NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT TỰ HÀNH HỖ TRỢ CHỮA CHÁY VÀ CỨU NẠN

Từ xa xưa khát vọng chinh phục tự nhiên luôn thôi thúc con người tìm tòi, nghiên cứu khoa học. Đến nay con người đă đạt được các thành tựu khoa học to lớn trong nhiều lĩnh vực, kể cả chinh phục các khoảng không gian mà trong giới hạn của con người không cho phép, bằng việc chế tạo ra các robot thông minh có thể hoạt động một cách độc lập và linh hoạt trong các môi trường khắc nghiệt, nguy hiểm nhất.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ

TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT TỰ HÀNH HỖ TRỢ

CHỮA CHÁY VÀ CỨU NẠN

Hà Nội – 2023

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

Họ tên sinh viên:

1 Bùi Quốc Cường Mã SV: 2019606998 Lớp: COĐT 4 Khóa:14

2 Hoàng Văn Đạt Mã SV: 2019606103 Lớp: COĐT 4 Khóa:14

3 Bùi Lê Hiếu

4 Hồ Sỹ Hóa

Mã SV: 2019606084

Mã SV: 2019602228

Lớp: COĐT 4Lớp: COĐT 2

Khóa:14Khóa:14

Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế robot tự hành hỗ trợ chữa cháy và cứu nạn.

Mục tiêu đề tài:

- Nghiên cứu các đặc tính làm việc của robot tự hành hỗ trợ

chữa cháy và cứu nạn

- Nghiên cứu các thuật toán tự hành hỗ trợ chữa cháy và cứu nạn

- Mô hình hóa hệ thống robot tự hành hỗ trợ chữa cháy và cứu nạn

- Thiết kế, xây dựng và lập trình điều khiển robot tự hành hỗ trợ

chữa cháy và cứu nạn

Kết quả dự kiến

- Bản vẽ chế tạo cơ khí và, bản vẽ hệ thống điều khiển

- Mô hình hóa và mô phỏng robot tự hành hỗ trợ chữa cháy và cứu nạn

- Mô hình thực tế robot tự hành hỗ trợ chữa cháy và cứu nạn

Thời gian thực hiện: từ 06/03/2023 đến 07/05/2023.

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

TS Bùi Thanh Lâm

KHOA CƠ KHÍ

PGS.TS Hoàng Tiến Dũng

NỘI DUNG THỰC HIỆN

1.Bố cục thuyết minh đề tài:

Chương 1: Giới thiệu chung về robot

Chương 2: Cơ sở lý thuyết về robot

2.1 Bài toán động học, động lực học robot Hồ Sỹ Hóa

2.2 Hệ thống chữa cháy và cứu nạn trên xe tự hành Bùi Quốc Cường2.3 Hệ thống cảm biến đo lường xử lý tín hiệu Hoàng Văn Đạt2.4 Mô hình và mô phỏng và điều khiển hệ thống Bùi Lê Hiếu

Chương 3: Tính toán thiết kế robot

3.1 Tính toán, thiết kế hệ thống cơ khí robot Bùi Quốc Cường3.2 Tính toán, thiết kế hệ thống điện điều khiển và

truyền thông

Hoàng Văn Đạt3.3 Xây dựng chương trình điều khiển Bùi Quốc Cường

Chương 4: Xây dựng mô hình và đánh giá hoạt động

hệ thống

4.1 Xây dựng mô hình hệ thống cơ khí và điều khiển Hồ Sỹ Hóa

4.2 Kết nối, truyền thông và xây dựng giao diện Bùi Quốc Cường4.3 Đánh giá hoạt động của hệ thống Bùi Quốc Cường

Kết luận chung và hướng phát triển Bùi Lê Hiếu

2 Bản vẽ

giấy

Số lượng SV thực hiện

3 Lưu đồ thuật toán điều khiển A3 1 Bùi Lê Hiếu

Hồ Sỹ Hóa

3 Mô hình/ sản phẩm (nếu có)

 Chế tạo, lắp ráp hệ thống cơ khí Bùi Quốc Cường

Hồ Sỹ Hóa

Bùi Lê Hiếu

Hoàng Văn ĐạtTrình bày ngắn gọn thông số kỹ thuật cơ bản của mô hình/ sản phẩ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2023

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2023

LỜI NÓI ĐẦU

Từ xa xưa khát vọng chinh phục tự nhiên luôn thôi thúc con người tìm tòi,nghiên cứu khoa học Đến nay con người đă đạt được các thành tựu khoa học tolớn trong nhiều lĩnh vực, kể cả chinh phục các khoảng không gian mà trong giớihạn của con người không cho phép, bằng việc chế tạo ra các robot thông minh

có thể hoạt động một cách độc lập và linh hoạt trong các môi trường khắcnghiệt, nguy hiểm nhất

Là sinh viên theo học khối kỹ thuật nói chung và ngành Cơ Điện Tử nói riêng,được học và thừa hưởng các kiến thức khoa học mà các thế hệ đi trước đã để lại,ngoài việc phải nắm vững các kiến thức sẵn có thông qua việc học lí thuyết, cácsinh viên kỹ thuật còn phải đưa các kiến thức đó vào thực tiễn thông qua việc tựtạo ra các mô hình khoa học có khả năng ứng dụng vào thực tiễn Vì vậy đồ ántốt nghiệp chính là cơ hội tốt nhất cho chúng em sử dụng các kiến thức được học

ở trường

Có thể nói Robot là một thành tựu của Cơ Điện Tử đă xuất hiện từ sớm và đang

có những thay đổi mạnh mẽ, thông minh hơn, linh hoạt hơn, chính xác hơn Bêncạnh đó việc ứng dụng công nghệ không dây vào việc truyền nhận thông tin giữangười điều khiển và Robot giúp cho Robot hoạt động có hiệu quả hơn nhờ đượcđiều khiển trực tiếp từ con người trong những tình huống bất ngờ mà bản thânkhông thể xử lý được, ngoài ra nó cũng mang đến sự an toàn cho người điềukhiển trong các môi trường công việc nguy hiểm

Từ đó, chúng em chọn đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế robot tự hành hỗ trợ chữacháy và cứu nạn” cho thục tập tốt nghiệp của mình Robot được điều khiểnthông qua app trên điện thoại

