trường đối với giàn phơi quần áo, sản phẩm này đã ra đời nhằm phục vụ cuộc sống hàng ngày Với đời sống ngày càng hiện đại và sự nâng cao chất lượng sinh hoạt, giàn phơi quần áo cũng được cải tiến và phát triển thành nhiều loại khác nhau để phù hợp với không gian và thói quen sử dụng của người tiêu dùng Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về các loại giàn phơi quần áo có trên thị trường, cùng với những ưu nhược điểm và các ứng dụng nổi bật của từng loại.

Các loại giàn phơi hiện nay

Hiện nay trên thị trường có 3 loại giàn phơi chủ yếu: giàn phơi quay tay, giàn phơi bấm điện và giàn phơi điều khiển từ xa Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết từng loại và phân tích ưu nhược điểm của giàn phơi quay tay, giàn phơi bấm điện và giàn phơi điều khiển từ xa để giúp người dùng chọn giải pháp giàn phơi phù hợp với không gian sống, thói quen phơi đồ và ngân sách gia đình.

Hình 1.6 Khung cảnh phơi quần áo khu chung cư Hình 1.7 Cảnh phơi quần áo tạm bợ

Hình 1.8 Giàn phơi quay tay

 Kết cấu đơn giản và dễ chế tạo nhất trong các loại giàn phơi

 Giá thành rẻ nhất trong các loại giàn phơi Giá trung bình của một bộ giàn phơi loại này rơi vào khoảng 1,5 triệu đồng

 Vận hành phức tạp, tốn thời gian và công sức do phải quay tang cuốn bằng tay

 Không thể nâng hạ đồng thời cả hai thanh phơi mà chỉ nâng hạ một trong hai thanh phơi

 Dễ bị dao động khi bị gió thổi vì thanh phơi chỉ được giữ bởi hai sợi dây cáp

 Lắp đặt khá tốn thời gian

Đây là sản phẩm không tự động bảo vệ quần áo khỏi mưa và là loại được sử dụng rộng rãi nhất trên thị trường, vì nó đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của người dùng và giá thành phải chăng là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến quyết định sử dụng của nhiều người.

Hình 1.9 Giàn phơi bấm điện

 Kết cấu tương đối đơn giản

 Vận hành dễ dàng, nhanh tróng nhờ sử dụng động cơ điện Có thể nâng thanh phơi lên, xuống hoặc dừng giữa trừng

 Có thể đồng thời nâng hạ hai thanh phơi

 Dễ giao động khi bị gió tác động do thanh phơi chỉ được giữ bởi hai sợi cáp

 Lắp đặt mất thời gian

 Không có khả năng bảo vệ quần áo chống lại mưa

Với giá thành dao động từ 4 đến 5 triệu đồng và kết cấu khá đơn giản, giàn phơi bấm điện vận hành dễ dàng, mang lại sự tiện dụng cho người dùng Nhờ thiết kế dễ thao tác nên giàn phơi bấm điện ngày càng phổ biến trên thị trường đồ gia dụng Tuy nhiên, dù tiện lợi, giàn phơi bấm điện vẫn không bằng giàn phơi quay tay về độ bền và sự linh hoạt trong nhiều tình huống sử dụng.

1.2.3 Giàn phơi điều khiển từ xa

Hình 1.10 Giàn phơi điều khiển từ xa

 Có khả năng điều khiển từ xa

 Dễ dàng trong việc vận hành

 Kết cấu vững chắc, hạn chế giao động thanh phơi khi bị gió tác động

 Có hệ thống đèn để sử dụng vào ban đêm

 Có hệ thống quạt để làm khô quần áo khi cần thiết

 Sử dụng nhiều thanh phơi cỏ thể dùng để phơi quần áo và phơi chăn màn

 Giá thành cao Giá thành của bộ sản phẩm này rơi vào khoảng từ 9 đến 15 triệu

 Chưa có khả năng tự động bảo vệ quần áo khi trời mưa

 Sử dụng động cơ điện không có encoder, nên tạo cữ cho thanh phơi phải sử dụng kết cấu cơ khí phức tạp

Loại giàn phơi cao cấp này được xem là tốt nhất trên thị trường hiện nay, mang lại nhiều tính năng hữu ích cho người dùng và tối ưu hóa quá trình phơi đồ Nhờ những tiện ích vượt trội, người dùng có thể tiết kiệm thời gian và công sức Tuy nhiên, mức giá cao khiến sản phẩm vẫn chưa được nhiều người lựa chọn.

Đề xuất cải tiến hệ thống giàn phơi thông minh

Dựa trên những tìm hiểu về các hệ thống giàn phơi hiện có trên thị trường, chúng em nhận thấy các giải pháp hiện tại vẫn còn hạn chế ở tính tiện dụng, tự động hóa và tối ưu không gian sống Vì vậy, ý tưởng cải tiến giàn phơi thông minh được xây dựng trên ba trụ cột: nâng cao tiện ích người dùng, tối ưu hiệu suất phơi và đồng bộ hóa với xu hướng sống số Giàn phơi thông minh mới sẽ tích hợp cảm biến chống quá tải, điều khiển từ xa qua ứng dụng di động và khả năng tự động điều chỉnh độ cao, góc phơi cũng như thời gian phơi dựa trên dự báo thời tiết và độ ẩm, giúp tiết kiệm thời gian và năng lượng Hệ thống IoT sẽ cho phép người dùng quản lý và theo dõi trạng thái phơi ở bất cứ đâu, kèm theo báo cáo hiệu suất và mức tiêu thụ năng lượng Bên cạnh đó, vật liệu bền chắc, chống ăn mòn, vận hành êm ái và thiết kế tối giản sẽ đảm bảo tính dễ lắp đặt và mở rộng theo nhu cầu gia đình, mang lại giải pháp giàn phơi thông minh lý tưởng cho không gian sống hiện đại.

