Thiết kế cải tiến máy tự động cấp đất vào khay gieo hạt ươm trồng rau

Tuy nhiên máy đã hoạt động tốt điều đó chứng tỏ chúng tôi đã thành công trong việc áp dụng kiến thức đã học, cũng như cho thấy việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất là tất yêu để

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHẸ TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG ~ ROBOT

ĐỎ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KE CAI TIEN MAY TU DONG

CAP DAT VAO KHAY GIEO HAT

UOM TRONG RAU

(TRƯỜNG Hen! L-kTE

; TRUONG DAI HOC CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

KY THUAT CONG NGHE TP HCM Độc lập — Tự đo ~ Hạnh phúc

TP Hồ Chí Minh, ngày§4thángf{năm 20K

NHIỆM VỤ ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP

(Chú ý : Sinh viên phải dán lờ này vào trang thứ nhất của bản thuyết mình)

" ÀMujZ: Vấäg, kia MICHEL le

2- Nhiệm vụ đồ án tắt nghiệp (chung của đề tài): _ CU

“elie del Loy cal econ fhe A ff.8 tte, haa ‹nô “2Á (in, Gốc

Cebu ke chi feo, bt Doh ell ÁAui ‹€eng ĐẮC

Aedr cdah més dink, _ indy Cp HE HH HH 11112111 1n xo

Ngày Ad thang AC nam s¿#bƑ „ - ,

CHU NHIEM KHOA CAN BO HUONG DAN CHINH

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Wk =

= wh —-

BM6/TTDATN Tree The hanks Mos — —_ bpp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM Độc lập — Tw do — Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG-ROBOT

TP Hô Chí Minh, ngày tháng năm 20

PHIẾU NHẬN XÉT ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP

2 Dé tai: _ 8 L LE sai An „` wnt hg cic i i thy wo

ch ito al uehe Fg ene nde

3 Tổng quát về bản thuyết minh:

Số trang ZK Số chương KẾ Lee

Số bảng số liệu OD Số hình vẽ cu CĐN tuc cv re

Hiện vật (sản phẩm) Ot Thuyết minh bằng máy tính

ip Được bảo vệ Bồ sung thêm đê được bảo vệ LlKhông được bảo vệ

Giáo viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Tear Uh Honk Ren’

LỜI CẢM ƠN

Cuối cùng thì bốn năm đại học dưới mái trường Đại học kỹ thuật công

nghệ Tp.HCM trôi qua với thử thách cuối cùng là đồ án tốt nghiệp Đó chính

là công việc cuối cùng mà hai sinh viên chúng tôi được làm việc cùng nhau,

cũng như là lần cuối được các thầy cô chỉ bảo trước khi cất cánh bay ra bầu

trời cuộc sống Dẫu công việc có khó khăn vất vả nhưng với khát vọng học

tập, mong muốn khẳng định bản thân và cũng như không muốn làm thất vọng

sự tin yêu của gia đình, thầy cô, bạn bè, chúng tôi đã làm việc hết sức mình

Đồ án đã hoàn tất, đó là sản phẩm của tri thức, sức lao động của chúng tôi

cùng với sự quan tâm giúp đỡ của mọi người

Nay chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình và các thầy

cô trong khoa Cơ khí tự động-Robot đặc biệt là cô Trân Thị Thanh Mai, thây

Hà Ngọc Nguyên đã tận tỉnh giúp đỡ chúng tôi hoàn thành đỗ án nảy

Và cũng không quên gửi lời tri ân đến Gia đình bạn Tô Vũ Lê Bảo đã

hô trợ về mặt địa điểm cũng như tỉnh thần giúp chúng tôi hoàn thành đỗ án

TOM TAT DE TAI

Từ khi xuất hiện trên Trái Đất con Người đã nhận ra tầm quan trọng

của thực vật chỉ sau không khí và nước Thực vật cung cấp thức ăn cho Con

Người cũng như động vật Sau nhiều ngàn năm tiến hóa một bộ phận của thực

vật được con người sử dụng thường xuyên trong các bữa ăn đó chính là rau

xanh Ông cha ta cũng đã thấy sự quan trọng của rau xanh: “ Đói ăn rau, đau

uống thuốc” Do đó rau xanh được trồng phổ biến trong cả nước ta Ngày nay

việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất là điều bắt buộc nhằm tăng năng

suất cũng như đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Ở các nước phát triển họ