Tuy đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu và sử dụng các kiến thức bản thân nhưng do

sự hạn chế về mặt kiến thức mà khoa học về Robot lại rộng lớn nên chúng emkhông thể tránh được những thiếu sót hay mặt công nghệ có thể còn lạc hậu Vìvậy chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo tận tình của các thầy trong khoagiúp chúng em bổ sung và nắm vững vốn kiến thức của mình

Chúng em xin cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của TS Bùi Thanh Lâm cùng các

thầy trong khoa Cơ khí đã giúp chúng em hoàn thành đồ án này

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

DANH MỤC BẢNG 6

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ROBOT 7

1.1 Lịch sử nghiên cứu 7

1.2 Các vấn đề đặt ra 9

1.3 Đối tượng nghiên cứu 10

1.4 Phương pháp thực hiện 11

1.5 Dự kiến kết quả đạt được 11

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ROBOT 12

2.1 Bài toán động học, động lực học robot 12

2.2 Bài toán động lực học robot 14

2.3 Hệ thống chữa cháy và cứu nạn trên xe tự hành 16

2.4 Hệ thống cảm biến đo lường và sử lý tín hiệu 17

2.5 Mô hình hóa và mô phỏng và điều khuyển hệ thống 20

2.6 Kết luận chương 2 23

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ROBOT 24

3.1 Tính toán thiết kế hệ thống cơ khí robot 24

3.2 Tính toán thiết kế hệ thống điều khuyển và truyền thông 46

3.3 Xây dựng chương trình điều khuyển 55

3.4 Kết luận chương 3 58

CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG 59

4.1 Xây dựng mô hình hệ thống cơ khí và điều khuyển 59

4.2 Kết nối, truyền thông và xây dựng giao diện 59

4.3 Đánh giá hoạt động của hệ thống 61

4.4 Kết luận chương 4 62

KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

PHỤ LỤC 1-DANH MỤC KÝ HIỆU TOÁN HỌC 66

PHỤ LỤC 2- CODE ĐIỀU KHIỂN 70

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1:Tay máy SCARA 8

Hình 1.2: Hệ thóng xe AGV trong nhà máy 8

Hình 1.3: Robot tuần tra 9

Hình 2.1: Mô hình hoá robot bốn bánh xích 12

Hình 2.2: Phân tích chuyển động theo phương tịnh tiến 12

Hình 2.3: Phân tích chuyển động rẽ hướng 13

Hình 2.4: Phân tích chuyển động nâng hạ 14

Hình 2.5: Sơ đồ cảm biến hồng ngoại 18

Hình 3.1: Phần mềm Solidworks 24

Hình 3.2: Hệ thống khung máy 25

Hình 3.3: Cơ cấu truyền động cho cánh tay robot 27

Hình 3.4: Hệ thống truyền động xích 27

Hình 3.5: Động cơ FC555-12V 29

Hình 3.6: Cấu tạo và một số thông số của ổ bi đỡ 1 dãy 29

Hình 3.7: Trị số của hệ số kể đến ảnh hưởng của đặc tính tải trọng 30

Hình 3.8: Gối đỡ trục P08 31

Hình 3.9: Bộ truyền xích 32

Hình 3.10: Bộ truyền cho cụm xích di chuyển robot 38

Hình 3.11: chi tiết cần gia công 43

Hình 3.12: Nguyên công 2 43

Hình 3.13: Nguyên công tôi 46

Hình 3.14: Nguyên công ram 46

Hình 3.15: Node MCU ESP32 47

Hình 3.16: Sơ đồ chân Node MCU 48

Hình 3.17: Module LM2596 49

Hình 3.18: Pin cell 18650 Samsung 2600mAh 50

Hình 3.19: Mosfet IRF540 51

Hình 3.20: Sơ đồ khối nguyên lí hoạt động robot leo cầu thang 52

Hình 3.21: Phần mềm thiết kế mạch Altium 53

Hình 3.22: Sơ đồ nguyên lí của mạch điều khiển 54

Hình 3.23: Mạch 2D PCB 55

Hình 3.24: Mạch 3D PCB 55

Hình 4.1: Mô hình sau khi lắp 59

Hình 4.2: Giao diện quản lí project 60

Hình 4.3: Giao diện thiết kế 60

Hình 4.4: Giao diện app điều khiển robot nhóm tự thiết kế 61

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Lựa chọn bước xích pc theo công suất cho phép P 33

Bảng 3.2: Giá trị giới hạn bước xích pc theo số vòng quay n 1 34

Bảng 3.3: Áp suất cho phép p 0 34

Bảng 3.4: Hệ số an toàn cho phép s 35

Bảng 3.5: Xích con lăn một dãy 35

Bảng 3.6: Số lần va đập cho phép của xích i trong một giây 36

Bảng 3.7: Bảng thông số cơ học của thép C45 37

Bảng 3.8: Lựa chọn bước xích pc theo công suất cho phép P 39

Bảng 3.9: Giá trị giới hạn bước xích pc theo số vòng quay n 1 40

Bảng 3.10: Áp suất cho phép p 0 40

Bảng 3.11: Hệ số an toàn cho phép s 41

Bảng 3.12: Xích con lăn một dãy 41

Bảng 3.13: Số lần va đập cho phép của xích trong một giây 42

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ROBOT 1.1 Lịch sử nghiên cứu