Hình 1.11 Ý tưởng cải tiến giàn phơi thông minh

Với tiêu chí tận dụng tối đa các module có sẵn trên thị trường để giảm giá thành sản phẩm và tận dụng ưu điểm đồng thời khắc phục nhược điểm của các giàn phơi hiện có, chúng tôi đề xuất ý tưởng cải tiến giàn phơi thông minh với một kiến trúc tích hợp, khai thác các thành phần thương mại sẵn và tối ưu hóa quá trình vận hành Giải pháp mới tập trung vào giảm chi phí sản xuất, tăng tính linh hoạt trong thiết kế, cải thiện khả năng chịu tải và dễ lắp đặt, đồng thời tích hợp các tính năng thông minh như điều khiển từ xa, tự động điều chỉnh chiều cao và tiết kiệm không gian.

Hình 1.12 Khung gá của giàn phơi thông minh

3 Trục cuốn bạt che nằm trên hai ổ bi liền gối

Hình 1.14 Trục cuốn bạt che nằm trên hai ổ bi liền gối

Hình 1.15 Thanh phơi quần áo

Nguyên lý hoạt động của giàn phơi thông minh như sau:

Hệ thống thanh xếp mang thanh phơi được nâng hạ nhờ hệ thống dây cáp cuốn trên tang và được dẫn động bởi động cơ stepper Thông qua mạch điều khiển động cơ, hệ thống cho phép cài đặt ba mức độ cao cho thanh phơi: vị trí để người lớn treo quần áo, vị trí để trẻ em treo quần áo và vị trí phơi Tùy thuộc vào người sử dụng mà ta lựa chọn vị trí mong muốn để tối ưu hóa không gian và tiện ích khi phơi đồ.

Giàn phơi thông minh được trang bị cảm biến mưa; khi trời mưa, cảm biến mưa nhận tín hiệu và điều khiển động cơ quấn bạt che hạ xuống, che chắn quần áo để khỏi nước mưa làm ướt; khi mưa tạnh và bề mặt cảm biến mưa khô, hệ thống tự động quấn bạt lên để quần áo tiếp tục được phơi.

Những cải tiến mà ý tưởng đề xuất đem lại:

 Tận dụng tối đa các kết cấu có sẵn trên thi trường như thanh xếp của loại giàn phơi điều khiển từ xa, làm giảm giá thành chế tạo

 Sử dụng thanh xếp, tránh xảy ra dao động thanh phơi dưới tác dụng của gió

 Có thể chủ động bảo vệ quần áo khi trời mưa xảy ra thông qua bạt che

 Toàn bộ thành phần được gắn lên khung gá giàn phơi tạo thuận tiện tối đa cho quá trình lắp đặt giàn phơi

 Sử dụng động cơ có Encoder để truyền động, cho phép người sử dụng có thể

Yêu cầu thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh

Ý tưởng thiết kế được đề ra từ đầu và dựa trên khảo sát thực tế các loại giàn phơi có mặt trên thị trường, nhằm định hình các yêu cầu thiết kế và chế tạo cho giàn phơi thông minh Với tiêu chí tối ưu cho trường hợp lớn nhất có thể, để thiết kế có thể áp dụng cho nhiều không gian lắp đặt và đáp ứng các yêu cầu sử dụng khác nhau, ta xác lập các yêu cầu thiết kế và chế tạo giàn phơi thông minh một cách toàn diện.

 Yêu cầu thiết kế, chế tạo khung phơi

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú

Phạm vi phơi quần áo m 2,5

Tải trọng nâng, hạ kg

 Yêu cầu thiết kế, chế tạo bạt che

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

Thiết kế hệ dẫn động khung phơi

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú

Phạm vi phơi quần áo m 2,5

Tải trọng nâng, hạ kg

Sơ đồ hệ dẫn động khung phơi

Hình 2.1 Sơ đồ dẫn động khung phơi Động cơ được nối với bộ truyền trục vít thông qua khớp nối

Trục vít được gá lên 1 cặp ổ lăn

Tang cuốn được gá trên 1 cặp ổ trượt

Trong máy nâng, dây cáp là bộ phận quan trọng và cáp thép bện được sử dụng rộng rãi Thực tế, người ta thường áp dụng cáp bện kép: các sợi thép con được bện lại thành các tao (tổ sợi), sau đó các tao được bện quanh lõi để tạo thành sợi cáp hoàn chỉnh Quá trình bện này giúp tăng độ bền và khả năng chịu tải của cáp, đáp ứng yêu cầu vận hành nâng hạ an toàn.

 Cáp bện đơn, nếu được bện trực tiếp từ các sợi thép

 Cáp bên kép, được hình thành từ những tao cáp (cáp bện đơn) bằng phương pháp bện

 Theo tính chất tiếp xúc:

 Cáp tiếp xúc điểm: nếu các sợi thép trong cáp tiếp xúc nhau theo điểm

 Cáp tiếp xúc đường: nếu các sợi thép trong cáp tiếp xúc nhau theo đường

 Cáp bện xuôi: khi chiều bện của các lớp sợi và tao cáp là như nhau

 Cáp bện chéo: khi chiều bện của các lớp sợi và tao cáp là ngược nhau

Hình 2.2 Các loại cáp thép

Trong quá trình nghiên cứu và đánh giá giàn phơi thông minh, chúng tôi nhận thấy loại cáp có lõi sợi thép được sử dụng phổ biến để nâng hạ thanh phơi, nhờ độ bền và khả năng chịu lực tốt Dựa trên kết quả khảo sát thực tế và phân tích thông số kỹ thuật, chúng tôi quyết định chọn cáp lõi thép làm cơ sở cho công tác tính toán tải trọng và thiết kế hệ thống Việc ưu tiên loại cáp này giúp tối ưu hiệu suất nâng hạ, đảm bảo an toàn cho người dùng và tăng tuổi thọ của giàn phơi thông minh Các yếu tố như độ bền kéo, kích thước lõi và khả năng chống ăn mòn được xem xét kỹ càng để tối ưu chi phí và hiệu quả vận hành.