đã có các hệ thống tự động hóa từ việc cấp đất, gieo hạt đến tưới nước cho

cây rau thậm chí cả thu hoạch

Đó là một hệ thống sản xuất tự động hóa cao mà ngành học chúng tôi

đang hướng tới Ứng dụng kiến thức đã học cùng với sự sáng tạo của bản

thân, hai sinh viên chúng tôi đã chọn việc “ Thiết kế cải tiến máy tự động cấp

đất vào khay gieo hạt ươm trồng rau ” làm đỗ án tốt nghiệp Máy chúng tôi đã

hoàn tắt có diện tích trung bình: 1457x1013x868 có thể bề trí phù hợp với các

trang trại nhỏ cũng như các gia đình nào có nhu cầu trồng rau mâm nhằm

phục vụ nhu cầu rau xanh sạch cho mọi người Máy chỉ làm một công đoạn

của hệ thống trồng rau tự động đó là nhiệm vụ cấp đất vào khay Ta vẫn phải

cần các máy cấp khay, gieo hạt, tưới nước hiện nay các máy đó đã được các

sinh viên khác trong khoa chế tạo xong Nếu kết hợp được các máy lại với

nhau ta sẽ được hệ thống tự động hóa trong việc trồng rau

Máy chúng tôi sử dụng hệ thống khí nén và điện xoay chiều một pha để

hoạt động Hệ thống điều khiển của máy dùng bộ điều khiển PLC của hãng

Mitsubishi Máy có năng suất 300 khay/giờ, mỗi khay có 84 lỗ chứa đất, mỗi

lỗ sẽ được gieo một hạt giống rau Vậy sau một giờ, máy cấp một lượng đất

trồng cho 25.200 cây rau mầm Máy được thiết kế trên cơ sở các thiết bị, linh

kiện có sẵn nhằm giảm tối đa chỉ phí nên khó tránh khỏi việc thiết kế còn

mang tính chắp vá chưa tối ưu Tuy nhiên máy đã hoạt động tốt điều đó chứng

tỏ chúng tôi đã thành công trong việc áp dụng kiến thức đã học, cũng như cho

thấy việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất là tất yêu để có thể rút

ngắn khoảng cách giữa nước ta với các nước bạn, đồng thời đây mạnh công

nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước

Lời nói đầu

Chương 1 Tổng quan về nền nông nghiệp rau xanh Việt Nam

2.1 Quy trình làm việc hệ thống ươm trồng rau tự động

2.2 Mộ số thiết kế tham khảo

2.3 Những khuyết điểm của máy chưa cải tiễn và cách khắc phục

2.4 Cầu tạo và hoạt động của máy sau khi cải tiễn

2.5 Tính toán khối lượng và sức bền của máy

Chương 3 Thiết kế hệ thống khí nén sử dụng trong đồ án

3.1 Tổng quan về khí nén và ứng dụng

3.2 Các thiết bị khí nén sử dụng trong đỗ án

3.3 Tính toán lực cho xilanh đồ án

3.4 Sơ đồ đi dây khí nén

Chương 4 Hệ thống cảm biến và điều khiển lập trình PLC

4.1 Các loại cảm biến sử dụng trong đỗ án

4.2 Tổng quan về PLC

4.3 Hệ thống PLC sur dung trong đồ án

4.4 Thiết kế hệ thống điều khiển trong dé an

DANH SÁCH HÌNH

Trang

Hình 1.1: Biểu đồ cơ cầu diện tích đất trồng 3

Hình 1.2: Biểu đề cơ cấu thu nhập 4

Hình 1.3: Biểu để hiện trạng sử dụng đất 5

Hình I.4: Nông dân là trọng tâm của hệ thống §

Hình 1.5: Phương pháp trồng trọt theo kiểu truyên thống 11

Hình 1.6: Phương pháp trồng trọt theo kiểu tự động 12

Hình 2.1: Quy trình làm việc của hệ thống ươm trông rau 15

Hình 2.9: Hình chụp từ trên cao xuống của máy cũ 25

Hình 2.10: Phần khung cấp khay máy cũ 25

Hình 4.9: Màn hình cài đặt chương trinh nap PLC FX0

Hình 4.10: Màn hình khởi động chương trình nap PLC FX0

Xilanh con chay 2

Cum xilanh cấp khay

Xilanh ray đất

Xilanh kéo khay đã có đất ra

Xilanh ép đất

Van sử dụng trong đồ án

Sơ đỗ đi dây khí nén

Các loại cảm biến từ trên thị trường

Cấu tạo cảm biến từ 2 dây

Cấu tạo cảm biến từ 3 dây

Cảm biến quang loại thu và phát

Phần cứng PLC

Một loại PLC trên thị trường

Cấu tạo cơ bản cua PLC FX0-20MR

Bảng 2.1: Các thành phần của cơ cấu một

Bảng 2.2: Các thành phần khung của máy cải tiến

Bảng 3.1: Phạm vi ứng dụng của hệ thống điều khiển

Bảng 3.2: Tổng kết lực tác động vào xylanh

Đảng 3.3: Các đường kính xylanh

Bảng 3.4: Các cảm biến của hệ thống

Bảng 4.2: Tín hiệu ra của cảm biến quang

Bảng 4.3: So sánh PLC với hệ thống điều khiển khác

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

LỜI MỞ ĐẦU

Từ trước đến nay các nước có nền kinh tế phát triển thường là các nước

có công nghiệp phát triển cao Sản xuất các mặt hàng tiêu dùng luôn thu lợi nhuận nhanh chóng hơn sản xuất nông nghiệp Nhưng sang thế kỷ 21 thế giới có sự thay đổi sâu sắc về giá trị nền kinh tế Càng ngày môi trường càng bị ô nhiễm do các hoạt động của con người Các tài nguyên khoáng sản càng cạn kiệt, các quốc gia thu lợi nhờ các tài nguyên từ lòng đất sẽ không còn khả năng khai thác Con người ngày càng nhận ra giá trị quan trọng nhất đó là nước và thực phẩm Thế giới sẽ xây ra chiến tranh tranh