- Năm 2015 chính thức đánh dấu sự ra đời của robot thông minh cùng với sựnổi lên của trí tuệ nhân tạo Như vậy, công nghệ robot, công nghệ thông tin,công nghệ truyền thông và trí thông minh nhân tạo chắc chắn sẽ được tích hợpsâu sắc hơn Robot đang chào đón một kỷ nguyên thông minh mới sau một thờigian dài dừng chân tại thời kỳ của kỹ thuật điện và kỹ thuật số Toàn bộ quátrình thay đổi này cho thấy ba điều sau: trước tiên, các công nghệ công nghiệptruyền thống như bộ điều khiển, động cơ servo và bộ giảm tốc đã chuyển đổithành công nghệ trí thông minh nhân tạo như thị giác máy tính, xử lý ngôn ngữ

tự nhiên và học sâu; thứ hai, robot đang thu hút sự quan tâm từ cả những người

sử dụng trong công nghiệp và thương mại, trong hộ gia đình và mỗi cá nhân,chứng tỏ robot ngày càng hòa nhập sâu rộng vào xã hội loài người; thứ ba, mốiquan hệ qua lại độc lập giữa người và robot được thay thế bởi sự tương tác chặtchẽ Robot thông minh là một hệ thống máy được cải thiện về khả năng nhậnthức, ra quyết định và thực thi nhiệm vụ theo cách toàn diện hơn so với robottruyền thống Chúng có thể mô phỏng ứng xử, cảm xúc và suy nghĩ giống người.Với một “bộ não” thông minh, robot có thể thực hiện theo chỉ dẫn của người vậnhành, sau đó hoàn thành nhiều nhiệm vụ đã được lập trình trước, tự học và nângcấp ứng xử của chúng trong lúc tương tác với con người Thực tiễn cho thấy, vaitrò của robot thông minh trong cuộc sống xã hội và sản xuất sẽ ngày càng trởnên quan trọng Xuất phát từ môi trường ứng dụng, có thể phân chia robot thôngminh thành các loại robot sau:

+ Robot công nghiệp: thường là tay máy nhiều khớp (nhiều bậc tự do) ứng

dụng trực tiếp cho công nghiệp và là robot chiếm hơn 60% giá trị thị trườngrobot toàn cầu Đây là thiết bị máy luôn ứng dụng đầu tiên những kết quả nghiêncứu phát triển công nghệ mới nhất để có thể tự điều khiển và hoàn thành rấtnhiều công việc khác nhau Mỗi một khớp của robot là một khối chức năng đơn

lẻ được dẫn động bằng động cơ servo hoặc động cơ bước, có thể vận hành theoquỹ đạo được điều khiển để đạt tới điểm và hướng nào đó trong không gian.SCARA robot là loại robot trụ được sử dụng nhiều trong sản xuất công nghiệp,

có thể làm việc trên mặt phẳng và lắp ráp thẳng đứng Tay máy song song nhiềubậc tự do có ứng xử bền vững với sai lệch động lực học, không có sai lệch tíchlũy và có thể đạt tới độ chính xác cao với cấu trúc gọn nhẹ, độ cứng cao và khảnăng tải lớn

Hình 1.1:Tay máy SCARA

- Xe tự dẫn hướng (AGV) được trang bị thiết bị dẫn hướng tự động là cảmbiến điện từ hoặc quang, có thể di chuyển dọc theo đường dẫn biết trước đảmbảo an toàn, và có thể hoàn thành nhiều công việc vận chuyển

Hình 1.2: Hệ thóng xe AGV trong nhà máy

+ Robot dịch vụ trong nhà: ví dụ như robot quét và lau cửa sổ, có thể làm

việc giống trợ lý giúp việc trong hộ gia đình Chúng cũng có khả năng tìm kiếmthăm dò, tự động lập kế hoạch đường đi và tránh vật cản Nhiều loại robot dịch

vụ khác, như robot xã hội hóa gia đình, robot bầu bạn, robot trợ lý di động, robothuấn luyện thú cưng, đều có khả năng tương tác với người, cũng như hoàn thànhcác nhiệm vụ được giao, chăm nom người già và trẻ nhỏ, nhắc nhở sự kiện vàtuần tra nhà Bên cạnh đó, còn có robot giao tiếp cảm xúc, robot giáo dục trẻnhỏ, robot nền học thông minh, UAV cá nhân, robot di động cá nhân được hỗtrợ thêm công nghệ tương tác giọng nói cho phép tương tác giao tiếp và cảmnhận cảm xúc của con người Nhiều robot dịch vụ thương mại, bao gồm cả robotnhận thức, robot hướng dẫn mua hàng, robot nấu ăn, robot văn phòng, robot anninh có thể tùy biến dịch vụ cá nhân theo tình huống ứng dụng cụ thể và hoànthành nhiều nhiệm vụ như quảng cáo, cung cấp chỉ dẫn, tư vấn hỗ trợ, trợ lýcông việc văn phòng, thực hiện tuần tra an ninh

Hình 1.3: Robot tuần tra

+ Robot chuyên dụng (hay còn gọi là robot đặc biệt): là những robot ứng

dụng cho môi trường đặc biệt Chúng có thể hỗ trợ để hoàn thành nhiều nhiệm

vụ trong môi trường nguy hiểm và hỗn loạn hoặc công việc yêu cầu độ chínhxác cao Ví dụ: robot y học cung cấp giải pháp tiên tiến để điều trị phẫu thuật vàphục hồi chức năng, chúng giảm thiểu những khó khăn của điều trị và khámbệnh, đồng thời rút ngắn thời gian hồi phục, như robot phẫu thuật, robot chỉnhhình, robot nội soi, robot phục hồi chức năng, bộ phận giả thông minh, robotphục vụ người cao tuổi và robot điều dưỡng Robot quân sự (trinh sát do thám,phá mìn, UAV ) đã có một lịch sử phát triển dài và đã được đưa vào chiếntrường để vận chuyển nguyên vật liệu, tìm kiếm và khảo sát, tấn công mục tiêu,cứu hộ, chống khủng bố Liên quan tới mục đích khám phá còn có robot khônggian, robot dưới nước, robot đường ống là những loại robot có thể thực hiệnnhiều nhiệm vụ khó khăn thay cho con người Ngoài ra, còn một số dạng robotcho nghiên cứu khoa học và ứng dụng mũi nhọn như robot nano, robot sinh học,robot bầy đàn Công nghệ robot là một công nghệ phức tạp và tiên tiến liênquan đến đa lĩnh vực và liên ngành, bao gồm cơ khí - điện tử, điều khiển tựđộng, công nghệ cảm biến, công nghệ máy tính, vật liệu mới, công nghệ sinhhọc và trí thông minh nhân tạo (sẽ còn tiếp tục được tích hợp mở rộng) Nó đượccông nhận là một lĩnh vực công nghệ cao có ảnh hưởng quan trọng tới sự pháttriển của những công nghệ đang nổi trong tương lai Như là một một nền tảngcông nghệ quan trọng, nó không chỉ hỗ trợ chủ đạo cho phát triển sản xuất tiêntiến, mà còn giúp mang tới cho cuộc sống nhiều biến đổi đột phá