2.1.1.4 Tính toán thông số cáp

Trong quá trình làm việc, các sợi thép cấu thành cáp chịu lực trải qua nhiều biến dạng như kéo, uốn, xoắn và dập, trong đó kéo chiếm vai trò chủ yếu; để lựa chọn cáp phù hợp, người ta dựa vào các công thức kinh nghiệm sau nhằm ước lượng độ bền và khả năng chịu tải của cáp trong từng ứng dụng.

 là lực căng lớn nhất

 là hệ số an toàn được chọn theo chế độ làm việc

 là lực kéo đứt cho phép, thường được xác định bằng thực nghiệm

Do cơ cấu nâng hạ tương đối nhẹ và cáp được chọn có kích thước nhỏ, việc tính chọn cáp theo lực kéo đứt cho phép không khả thi Vì vậy, chúng ta sẽ chọn cáp dựa trên đường kính cáp nhỏ nhất để đảm bảo phù hợp với cấu hình hệ thống và tối ưu hóa an toàn vận hành.

Tham khảo tài liệu [2], ta có: Đường kính cáp nhỏ nhất được xác định theo công thức sau:

 là đường kính tính toán nhỏ nhất của cáp, mm

 là lực căng cáp lớn nhất, N

Lực căng cáp lớn nhất chính là phần tải trọng mà cáp phải chịu Theo yêu cầu tính toán, tải trọng nâng hạ , ta có:

Với: g là gia tốc trọng trường, để thuận lợi cho tính toán ta chọn:

 là hệ số chọn cáp

Giá trị của hệ số chọn cáp là hàm số của hệ số an toàn và được tính theo công thức sau:

Trong đó: là hệ số chọn cáp (nhỏ nhất) là hệ số kinh nghiệm đối với lực kéo đứt nhỏ nhất ứng với kết cấu cáp đã cho

Tham khảo tài liệu [3], ta có Bảng hệ số như sau:

Bảng 2.1 Bảng hệ số kinh nghiệm đối với lực kéo đứt nhỏ nhất

6 x 24 FC với lõi sợi chỉ

Các hệ số độ bền của cáp lần lượt là 0,332; 0,359; 0,286; 0,295; 0,319; 0,330; 0,356; 0,330; 0,356; 0,356; 0,356; 0,328; 0,318; 0,360 (cáp cấp độ bền đến 1960) và 0,350 (cáp cấp độ bền trên 1960) Đối với loại cáp có lõi sợi thép, hệ số này là giới hạn bền kéo nhỏ nhất của sợi dùng để bện cáp, đơn vị đo là MPa.

Giới hạn bền kéo nhỏ nhất của sợi dùng bện cáp do nhà sản xuất quy định

Nó có bốn giá trị thường được sử dụng là và Với loại cáp đã chọn ta có: là hệ số an toàn thực tế nhỏ nhất

Hệ số được chọn qua nhóm chế độ làm việc của cơ cấu được cho trong Bảng 2.2 và Bảng 2.3

Bảng 2.2 Nhóm chế độ làm việc của cơ cấu

TCVN 4244: 1986 Quay tay Nhẹ Trung bình Nặng Rất nặng

Nhóm chế độ làm việc

Trong thiết kế, tải trọng nâng/hạ được tính là 40 kg, trong khi thực tế giàn phơi thông minh của ta thường hoạt động ở mức tải trọng thấp hơn nhiều so với thiết kế Vì vậy, nên chọn chế độ làm việc ở mức nhẹ; tương ứng, theo bảng 3.2 ta có ngay các chế độ làm việc phù hợp với tải trọng thực tế để tối ưu vận hành và đảm bảo an toàn cho hệ thống.

√ √ Đường kính danh nghĩa của cáp được chọn phải thỏa mãn điều kiện:

Vậy chọn loại cáp 6 x 7 với lõi sợi thép (cáp gồm 6 tao, mỗi tao gồm 7 sợi cáp nhỏ) Đường kính cáp:

Tang cuốn là bộ phận cuốn dây trong cơ cấu nâng, biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến nâng/hạ vât

 Tang cuốn cáp nhiều lớp

 Theo phương pháp chế tạo:

Hình 2.4 Hình dạng một số loại tang cuốn

2.1.2.3 Lựa chọn loại tang cuốn

Với mục đích sử dụng tang cuốn trong đồ án là để quấn cáp kéo giàn phơi, với chế độ làm việc nhẹ Đồng thời, tham khảo các tang cuốn trên thị trường dùng cho giàn phơi thông minh, nên chúng em quyết định lựa chọn tang cuốn xẻ rãnh được chế tạo từ nhựa

2.1.2.4 Tính toán thông số Tang

Hình 2.5 Các kích thước cơ bản của Tang

 Xác định đường kính danh nghĩa Đường kính danh nghĩa của tang là đo đường kính theo tâm lớp cáp thứ nhất, được xác định theo đường kính cáp và hệ số đường kính tang:

 là đường kính danh nghĩa của tang cuốn

 là hệ số đường kính tang

Tham khảo tài liệu [2], ta có Bảng hệ số đường kính tang như sau:

Bảng 2.4 Bảng hệ số đường kính tang

Nhóm chế độ làm việc của cơ cấu

Với chế độ làm việc M3 đã được chọn từ phần 2.1.1.4 – Tính toán thông số cáp, ta có:

Như đã tính toán ở trên ta có:

Chọn đường kính danh nghĩa của tang cuốn:

 Chiều dài tang cuốn cáp

Tính từ số vòng cáp trên một lớp và khoảng cách giữa các vòng cáp (bước cuộn cáp là s), chiều dài tang cuốn cáp được xác định như sau: mỗi vòng xoắn quanh trục có chu vi 2πR và đoạn thẳng dọc theo trục là s, nên chiều dài của một vòng là √((2πR)² + s²) Với n vòng trên lớp có bán kính R, chiều dài tang của lớp đó là L = n√((2πR)² + s²) Nếu có nhiều lớp, tổng chiều dài tang là tổng các L của từng lớp, mỗi lớp có bán kính tăng lên theo cấp lớp.