1.2 Các vấn đề đặt ra

* Trong xã hội Việt Nam ngày nay, xảy ra rất nhiều vụ việc cháy nổ gây thiệt

hại biết bao về con người, của cải và đời sống tinh thần của người dân Trongđám cháy có chỗ cháy lớn mà công tác phòng cháy, chữa cháy không thể vàodập lửa và cứu nạn cứu hộ kịp thời Từ đó phát sinh ra nhu cầu cần “ nghiên

cứu, thiết kế robot tự hành hỗ trợ chữa cháy và cứu nạn “ để phục vụ cho côngtác phòng cháy, chữa cháy ở Việt Nam

- Việc phát minh ra robot cứu hỏa cứu hộ là cần thiết vì nó có thể giúp cứungười trong những tình huống nguy hiểm, nơi mà con người có thể không tiếpcận hoặc không an toàn để thực hiện nhiệm vụ cứu hộ

- Các robot cứu hỏa cứu hộ có thể được thiết kế để điều tra và tìm kiếm trongnhững tòa nhà hoặc khu vực nguy hiểm để tìm kiếm nạn nhân, đánh dấu địađiểm, và giám sát các điều kiện môi trường

- Chúng cũng có thể được sử dụng để vận chuyển các vật liệu cứu hỏa vàdụng cụ cứu hộ đến các vị trí khó tiếp cận

- Robot cứu hỏa cứu hộ cũng có thể giảm thiểu rủi ro cho các nhân viên cứuhỏa và cứu hộ Trong một số trường hợp, sử dụng robot cứu hỏa cứu hộ có thểthay thế hoàn toàn việc sử dụng các nhân viên cứu hỏa và cứu hộ trong cácnhiệm vụ nguy hiểm nhất

=> Những lợi ích trên cho thấy rằng việc phát triển robot cứu hỏa cứu hộ làrất cần thiết để cứu người trong những tình huống nguy hiểm và giảm thiểu rủi

ro cho các nhân viên cứu hỏa và cứu hộ

* Những ưu điểm Robot cứu hỏa, cứu hộ mang lại :

- Tăng tính an toàn và giảm nguy cơ mất mát con người: Robot cứu hỏa cứu

hộ có thể hoạt động trong môi trường nguy hiểm mà con người không thể tiếpcận được, giúp giảm nguy cơ bị thương tật và mất mát con người trong các hoạtđộng cứu hỏa cứu hộ

- Nâng cao hiệu quả hoạt động cứu hỏa cứu hộ: Robot cứu hỏa cứu hộ có thểthực hiện các tác vụ cứu hỏa cứu hộ nhanh hơn và hiệu quả hơn nhờ tính tựđộng hóa cao, giúp giảm thiểu thời gian phản ứng và tăng cường khả năng phụchồi sau thảm họa

- Giảm chi phí và tăng tính bền vững: Việc sử dụng robot cứu hỏa cứu hộgiúp giảm chi phí về nhân lực, thiết bị và vật tư trong hoạt động cứu hỏa cứu hộ,đồng thời giúp giảm thiểu tác động của các thảm họa đến môi trường và tăngtính bền vững trong phát triển đô thị

1.3 Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu các cơ cấu truyền động, bánh xe vượt địa hình

- Thiết kế bản vẽ, chế tạo mô hình theo kích thước

- Nghiên cứu thiết kế hệ thống chữa cháy, cứu nạn cứu hộ cho robot

- Tìm hiểu và sử dụng bộ thu phát sóng vô tuyến để điều khiển từ xa robot

- Tìm hiểu các loại camera không dây và camera IP

- Nâng cao khả năng vượt địa hình của robot, đảm bảo độ bền vững cho robot từthực nghiệm

- Kiểm nghiệm robot tìm ra những phương án chưa hợp lí, từ đó sửa chữa vàthay đổi phương á thiết kế kịp thời

1.4 Phương pháp thực hiện

* Robot bốn bánh xích là một sản phẩm cơ điện tử đang được phát triển tronglĩnh vực quân sự, nên trong quá trình làm đồ án, nhóm đã áp dụng phương phápnghiên cứu sau:

- Nghiên cứu mô hình của các sản phẩm đã có sẵn và được áp dụng vào thực tế,kết cấu, chức năng của các máy đó Từ đó áp dụng để thiết kế trong giới hạn đềtài

- Áp dụng phương pháp luận trong thiết kế cơ điện tử vào thiết kế robot, cụ thểlà:

+ Thiết kế tuần tự và đồng thời

+ Mô hình hóa phần cơ khí, mô phỏng phần điện, giả định những phương ánđiều khiển, tối ưu hóa trước khi hoàn thiện thiết kế trước khi chế tạo

1.5 Dự kiến kết quả đạt được

Robot tự hành tuy không mới trên thế giới, nhưng tại Việt Nam vẫn cònnhiều vấn đề phải tập trung nghiên cứu, phát triển đặc biệt là các thuật toán điềukhiển mới nhằm nâng cao khả năng chế tạo loại robot này trong nước Chương 1

đã trình bày nghiên cứu tổng quan về phân loại robot, robot tự hành, trong đótập trung vào robot tự hành bốn bánh, đối tượng nghiên cứu chính của luận án.Chương 1 cũng đã đưa ra định hướng nghiên cứu robot đa sử dụng bánh xích vàcác bài toán điển hình, phương pháp định vị cho robot

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ROBOT 2.1 Bài toán động học, động lực học robot

2.1.1 Bài toán động học

Hình 2.4: Mô hình hoá robot bốn bánh xích

Bốn bánh của robot được bố trí ở các vị trí đối xứng nhau tại bốn góc củathân Trọng lượng của robot sẽ được phân bố đều lên bốn bánh Mỗi bánh cókhả năng quay quanh trục của bốn động cơ điều khiển độc lập Hai động cơ Đc5

và Đc6 điều khiển bốn bánh để robot di chuyển tịnh tiến và rẽ hướng Hình dạngcủa bánh là hình chữ nhật khác với các robot thông thường là hình tròn, khi bánh

xe quay tròn quanh thân sẽ giúp robot có thể nâng hạ độ cao của thân hay dichuyển trọng tâm của robot ra các vị trí khá nhau giúp robot dễ dàng vượt quacác địa hình phức tạp

* Các chuyển động của robot bao gồm:

a, Chuyển động tịnh tiến

Hình 2.5: Phân tích chuyển động theo phương tịnh tiến

Trong hình vẽ trên Vw14 là vận tốc của 2 bánh W1 và W4 do động cơ Đc5

truyền chuyển động đến Vw23 là vận tốc của 2 bánh W2 và W3 do cùng một động

cơ Đc6 truyền động đến Khi cho hai động cơ Đc5 và Đc6 quay cùng chiều vàcùng tấc độ tức là Vw14 Vw23 thì robot sẽ chuyển động tịnh tiến.

Ví dụ: Giả sử bốn bánh xe W1, W2, W3, W3 cùng quay theo phương nhưhình vẽ hay Vw14 Vw23 và nhông chủ động của bốn bánh xe quay với vận tốc góc

là  R là bán kính của nhong chủ động của bánh Tổng hợp 2 chuyển động trên

ta có vecto chuyển động tịnh tiến Vtt của robot là:

Áp dụng định lý cosin trong tam giác ta có:

Hình 2.6: Phân tích chuyển động rẽ hướng

Robot rẽ hướng khi hai bánh W1 và W4 quay ngược chiều với hai bánh W2

và W3 tức là hai vector vận tốc Vw14 và Vw 23 ngược hướng nhau

- Từ phương trình trên ta nhận thấy robot sẽ quay tại tâm khi Vw14 = Vw23

c, Chuyển động nâng hạ thân

Hình 2.7: Phân tích chuyển động nâng hạ

* Gọi:

- h là chiều cao của thân so với mặt đất

- L là chiều dài của bánh

h = Lsin1 Lsin2 Lsin3 Lsin4 (3-4)

2.2 Bài toán động lực học robot

Coi chi tiết càng như một khâu OA quay quanh điểm O ta có các lực và moomentác dụng lên khâu OA là:

+ Phương trình động học khâu OA:

1

.Wcos2

L

M  T  I

(3-5)Trong đó:

M0: là tổng mô men của khâu OA quanh điểm O

T1: là mô men cần thiết trên trục

I1: là mô men quán tính của khâu OA

1

 : là góc quay của thanh OA quanh tâm O

L: chiều dài của càng

W1: là nửa khối lượng của robot (xét trường hợp một càng nâng nửa thân trướccủa robot lên)

Nửa khối lượng của robot W1=20/2=10 (kg)

Vậy momen cần thiết trên trục động cơ quay càng là 143,33 (N.mm)

2.3 Hệ thống chữa cháy và cứu nạn trên xe tự hành

2.3.1 Lịch sử hình thành và phát triển

Hệ thống cứu hộ và chữa cháy trên robot tự hành cũng là một phần quantrọng trong việc đảm bảo an toàn cho các ứng dụng robot tự động Tuy nhiên,lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống này cũng vẫn còn khá mới mẻ

Trước đây, các robot tự động thường không được trang bị hệ thống cứu hộhoặc chữa cháy đầy đủ Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ và nhu cầucủa thị trường, các nhà sản xuất robot đã bắt đầu trang bị các hệ thống này vàocác robot của họ

Một trong những hệ thống cứu hộ và chữa cháy đầu tiên được phát triển là

hệ thống dò tìm khói và cảm biến nhiệt để phát hiện cháy trong các ứng dụngrobot tự động Hệ thống này có thể tự động gửi tín hiệu cảnh báo đến người điềukhiển hoặc tự động kích hoạt các thiết bị dập cháy trong trường hợp cần thiết

Ngoài ra, các nhà sản xuất cũng đang nghiên cứu và phát triển các hệthống cứu hộ và chữa cháy tự động khác cho các robot tự động Các hệ thốngnày có thể tự động vận hành các thiết bị dập cháy, hỗ trợ việc chuyển động vàvận chuyển robot khi có tai nạn và cung cấp các cảnh báo an toàn khác

Tóm lại, với sự phát triển của công nghệ và nhu cầu của thị trường, cácnhà sản xuất robot đang tập trung vào việc phát triển các hệ thống cứu hộ vàchữa cháy tự động để đảm bảo an toàn cho các ứng dụng robot tự động.

2.3.2 Ưu nhược điểm của hệ thống

Hệ thống chữa cháy và cứu nạn trên robot tự hành có nhiều ưu điểm,nhưng cũng có những nhược điểm cần được lưu ý Dưới đây là một số ưu vànhược điểm của hệ thống này:

* Ưu điểm:

Tăng tính an toàn cho các ứng dụng robot tự động: Hệ thống chữa cháy vàcứu nạn có thể giúp giảm thiểu rủi ro và tăng tính an toàn cho các ứng dụngrobot tự động

Phát hiện sớm và xử lý kịp thời các tình huống khẩn cấp: Hệ thống này cóthể tự động phát hiện các tình huống khẩn cấp như cháy, va chạm, hay lỗi kỹthuật và kích hoạt các thiết bị cứu hộ, chữa cháy hoặc báo động để giúp ngănchặn và xử lý kịp thời tình huống đó

Tiết kiệm thời gian và tài nguyên: Hệ thống này có thể tự động kích hoạtcác thiết bị cứu hộ và chữa cháy, giúp tiết kiệm thời gian và tài nguyên trongviệc xử lý tình huống khẩn cấp

Khả năng tương thích với các hệ thống khác: Hệ thống cứu hộ và chữa cháytrên robot tự hành cần được tích hợp tốt với các hệ thống khác trên robot, nhưngđôi khi điều này có thể gặp khó khăn do sự không tương thích giữa các hệ thống

2.4 Hệ thống cảm biến đo lường và sử lý tín hiệu

2.4.1 Cảm biến Radar

Cảm biến Radar là cảm biến vi sóng, hoạt động dựa trên hiệu ứngdoppler, tần số 5.8 Ghz dưới 10m Mọi loại Radaz đều hoạt động bằng cáchphát ra sóng rồi nhận tín hiệu phản xạ Sau đó chuyển hóa tín hiệu đó thànhthông tin để đưa vào bộ xử lý trung tâm