Trường hợp sử dụng Tang xẻ rãnh ta có:

Với d là đường kính cáp đã chọn

Ta lựa chọn bước cuốn cáp là:

 là số vòng cáp trên một lớp

Với: là số vòng làm việc

Ta có hệ pa lăng với bội suất bằng số nhánh dây treo vật theo thiết kế đã phê duyệt, giúp tối ưu hóa lực nâng và tiết kiệm chi phí vận hành Chiều cao nâng/hạ được xác định theo yêu cầu, cho phép tùy chỉnh phù hợp với từng công trình Đường kính danh nghĩa của Tang đã được chọn phù hợp với tải trọng và công suất làm việc, đảm bảo an toàn, độ bền và hiệu quả vận hành của hệ thống.

Suy ra: là số vòng cáp dự trữ trên tang

Chọn: là số vòng cố định cáp trên tang

 Ta có thông số của Tang cuốn như sau:

 Tang xẻ rãnh cuốn một lớp cáp

 Đường kính danh nghĩa của tang

2.1.2.5 Cố định đầu cáp lên tang

Để cố định cáp lên tang cuốn, có thể sử dụng bu lông, tấm kẹp hoặc vít chặn; ngoài ra, cáp cũng có thể được cố định bằng ốc chặn trên tang cuốn.

Hình 2.7 Cố định đầu cáp lên tang

Việc chọn động cơ điện để dẫn động máy móc và các thiết bị công nghệ là bước cực kỳ quan trọng trong quá trình tính toán và thiết kế hệ dẫn động Trong trường hợp sử dụng hộp giảm tốc và động cơ biệt lập, việc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng đáng kể đến sự phù hợp của hộp giảm tốc và các bộ truyền ngoài hộp Để chọn đúng động cơ, cần nắm rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại, đồng thời cân nhắc kỹ yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị cần dẫn động Việc cân nhắc kỹ các yếu tố này giúp tối ưu hiệu suất truyền động, đảm bảo độ bền của hệ thống và tối ưu chi phí vận hành.

2.1.3.2 Các loại động cơ điện

 Động cơ điện một chiều

Thiết bị cho phép điều chỉnh moment và vận tốc góc ở phạm vi rộng, đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng Do đó, nó được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị vận chuyển bằng điện, thang máy, máy trục và các thiết bị thí nghiệm.

 Động cơ điện xoay chiều ba pha

Động cơ điện xoay chiều ba pha đồng bộ có vận tốc góc đồng bộ không đổi, phụ thuộc vào tần số nguồn và số cực của máy chứ không phụ thuộc vào trị số tải trọng; thực tế, tốc độ này không được điều chỉnh bằng tải Do đó, khi làm việc ở cùng tần số và số cực, động cơ đồng bộ duy trì tốc độ ổn định bất kể biến thiên tải, và sự điều chỉnh tốc độ chỉ có thể thực hiện bằng cách thay đổi tần số nguồn hoặc cấu hình số cực, chứ không phải bằng tải.

Động cơ ba pha đồng bộ có hiệu suất và cosφ (hệ số công suất) vượt trội so với động cơ ba pha không đồng bộ, nhưng nhược điểm là cấu trúc tương đối phức tạp và chi phí cao do phải có thiết bị phụ để khởi động Vì vậy, động cơ ba pha đồng bộ được dùng trong những trường hợp hiệu suất và cosφ có vai trò quyết định, ví dụ khi yêu cầu công suất lớn hoặc tối ưu hệ số công suất cho toàn hệ thống.

100 kw lại ít phải mở máy và dừng máy), cũng như khi cần đảm bảo chặt chẽ trị số không đổi của vận tốc góc

Thiết kế hệ dẫn động bạt che

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú

Sơ đồ hệ dẫn động bạt che:

Hình 2.13 Sơ đồ hệ dẫn động bạt che

Thị trường bạt dành cho mái hiên di động ngày càng phổ biến nhờ khả năng chống nắng, chống mưa và độ bền cao Vì thế, chúng tôi quyết định sử dụng loại bạt này làm lớp che cho thiết kế giàn phơi thông minh, nhằm tối ưu sự bảo vệ và tiện ích khi phơi đồ trong mọi điều kiện thời tiết.

Qua quá trình tìm hiểu trên thị trường, chất liệu bạt được xác định là Tarpaulin Bạt có hai mặt được tráng lớp PVC, giúp chống bám bụi Độ dày của bạt là 0,45 mm Khối lượng của bạt là 0,373 kg.

2.2.2.1 Công suất cần thiết trên trục bạt che

Theo yêu cầu thiết kế, ta có:

Như vậy, để đáp ứng được yêu cầu thiết kế ta phải sử dụng bạt che

Khối lượng bạt che được thiết kế để bạt luôn căng, hướng thẳng góc xuống dưới và tránh bị bay khi gió thổi Đầu phía dưới của bạt được cố định bởi một thanh inox dài 3m có khối lượng đủ lớn để đảm bảo độ ổn định và an toàn khi sử dụng ngoài trời.

Do đó, lực kéo lớn nhất tác dụng lên trục bạt che:

Công suất trên trục bạt tre:

Theo yêu cầu thiết kế, vận tốc nâng/hạ bạt , ta có:

2.2.2.2 Xác định hiệu suất chung của toàn hệ thống

Hiệu suất chung của toàn hệ thống được xác định như sau:

∏ Trong đó: là hiệu suất của chi tiết hoặc bộ truyền thứ i; k là số chi tiết hay bộ truyền thứ i đó:

Tra bảng 2.3 – Trang 19 – Tài liệu [5] về Trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ ta có:

Tên gọi Kí hiệu Số lượng Giá trị chọn Ghi chú

2.2.2.3 Xác định công suất yêu cầu trên trục động cơ

 Công suất yêu cầu trên trục động cơ điện:

Với trục động cơ được nối trực tiếp với trục của bạt che thông qua khớp nối, vận tốc nâng hạ bạt phụ thuộc trực tiếp vào vận tốc quay của động cơ Để đảm bảo quá trình nâng hạ diễn ra nhanh, đều và an toàn, vận tốc quay của động cơ phải được thiết lập sao cho nó đồng bộ với vận tốc quay của trục bạt và toàn bộ hệ truyền động.