* Nguyên lý hoạt động: Sử dụng cụm sóng âm thanh để đo khoảng cách

Cảm biến Radar sử dụng cho xe tự hành hay xe oto thường hoạt động ởtần số 24 GHz hoặc 77-81 GHz Sử dụng để đo khoảng cách và tốc độ, đồngthời kiểm soát dữ liệu trên đường đi ở các vị trí khác nhau

Cảm biến Radar trên xe tự hành sử dụng loại Radar tầm gần Nó có thểthay thế cảm biến siêu âm, cảnh báo vật cản, hỗ trợ dừng xe khi vật cản ở quágần

• Ưu điểm:

- Vùng cảm biến rộng (tốt nhất trong bán kính 6-8m)

- Góc quét rộng

- Phù hợp với xe tự hành có vận tốc tương đối

- Dữ liệu xử lý vừa phải

• Nhược điểm:

- Góc nhìn hẹp, không thể sử dụng cho góc nhìn 360 độ

- Không nhận dạng được ký tự quang học: màu sắc, độ tương phản

- Giá thành khá cao so với cảm biến siêu âm

2.4.2 Cảm biến nhiệt độ hồng ngoại

* Nguyên lý hoạt động

Cảm biến siêu âm phát hiện vật cản sẽ hoạt động bằng cách dùng một cảmbiến ánh sáng cụ thể nhằm phát hiện bước sóng ánh sáng chọn trong phổ hồngngoại (IR) Với cách sử dụng đèn LED để tạo ra ánh sáng có cùng bước sóngcùng với cảm biến đang tìm kiếm, bạn có thể xem cường độ của ánh sáng khinhận được

Một vật cản khi ở gần cảm biến, ánh sáng từ đèn LED sẽ bật ra khỏi vậtthể và đi vào cảm biến ánh sáng Điều này có thể dẫn đến bước nhảy lớn vềcường độ, mà chúng ta thì biết rằng có thể được phát hiện bằng cách sử dụngmột ngưỡng

Hình 2.8: Sơ đồ cảm biến hồng ngoại

* Ưu điểm

Đèn cảm biến hồng ngoại là một loại đèn có độ nhạy cao, có khả năngphát hiện ra các chuyển động dù là nhỏ nhất, kể cả các chuyển động xuyên qualớp tường mỏng, lớp gỗ hay nhựa

Hơn thế nữa, loại đèn còn có góc quét rất rộng, khoảng 360 độ và cókhoảng cách độ nhạy cảm ứng từ 6m – 8m nên thích hợp sử dụng cho các khônggian rộng lớn Đèn cũng không phải chịu sự chi phối nhiệt độ của những môitrường xung quanh

Đặc biệt, đèn cảm biến hồng ngoại cũng có khả năng phân biệt được cảchuyển động của con người và đồ vật Vì thế, có thể điều chỉnh góc cảm ứngtheo ý muốn của mình, sử dụng vách ngăn nhằm tránh đi các vùng không muốncảm ứng

* Nhược điểm

Độ nhạy cao của cảm biến hồng ngoại cũng được xem là nhược điểm củacông nghệ này vì chúng dễ bị nhầm lẫn khi phát hiện các vật chuyển động Khácvới đèn cảm biến hồng ngoại hiện đại ở trên, đèn công nghệ sử dụng cảm biếnhồng ngoại có khá nhiều điểm yếu như góc quét nhỏ, có điểm chết và không thểcảm biến xuyên vật cản

Cảm biến hồng ngoại còn phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ nên ở nhữngmôi trường có nhiệt độ cao thì đèn sẽ càng kém nhạy Phạm vi đèn cảm biến chỉnằm trong khoảng 2m – 3m

2.5 Mô hình hóa và mô phỏng và điều khuyển hệ thống

2.5.1 Xây dựng sơ đồ khối hệ thống.

a khối nguồn

Khối nguồn dùng để cấp nguồn cho mạch điều khiển lắp trên thân xe,mạch công suất, và động cơ điện Do đó ta sử dụng nguồn 24v cấp cho động cơđiện rồi sử dụng mạch hạ áp để cấp cho mạch điều khiển và mạch công suất

* Yêu cầu:

- Khối nguồn có độ ổn định cao về dòng và điện áp.

- Có khối lượng và kích thước khuôn khổ nhỏ để có thể lắp giáp trên thân

xe,

- Đảm bảo dễ dàng nạp điện cho khối nguồn.

- Có thời gian sử dụng sau một lần nạp từ 5-6 giờ.

- Có thể tháo dời và dễ dàng kết nối trở lại với thân xe.

=> Từ đó ta chọn khối nguồn là ăc-quy

b Khối truyền tín hiệu điều khiển

Khi tín hiệu điều khiển đã được xử lý trên tay điều khiển một công việcrất quan trọng đặt ra là: ta phải truyền tín hiệu điều khiển tới trung tâm xử lýđược đặt trên thân xe Để đảm bảo chiếc xe có thể hoạt động linh hoạt ta chọnphương pháp truyền dữ liệu không dây bằng sóng Bluetooth

* Yêu cầu:

- Dữ liệu được truyền đi đa hướng và ở một tần số hoạt động cao.

- Giảm thiểu tối ta nhiễu khi truyền dữ liệu.

- Thông tin dữ liệu truyền đi cần được mã hóa trước khi truyền.

- Số bit dữ liệu truyền đi là 8.

- Dữ liệu truyền liên tục trong quá trình xe hoạt động.

=> Từ các yêu cầu đặt ra ta sử dụng module Bluetooth có sẵn trên thị trường đểtruyền dữ liệu điều khiển

c Khối sử lý tín hiệu

Khối xử lý tín hiệu được đặt ở thân xe có nhiệm vụ nhận tín hiệu điềukhiển từ trung tâm điều khiển thông qua khối truyền tín hiệu, từ đó giải mã tínhiệu điều khiển thành các xung rồi gửi tới mạch công suất

* Yêu cầu:

- Tốc độ xử lý cao có bộ nhớ chương trình đủ lớn để lưu các chế độ hoạt

động của xe

- Tích hợp sẵn bộ biến đổi ADC.

- Có sẵn các kênh băm xung PWM.

- Các bộ Timer/ Counter mạnh.

- Hoạt động ổn định, có độ bền và tuổi thọ cao.

=> Do đó ở trung tâm điều khiển ta chọn chip xử lý là ESP32

d Mạch khuếch đại công suất

Mạch khuếch đại công suất có nhiệm vụ tạo ra một công suất đủ lớn đểkích thích tải Công suất ra có thể từ vài trăm mw đến vài trăm watt Như vậymạch công suất làm việc với biên độ tín hiệu lớn ở ngõ vào

- Đảm bảo công suất ổn định để robot có thể di chuyển dễ dàng và có thể

chở thêm tải trọng từ 10-15 (kg) khi di chuyển

- Động cơ nâng càng phải phải đảm bảo công suất để nâng toàn bộ robot.

- Hoạt động ổn tịnh và có tuổi thọ cao

f Cơ cấu truyền chuyển động

Để đảm bảo truyền monmen lớn để robot có thể vượt được các địa hình

gồ ghề phức tạp ta ta chọn bộ truyền xích để truyển chuyển động từ động cơ tớibánh

g Cơ cấu chấp hành

Cơ cấu chấp hành của robot bốn bánh xích cụ thể là bánh xích và cơ cấugiúp cụm bánh có thể quay quanh thân giúp robot vượt qua các vật cản có độcao trong giới hạn cho phép

 Cơ cấu quay bánh giúp robot di chuyển gồm có bánh chủ động được gắnvào động cơ thông qua trục thẳng Chuyển động của bánh chủ động sẽđược truyền tới bánh thụ động thông qua bộ truyền xích.

 Để tăng diện tích tiếp xúc của robot với mặt đường khi di chuyển và giảmtiếng ồn của xích khi va chạm với mặt đường ta ghép mặt ngoài của xíchvới một đai thang Liên kết giữa đại thang và xích là các đinh vít

 Sử dụng ổ bi làm ổ đỡ các trục chuyển động

Cơ cấu nâng càng

Bánh chủ động và bánh bị động sẽ quay quanh 2 trục của chi tiết càng Mộtđầu của chi tiết càng sẽ được truyền chuyển động từ động cơ khi động cơ quay

sẽ làm chi tiết càng quay làm bánh chủ động quay xung quanh bánh bị động từ

đó thân robot sẽ được nâng cao lên giúp robot vượt qua địa hình phức tạp

Hệ thống chữa cháy và cứu nạn trên xe tự hành: trình bày về cách sử dụng cáccông nghệ điện tử và động lực học để phát triển các hệ thống chữa cháy và cứunạn trên xe tự hành Điều này bao gồm việc phân tích và thiết kế các hệ thốngcảm biến, bộ xử lý tín hiệu và bộ điều khiển để giải quyết các tình huống khẩncấp và giảm thiểu tổn thất

Hệ thống cảm biến đo lường xử lý tín hiệu: giới thiệu về các phương pháp vàcông nghệ cảm biến, đo lường và xử lý tín hiệu trong các ứng dụng thực tế Cácchủ đề bao gồm các loại cảm biến, các phương pháp đo lường và xử lý tín hiệu,

và các ứng dụng của chúng trong các hệ thống thực tế

Mô hình, mô phỏng và điều khiển hệ thống: giới thiệu về cách mô hình hóa và

mô phỏng các hệ thống phức tạp bằng các phương pháp và công cụ trong độnghọc và động lực học Các chủ đề bao gồm mô hình hóa, mô phỏng và điều khiểncác hệ thống bằng các phương pháp phân tích và thiết kế

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ROBOT 3.1 Tính toán thiết kế hệ thống cơ khí robot

* Môi trường làm việc:

Em đã lựa chọn phần mềm thiết kế 3D Solidworks để thực hiện ý tưởng thiết

- Thiết kế mô hình 3D: trong phần mềm Solidworks thì đây được coi là tínhnăng nổi bật với việc thiết kế các các biên dạng 2D, sẽ dựng được cáckhối 3D theo yêu cầu

- Lắp ráp các chi tiết: các chi tiết 3D sau khi được thiết kế xong bởi tínhnăng thiết kế có thể lắp ráp lại với nhau tạo thành một bộ phận máy hoặcmột máy hoàn chỉnh Tính năng này giúp dễ dàng chỉnh sửa, thỏa sứcsáng tạo và nghiên cứu dễ dàng cho những sản phẩm mới

- Xuất bản vẽ dễ dàng: phần mềm Solidworks cho phép ta tạo các hìnhchiếu vuông góc các chi tiết hoặc các bản lắp với tỉ lệ và vị trí do người sửdụng quy định mà không ảnh hưởng đến kích thước Công cụ tạo kíchthước tự động và kích thước theo quy định của người sử dụng Sau đónhanh chóng tạo ra các chú thích cho các lỗ một cách nhanh chóng Chứcnăng ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thước và hình học được sử dụng

dễ dàng

Bản vẽ 3D:

Nhóm đã lựa chọn thiết kế robot leo cầu thang với các cụm kết cấu như sau:

- Có hệ thống tay nâng chuyển động được nhờ bộ truyền động cơ cấu xích,nhông xích;

- Có hệ thống bộ chuyển động được nhờ bộ truyền động cơ cấu xích, nhôngxích;

3.1.1 Thiết kế bộ khung robot

Để tăng độ bền sử dụng và giảm thiểu thiệt hại khi va đập mô hình cũngnhư để hoạt thống có thời gian sử dụng lâu dài, nhóm sử dụng các tấm thép3mm làm bộ khung cho máy Các bộ gá động cơ, tay nâng cũng được tạo hình từcác tấm thép 3mm Dưới đây là một số đặc điểm của các cụm kết cấu của robotleo cầu thang