Chúng em tiến hành đi mua động cơ giảm tốc tích hợp Encoder, và thu được động cơ có thông sô như sau:

Hình 2.14 Động cơ giảm tốc truyền động bạt che

2.2.3 Tính chọn trục quấn bạt

Với yêu cầu của bài toán như trên và tổng khối lượng kéo bạt không quá 4,8 kg, chúng em chọn thép ống inox làm trục quấn bạt, vừa giúp cơ cấu nhẹ hơn vừa đảm bảo cho trục không bị han gỉ khi tiếp xúc với nước mưa.

Trong thiết kế trục, quá trình tính toán nhằm xác định đường kính, chiều dài và các đoạn trục để đáp ứng các yêu cầu về độ bền, kết cấu, lắp ghép và công nghệ Để làm được điều này, cần biết trị số tải trọng tác dụng lên trục, phương, chiều và điểm đặt của tải, cũng như khoảng cách giữa các gối đỡ và từ gối đỡ đến các chi tiết lắp trên trục Đối với trục, độ bền thường là tiêu chí quan trọng nhất quyết định khả năng làm việc và độ tin cậy của hệ thống.

Trục được thiết kế dựa trên yêu cầu về độ bền và khả năng chịu tải trong điều kiện làm việc thực tế Bên cạnh đó, tùy từng trường hợp cụ thể, cần xem xét đến độ cứng và mức dao động của trục để đảm bảo hiệu suất làm việc và tuổi thọ của hệ thống.

Tính thiết kế trục tiến hành theo các bước:

 Xác định tải trọng tác dụng lên trục

 Tính sơ bộ đường kính trục

 Kiểm nghiệm trục về độ cứng uốn a) Xác định tải trọng tác dụng lên trục

Tải trọng chủ yếu tác dụng lên trục là:

 Trọng lượng bản thân trục

 Trọng lượng của bạt và ống phía cuối bạt

Moment ma sát trong ổ trục tác dụng lên trục được bỏ qua vì giá trị của nó khá nhỏ Đường kính trục được ước tính ở mức sơ bộ bằng cách dựa vào moment xoắn, vì ở thời điểm này chiều dài trục chưa xác định nên chưa thể tính được moment uốn.

D là đường kính trục (mm)

T là moment xoắn tác dụng lên trục (N.mm)

[ ] là ứng suất xoắn cho phép (MPa)

T là moment xoắn trên trục được xác định qua công suất động cơ và số vòng quay trên trục động cơ kéo bạt

P là công suất của động cơ kéo bạt (w)

Động cơ mua để kéo bạt có điện áp U (V) và dòng điện I = 2 A, nên công suất của động cơ được tính bằng P = U × I; với I = 2 A, công suất P = 2U W Tốc độ quay của động cơ kéo bạt được ký hiệu là n (hoặc n’, vòng/phút).

σ_u là ứng suất uốn cho phép của vật liệu, với vật liệu chế tạo trục là thép không gỉ, σ_u = 15–30 MPa Vì khi tính đường kính trục không xét đến ứng suất uốn, cho nên để bù lại, phải hạ thấp σ_u xuống khá nhiều, vậy nên chọn σ_u = 12 MPa.

Vì kích thước ống inox được thiết kế theo dãy tiêu chuẩn: 9,5; 12,7; 15,9; 19,05; 21,7; 25; 25,4; 27,2; 31,8; 42,7… nên chúng em chọn loại thép ống có các kích thước như sau:

 Đường kính ngoài của thép ống inox là D.9 (mm), (dễ lắp với đường kính của khớp nối, lấy bằng 16(mm) trong tính toán kiểm nghiệm)

Trong hình 2.15 về ống inox quấn bạt, kiểm nghiệm trục về độ cứng uốn là bước quan trọng vì độ cứng uốn ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của các cơ cấu trên trục Nếu độ cứng uốn không đủ, trục có thể bị biến dạng uốn lớn, làm ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của trục và các chi tiết lắp trên trục Vì vậy, cần kiểm nghiệm độ cứng uốn tại vị trí có độ võng lớn nhất để xác định xem điều kiện ứng suất cho phép có được thỏa mãn tại mặt cắt đó hay không.

Giả sử tải trọng của bạt được phân bố đều trên chiều dài của trục như hình 5.2

Hình 2.16 Lục phân bố tải trọng trên trục

Với: q= 15 (N/m) là tải trọng phân bố trên trục l= 3200 (mm) là chiều dài của trục quấn bạt

Theo biểu đồ, vùng giữa trục chịu võng lớn nhất, nên chúng em sẽ tiến hành kiểm nghiệm độ cứng uốn tại vị trí chính giữa để đánh giá khả năng chịu uốn của trục và cung cấp dữ liệu phục vụ cho thiết kế.

Tham khảo tài liệu [7] ta có

 Độ võng của trục tại chính giữa trục là:

Ta có bảng Moduyn đàn hổi E của một số loại vật liệu như sau:

Bảng 2.6.Moduyn đàn hồi E của một số loại vật liệu

Gang (xám, trắng) Đồng, hợp kim đồng (đồng vàng, đồng đen)

Bê tông nặng (khô cứng tự nhiên)

Từ đó ta xác định được:

: Moment quán tính của mặt cắt ngang

Với chi tiết trục của chúng em là ống inox rỗng, do vậy mặt cắt ngang sẽ có dạng như sau:

Hình 2.17 Mặt cắt ngang ống inox

Công thức tính moment quán tính mặt cắt ngang đối với trục trung hòa:

Suy ra, độ võng tại tâm của trục là:

Dầm có mặt cắt đối xứng qua mặt trung hòa thì điều kiện về ứng suất uốn cho phép là: max max   x σ =M σ

Trong đó: M x là moment uốn lớn nhất (tại chính giữa):

 ứng suất uốn cho phép: max max 7 8 x

So sánh với bảng 2.7 ta thấy: σmax  σ =1.6×10 8 (N/m 2 )