Hình 3.10: Hệ thống khung máy

Bộ khung bằng tấm thép dày 3mm, được thiết kế và lắp ghép bằng phầnmềm SolidWorks với các lỗ và bộng được bố trí để gá các chi tiết khác thuộc

các cụm hệ thống động cơ, cụm truyền động và bộ điều khiển Các chi tiết nàyđược thiết kế bằng phần mềm SolidWorks và xuất file gia công bằng phươngpháp cắt CNC Chi tiết hình ảnh các tấm khung được mô tả dưới bảng sau:

pháp gia công

3mm

Cắt lazerCNC

3mm

Cắt lazerCNC

Cắt lazerCNC

5 Gá vòng bi

P08

Thép tấm3mm

Cắt lazerCNC

3.1.2 Thiết kế cơ cấu truyền động cho cánh tay robot

Hình 3.11: Cơ cấu truyền động cho cánh tay robot

Để thực hiện chuyển động quay của bốn tay quay robot, nhóm lựa chọn sửdụng hệ truyền động trực tiếp gắn nhông xích làm việc với trục động cơ thôngqua bộ truyền xích với tỷ số truyền 1:1,5 Nhóm lựa chọn truyền động qua bộtruyền xích bởi một số ưu, nhược điểm sau đây Tuy nhiên với để kết cấu cơ khíđơn giản, giá thành rẻ và có khả năng làm việc với phạm vi vận tốc và tải trọngrộng và để máy hoạt động với tốc độ cao thì ta chọn phương án dẫn động qua bộtruyền xích

- Không đòi hỏi phải căng xích, lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn

- Kích thước truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu truyền cùng công suất và

- Bản lề xích bị mòn, gây nên tải trọng động phụ

- Phải bôi trơn thường xuyên và phải có bộ điều chỉnh xích

- Chuyển động với trục động cơ gây nhiều tiếng ồn

* Những tiêu chí cần cho bộ truyền động:

- Kết cấu di chuyển nhỏ gọn

- Thiết bị có trọng lượng tải không quá lớn

- Khả năng xoay và tranh vật cản tại vị trí đứng

=> Qua những tiêu chí cần thiết để hoàn thiện cho mô hình robot leo cầu thangthì nhóm đã chọn bộ truyền động xích vì kết cấu đai nhỏ gọn các ưu điểm đạtyêu cầu của thiết bị và có thể dễ dàng khắc phục các nhược điểm của bộ truyềnđai nhằm cải tiến thiết bị trong tương lai

a- Động cơ giảm tốc FC555

Động cơ FC555-12V là loại thường được sử dụng nhiều nhất trong cácthiết kế Robot hoặc dẫn hướng xe Động cơ FC555-12V có lực kéo mạnh, cáckhớp và bánh răng được làm hoàn toàn bằng kim loại nên có độ bền cao Có rấtnhiều chủng loại động cơ FC555-12V được bán trên thị trường với nhiều mứcgiá khác nhau, loại chất lượng tốt, phù hợp để làm Robot có các đặc điểm nhưsau:

- Loại chất lượng tốt luôn có hộp số được làm hoàn toàn bằng kim loại, cóđầy đủ bộ phụ kiện như hình: (tròn, sao, chữ thập, 4 cánh, loại chất lượngkhông tốt có rất ít phụ kiện)

- Loại chất lượng tốt luôn có độ gì nặng khi bạn thử nghiệm bằng cáchquay trục, thử nghiệm bằng cách gắn 1 trong các phụ kiện là các khớpkim loại vào động cơ

b- Tính toán lựa chọn vòng bi và chọn gối đỡ trục ngang P08

Để tạo chuyển động quay cho trục chính mô hình, ta cần cố định trục

chính luôn nằm song song với trục động cơ phát động.Theo [giáo trình chi tiết

máy], nhóm lựa chọn sử dụng ổ bi đỡ một dãy có kết cấu đơn giản nhất.

Hình 3.14: Cấu tạo và một số thông số của ổ bi đỡ 1 dãy

Khả năng tải trọng động C d được tính theo công thức:1

V- Hệ số kể đến vòng nào quay, vòng trong quay V=1;

k t- Hệ số ảnh ảnh hưởng của nhiệt độ, k t=1

k đ- Hệ số ảnh ảnh hưởng của đặc tính tải trọng, tra bảng H3 .Chọn k đ=1,8.

X, Y - Hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục; tra bảng 11.3, giáo trình [tính toán

thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí].

Với ổ bi đỡ 1 dãy có góc tiếp xúc là 26°, có X = 0,41; Y= 0,87;

Từ các thông số trên:

Q=(0,41.1.1,182+0,283.0,87) 1.1,8=1,3(kN )

L- Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay;

Gọi L h là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ thì:

L h=106 L/(60 n)

Với n2= 2900 vòng/phút, L h=25000 (giờ) với máy làm việc 1 ca

đã chọn lựa, vừa phù hợp với giá thành cho sinh viên làm sản phẩm Gối đỡ trụcngang P08 được chế tạo bằng thép được thiết kế và lắp ghép có 1 vòng bi đườngkính trong 8mm, cố định trục bằng một cặp vit chí Dưới đây là bản vẽ kỹ thuậtcủa bạc đạn trên.

bộ phận bôi trơn

Hình 3.17: Bộ truyền xích

- Thông số đầu vào: công suất P1, kW; số vòng quay n1 , vg/ph; tỷ số truyền u

1 Chọn loại xích phụ thuộc vào công suất truyền, vận tốc và điều kiện làm việc

2 Chọn số răng sơ bộ của đĩa xích dẫn theo công thức z1=29−2u Nên chọn sốrăng đĩa xích là số lẻ để xích mòn đều

3 Tính số răng đĩa xích lớn theo công thức z2=u z1 với điều kiện z2≤ z 2 max Xácđịnh lại chính xác tỷ số truyền bộ truyền xích

4 Tính toán các hệ số điều kiện sử dụng xích theo công thức: 3

+ K b - hệ số xét đến điều kiện bôi trơn: nếu bôi trơn liên tục K b=0.8; nếu bôi trơnnhỏ giọt K b=1; nếu bôi trơn định kỳ (gián đoạn) thì K b=1.5

+ K r - hệ số tải trọng động: nếu dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng ngoàitác động lên bộ truyền tương đối êm thì K r=1; nếu tải trọng có va đập thì

trong đó: P1 - công suất tính toán (8W)

[P] - công suất cho phép của bộ truyền một dãy có bước p c (tra bảng 3.1)

n1=0,19- hệ số số vòng quay, giá trịc n01 cho trong bảng 3.1

K x- hệ số xét đến số dãy xích x, nếu x =1,2,3,4 thì K x tương ứng sẽ bằng:1;1,7;2,5;3