Do đó trục đảm bảo về điều kiện uốn

Bảng 2.7 Ứng suất uốn cho phép của một số loại vật liệu

Thép xây dựng số 5 Đồng

2.2.4.1 Khái niệm Ổ lăn dùng để đỡ trục, giữ cho trục có vị trí xác định trong không gian, tiếp nhận tải trọng và truyền đến bệ máy

Hình 2.18 Cấu tạo ổ lăn Ổ lăn thường gồm bốn bộ phận chính là vòng ngoài, vòng trong, con lăn và gá cố định (vòng cách)

Vòng trong và vòng ngoài của vòng bi thường có rãnh Vòng trong lắp với ngõng trục và vòng ngoài lắp với gối trục (vỏ máy, thân máy) Thông thường chỉ vòng trong quay cùng với trục, còn vòng ngoài đứng yên Rãnh trên vòng bi có tác dụng làm giảm ứng suất tiếp xúc của bi và hạn chế sự di động dọc trục của bi, từ đó nâng cao độ bền và sự ổn định của hệ thống máy móc.

 Hệ số ma sát nhỏ

 Chăm sóc và bôi trơn đơn giản, ít tốn vật liệu bôi trơn

 Mức độ tiêu chuẩn hóa và tính lắp lẫn cao, do đó thay thế thuận tiện, giá thành chế tạo tương đối thấp khi sản xuất loạt lớn

 Kích thước hướng kính lớn

 Lắp ghép tương đối khó khăn

 Khả năng giảm chấn kém

 Lực quán tính tác dụng lên ổ bi lớn khi làm việc với vận tốc cao

Để tối ưu hiệu suất, lựa chọn ổ bi đỡ một dãy có khả năng chịu lực hướng tâm và lực dọc trục ở mức cho phép, cho phép vòng bi nghiêng dưới 1/4 độ, vận hành ở số vòng quay cao và đạt giá thành thấp nhất.

2.2.4.4 Chọn sơ bộ kích thước ổ lăn

Dựa vào kết cấu trục đã thiết kế với D = 16 (mm), t chọn sơ bộ ổ lăn theo bảng sau:

Hình 2.19 Các thông số của ổ lăn Ổ bi đc chọn có các thông số sau:

2.2.4.5 Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ

Do ổ lăn làm việc ở tốc độ n = 60 vòng/phút, cao hơn mức 10 vòng/phút, nên tiến hành chọn ổ theo khả năng tải động để tránh tróc do mỏi và đảm bảo tuổi thọ lâu dài của ổ lăn Việc lựa chọn ổ theo tải động giúp tối ưu hiệu suất hệ thống, ngăn ngừa mỏi vật liệu và kéo dài tuổi thọ của ổ lăn trong điều kiện vận hành thực tế.

Khả năng tải động được tính theo công thức:

+ m=3: đối với ổ bi + L: Tuổi thọ của ổ lăn tính theo triệu vòng

L`.10 n.Lh = 60.10 60.20.10  6 3 = 72 (triệu vòng) + Q: Tải trọng động của ổ lăn được tính theo công thức: r a t d

Với: F r và F a là tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục

Do là ổ bi 1 dãy,trục và các chi tiết trên trục đều chuyển động quay tròn nên lực dọc trục F a = 0 (N)

Các lực tác dụng lên ổ bi: F = F = r1 r2 mg

2 0 (N) (m: khối lượng của trục + bạt + thanh giữ)

F V.F = 0, chọn e = 0.19, dựa vào bảng 11.4 [2] tra đc X=1, Y=0 Tính tải trọng động: Q = (1.1.30 + 0.0) = 30 (N)

30.723 = 124 (N) = 0.124 (KN) < C r = 2.85 (KN) Ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động

Vậy ổ đã chọn phù hợp

Tải bản FULL (105 trang): bit.ly/2Ywib4t

Hình 2.20 Ổ bi đỡ liền gối

Lựa chọn thanh xếp

Thanh xếp là một chi tiết then chốt trong giàn phơi thông minh, đảm nhận nhiệm vụ móc các thanh phơi và truyền động nâng hạ chúng Thiết kế của thanh xếp giúp tăng độ vững cho toàn bộ hệ thống và ngăn hiện tượng dao động khi giỏ tác động mạnh, từ đó đảm bảo quá trình phơi diễn ra ổn định và an toàn.

Với chiến lược tận dụng tối đa các chi tiết sẵn có trên thị trường và tải trọng nâng/hạ theo yêu cầu, ta hoàn toàn có thể ra thị trường tìm mua được ngay thanh xếp thảo phù hợp để đáp ứng mọi yêu cầu nhờ sự phổ biến và tính sẵn có cao của nó Điều này giúp tối ưu hóa chi phí và rút ngắn thời gian triển khai dự án, đồng thời đảm bảo hiệu suất vận hành và độ bền của hệ thống.

Tải bản FULL (105 trang): bit.ly/2Ywib4t

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Sơ đồ khối hệ thống điều khiển

3.2 Cấu trúc một hệ thống có Sensor 55

3.3 Mô hình của một thiết bị đo đơn giản 55

3.4 Sơ đồ chân nối cảm biến 56

3.7 Sơ đồ mạch sử dụng L293B để điều khiển động cơ 59

3.8 Miêu tả ứng dụng điển hình của L298 60

3.9 Cho ứng dụng dòng lớn hơn, chúng ta dùng 2 kênh 60

3.10 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động Encoder 61

3.12 Sơ lược lịch sử phát triển STM32 64

3.17 Sơ đồ mô hình tổng quan điều khiển dùng vi điều khiển 67

3.18 Khối nguồn nuôi vi xử lý 76

3.24 Mô hình Mạch điều khiển 80

4.6 Giàn phơi thông minh hoàn chỉnh 84

2.1 Bảng hệ số kinh nghiệm đối với lực kéo đứt nhỏ nhất 26

2.2 Nhóm chế độ làm việc của cơ cấu 27

2.4 Bảng hệ số đường kính tang 29

2.5 Trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ 36

2.6 Moduyn đàn hồi E của một số loại vật liệu 46

2.7 Ứng suất uốn cho phép của một số loại vật liệu 48

3.1 Chức năng của các chân 77

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô, bạn bè và gia đình đã luôn đồng hành và động viên chúng em suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp Nhờ sự quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi từ phía nhà trường cùng với sự hỗ trợ nhiệt tình của mọi người, chúng em đã vượt qua mọi khó khăn và đi đến đích của đồ án Chúng em thực sự biết ơn và muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc tới tất cả những người đã ủng hộ, giúp đỡ chúng em trên con đường hoàn thiện đồ án tốt nghiệp này.

Chúng em xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Cơ khí và Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và Robot cùng các thầy cô đã dạy dỗ, quan tâm, giúp đỡ, ủng hộ và tạo điều kiện cho chúng em trong suốt những năm học tập tại trường Sự tận tâm của quý thầy cô đã giúp chúng em hình thành nền tảng kiến thức, kỹ năng và ý chí vững vàng để đối mặt với những thử thách phía trước.

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo ThS Hoàng Văn Bạo, người đã luôn tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ và đặc biệt là không ngừng động viên chúng em trên hành trình làm Đồ án Tốt nghiệp Sự tận tâm của thầy đã tiếp thêm động lực để chúng em nỗ lực nghiên cứu, vượt qua mọi khó khăn và hoàn thiện đề tài của mình một cách tốt nhất có thể.

Chúng em vô cùng biết ơn Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và Robot và các thầy cô giáo trong bộ môn đã luôn tận tâm, nhiệt huyết giảng dạy chúng em trong suốt quãng thời gian học tập tại giảng đường Đại học Sự chỉ bảo tận tình của các thầy đã giúp chúng em nắm vững những kiến thức nền tảng về thiết kế máy và công nghệ robot, đồng thời nuôi dưỡng niềm đam mê sáng tạo và tư duy ứng dụng Nhờ vào sự quan tâm, hỗ trợ và truyền cảm hứng của quý thầy, chúng em tự tin bước ra ngoài thực tế và sẵn sàng đóng góp cho ngành công nghiệp cơ khí và robot.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và nhu cầu sống tiện nghi, thông minh ngày càng được chú trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội Điều này thúc đẩy các nhà thiết kế, chế tạo cho ra những sản phẩm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và thông minh, trong đó giàn phơi thông minh được xem là một giải pháp nổi bật Ở các nước phát triển, giàn phơi thông minh đã được sử dụng rộng rãi, và ở Việt Nam, xu hướng này đang dần phổ biến khi người dùng tìm kiếm những tiện ích thông minh để nâng cao chất lượng cuộc sống Với diện tích khu chung cư ngày càng hạn chế, một giàn phơi thông minh gọn nhẹ nhưng vẫn đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trở nên rất cần thiết; nó không chiếm diện tích ban công và có thể lắp đặt ở những ban công nhỏ Ngoài ra, hệ thống này còn tích hợp các tính năng như cơ cấu bạt che tự động, đèn sưởi, quạt và khả năng điều chỉnh độ cao phù hợp với nhiều độ tuổi, giúp việc phơi quần áo dễ dàng, tiện lợi và bảo vệ quần áo khỏi mưa, ẩm ướt và giúp quần áo khô nhanh hơn.

Trên nhu cầu và thị trường rộng mở cho các sản phẩm gia dụng thông minh, chúng em đã bắt tay vào nghiên cứu thiết kế và chế tạo giàn phơi thông minh Trong đồ án tốt nghiệp này, chúng em trình bày toàn diện quá trình nghiên cứu thiết kế và chế tạo giàn phơi thông minh, từ khảo sát nhu cầu người dùng và thị trường, xác định yêu cầu chức năng đến phát triển ý tưởng, lựa chọn công nghệ và vật liệu phù hợp, thực hiện sản xuất thử nghiệm và đánh giá kết quả, nhằm mang lại giải pháp tiết kiệm không gian, an toàn và tiện ích cho người dùng.

Chúng em bắt đầu bằng việc phân tích thị trường giàn phơi thông minh để nắm bắt nhu cầu, xu hướng công nghệ và mức độ cạnh tranh Dựa trên kết quả phân tích, chúng em đề xuất các ý tưởng cải tiến giàn phơi thông minh nhằm nâng cao hiệu suất, tối ưu hóa thời gian phơi và tăng tính tiện dụng cho người dùng Từ các ý tưởng cải tiến này, chúng em tiến hành thiết kế hệ thống cơ khí và hệ thống điều khiển, đồng thời lên kế hoạch chế tạo và tích hợp các thành phần để hoàn thiện giàn phơi thông minh Những nội dung trên sẽ được trình bày cụ thể trong đồ án, nhằm đảm bảo tính khả thi kỹ thuật và ứng dụng thực tế của dự án.

Trong quá trình thiết kế và chế tạo, chắc chắn chúng em sẽ gặp phải những sai sót có thể xảy ra; chúng em mong nhận được sự đóng góp quý báu của thầy cô để hoàn thiện đồ án của mình ngày càng tốt hơn và đạt kết quả cao hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

1.1 Giời thiệu về giàn phơi

Trong bối cảnh Việt Nam ngày nay, sự bùng nổ dân số và đời sống người dân ngày càng tăng đã tạo nên nhiều thách thức cho cuộc sống hàng ngày Theo số liệu của Tổng cục Thống kê Việt Nam (liên quan tới các hình 1-3), dân số thành thị trên cả nước và ở hai thành phố lớn Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014 cho thấy xu hướng tăng liên tục Dựa trên những số liệu này, ta có thể nhận thấy dân số thành thị ở cả nước và ở các thành phố lớn đang tăng lên và chưa có dấu hiệu sụt giảm, ám chỉ một quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ và bền vững.

Hình 1.1 Dân số thành thị cả nước từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014

Hình 1.2 Dân số thành thị Hà Nội từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014

Hình 1.3 Dân số thành thị Thành phố Hồ Chí Minh từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014

Mâu thuẫn tại Hà Nội xuất phát từ sự tăng nhanh của dân số trong khi diện tích đất cố định không thể mở rộng theo nhịp tăng dân số Để giải quyết bài toán cấp bách này, các tòa nhà cao tầng và khu chung cư được hình thành và mở rộng nhằm đáp ứng nhu cầu ở ngày càng tăng Ước tính trên địa bàn Thủ đô Hà Nội đã có trên 20 dự án chung cư đang triển khai, trong đó nổi bật có Times City, Royal City, Vincom Bà Triệu, Imperia Sky Garden - 423 Minh Khai, D’ Le Pont D’or - 36 Hoàng Cầu, cũng như nhiều dự án khác.

Các tòa nhà chung cư ngày càng xuất hiện nhiều, mang lại chỗ ở cho người dân nhưng đồng thời đặt ra nhiều thách thức về sinh hoạt cá nhân khi không gian sống bị thu hẹp Với diện tích căn hộ chung cư thường giới hạn, việc tối ưu hóa không gian sống trở nên thiết yếu để một gia đình Việt Nam gồm 4 thành viên có thể sinh hoạt thoải mái và hiệu quả Để đáp ứng nhu cầu này, xu hướng thiết kế nội thất thông minh và lưu trữ đa chức năng được áp dụng ngày càng phổ biến, kết hợp bố trí khu vực chức năng hợp lý giữa phòng ngủ, phòng bếp và phòng khách, đồng thời tận dụng ánh sáng tự nhiên và nội thất có thể di chuyển để mở rộng không gian Những giải pháp này giúp nâng cao chất lượng cuộc sống và tối ưu hóa không gian sống trong căn hộ chung cư.

Phơi quần áo và sinh hoạt cá nhân ở các khu chung cư như Times City và Royal City đang trở thành một thách thức lớn cho nhiều hộ gia đình Dù các hộ tận dụng tối đa không gian để phơi, việc này vẫn chiếm diện tích sinh hoạt và làm giảm thẩm mỹ của khu đô thị, như được thể hiện ở Hình 6 Nhiều hộ còn không có nơi cố định để phơi quần áo, phải dùng những chỗ tạm bợ (Hình 7) ít gió và ánh sáng, khiến quần áo bị ẩm mốc và gây khó chịu khi mặc.

Trước nhu cầu cấp thiết của thị trường và tiềm năng lớn của ngành giàn phơi quần áo, sản phẩm này đã ra đời để phục vụ cuộc sống hàng ngày Với lối sống hiện đại và mức sống ngày càng nâng cao, giàn phơi quần áo ngày càng được cải tiến và cho ra đời nhiều loại khác nhau nhằm đáp ứng mọi không gian và ngân sách Trên thị trường hiện có các loại giàn phơi quần áo từ giàn phơi thông minh, giàn phơi âm tủ, đến giàn phơi di động và giàn phơi treo tường, mang lại tiện ích tối ưu và tiết kiệm diện tích cho gia đình Bài viết này sẽ giúp bạn tìm hiểu các loại giàn phơi hiện có trên thị trường và cách lựa chọn sao cho phù hợp với không gian, nhu cầu sử dụng và ngân sách của gia đình.

1.2 Các loại giàn phơi hiện nay

Hiện nay trên thị trường có 3 loại giàn phơi chủ yếu: giàn phơi quay tay, giàn phơi bấm điện và giàn phơi điều khiển từ xa; bài viết này sẽ đi sâu vào từng loại và phân tích ưu nhược điểm của mỗi loại để người dùng có thể chọn đúng theo nhu cầu gia đình Giàn phơi quay tay có ưu điểm đơn giản, bền bỉ và chi phí thấp, nhưng nhược điểm là thao tác thủ công và khó điều chỉnh khi phơi nhiều đồ Giàn phơi bấm điện mang lại tiện lợi và tiết kiệm công sức nhờ hệ thống nút nhấn, tuy nhiên giá thành và nguy cơ hỏng bộ điều khiển có thể cao hơn Giàn phơi điều khiển từ xa tối ưu hóa sự tiện lợi và di chuyển phơi ở nhiều vị trí bằng điều khiển từ xa, nhưng chi phí và yêu cầu bảo trì có thể phức tạp hơn Để giúp người mua đưa ra quyết định, bài viết sẽ đưa ra tiêu chí lựa chọn và các lưu ý khi lắp đặt nhằm tối ưu hiệu quả sử dụng.

Hình 1.6 Khung cảnh phơi quần áo khu chung cư Hình 1.7 Cảnh phơi quần áo tạm bợ

Hình 1.8 Giàn phơi quay tay

 Kết cấu đơn giản và dễ chế tạo nhất trong các loại giàn phơi

 Giá thành rẻ nhất trong các loại giàn phơi Giá trung bình của một bộ giàn phơi loại này rơi vào khoảng 1,5 triệu đồng

 Vận hành phức tạp, tốn thời gian và công sức do phải quay tang cuốn bằng tay

 Không thể nâng hạ đồng thời cả hai thanh phơi mà chỉ nâng hạ một trong hai thanh phơi

 Dễ bị dao động khi bị gió thổi vì thanh phơi chỉ được giữ bởi hai sợi dây cáp

 Lắp đặt khá tốn thời gian

Bạt che mưa cho quần áo không có tính năng tự động bảo vệ khỏi mưa Đây là sản phẩm được sử dụng rộng rãi nhất trên thị trường vì nó đáp ứng những yêu cầu cơ bản của người dùng và giá thành rẻ là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến quyết định mua của nhiều người.

Hình 1.9 Giàn phơi bấm điện

 Kết cấu tương đối đơn giản

 Vận hành dễ dàng, nhanh tróng nhờ sử dụng động cơ điện Có thể nâng thanh phơi lên, xuống hoặc dừng giữa trừng

 Có thể đồng thời nâng hạ hai thanh phơi

 Dễ giao động khi bị gió tác động do thanh phơi chỉ được giữ bởi hai sợi cáp

 Lắp đặt mất thời gian

 Không có khả năng bảo vệ quần áo chống lại mưa

CHẾ TẠO GIÀN PHƠI THÔNG MINH

Ngày đăng: 17/12/2022, 04:29

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w