giành nguồn nước sạch

Việt Nam được thiên nhiên ưu đãi có nguồn tai nguyên nước ngọt cũng như đất nông nghiệp phong phú Nước ta là một nước thuần nông, 70% lao động cả nước làm nông nghiệp Ngày nay, mặc dù chúng ta đang từng bước phát triển công nghiệp cũng như cố gắng hạ tỷ lệ người trong sản xuất nông nghiệp xuống nhưng vẫn phải đảm bảo năng suất Đề thực hiện được ta phải áp dụng khoa học kỹ thuật rộng rãi vào sản xuất nông nghiệp Rau xanh cũng là một trong sản phẩm của sản xuất nông nghiệp Rau

giúp cơ thê bổ sung chất xơ, vitamin, ngăn ngừa bệnh tật Do đó dễ hiểu

rau là sản phẩm có khả năng xuất khẩu thu ngoại tệ nhanh chóng Tuy nhiên dé dap ứng được các qui định về an toàn thực phẩm khắt khe của

quốc tế đòi hỏi phải có sự chuyên môn hóa cao về việc sản xuất rau Thiết

kế các dây chuyển sản xuất rau đó là nhiệm vụ của các kỹ sư ngành tự động hóa nói chung cũng như ngành Cơ khí tự động nói riêng

Nhận thay được sự thực tiễn của đề tài chúng tôi đã quyết định chọn đề

tài “ Thiêt kê cải tiễn máy tự động câp đât vào khay gieo hạt ươm trồng rau ” làm đô án tôt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

CHUONG 1: TONG QUAN NEN NONG NGHIEP

RAU XANH VIET NAM

1.1 Tinh hinh dat trồng hiện nay

Việt Nam là quốc gia có khí hậu cận xích đạo, gió mùa Miền Bắc

có khí hậu 4 mùa rõ rệt, miền Trung khí hậu nóng khô thường có bão,

miền Nam chỉ có 2 mùa mưa, nắng Từ hàng ngàn năm nay, nông nghiệp

luôn là ngành sản xuất chủ lực của nước ta Trước tình hình biến động về

sự thiếu hụt và giá cả tăng cao của lương thực trên toàn cầu, đất nước ta

đứng trước sự thử thách về việc bình ổn giá cũng như an toàn lương thực

quốc gia đồng thời mở ra một cơ hội lớn cho các sản phẩm nông sản

nước ta thâm nhập vào thị trường thế giới

Nước ta uốn lượn hình chữ S, tiếp giáp biển từ Bắc chí Nam, tổng

diện tích 33.091.093 ha, lớn thứ 55 trong hơn 200 quốc gia Tuy nhiên

do dân số đông gần 80 triệu người (thứ 13 trên thế giới) nên bình quân

đất tự nhiên theo đầu người thấp (đứng thứ 120 trên thể giới) với mức

0,42ha/người, chỉ băng 1/6 mức bình quân trên thế giới Đất trông cây

với diện tích khoảng hơn 19.000.000 ha luôn gắn với vùng trung du và

miễn núi, chiếm tới 63% diện tích toàn quốc Nhưng diện tích này đang

bị thu hẹp dần do nhiều nguyên nhân: sự xói mòn đất, đất bị thoái hóa do

việc xây dựng không theo khoa học điện tích đất trồng cây bị thu hẹp

dần Nhưng diện tích đất trồng cây nông nghiệp ở nước ta tập trung chủ

yếu là ở những vùng đất trù phú như đồng bằng sông Cửu Long và đồng

bằng sông Hồng Đồng bằng sông Hồng rộng gần 800.000 ha, đồng bằng

sông Cửu Long rộng khoảng 2.500.000 ha Những năm trước đây, khí

hậu thuận lợi, ít bị ô nhiễm thì năng suất cây trồng tương đối cao như

khu vực đồng bằng sông Hồng có tổng diện tích lúa đông xuân đạt gần

1.125.800 ha, còn ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long tổng diện tích

lúa đông xuân đạt 1.465.000 ha, chiếm 97,4% diện tích Nhưng những

năm gần đây, do ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên và do các tác động

không tốt của con người như : sự nóng lên của khí hậu toàn cầu làm cho

nguồn nước ngầm bị cạn kiệt dần, mực nước biển dâng lên làm xảy ra

hiện tượng lũ lụt, hiện tượng sa mạc hoá, chặt phá rừng đầu nguồn tạo lũ

ống, trượt bùn, cung như phát triển Š ạt các khu công nghiệp dân cư

không có khoa học Nên nhớ khi bị bêtông phun lên thì sau ít nhất

1000 năm thì đất mới trở thành đất trồng được Những điều này làm cho

diện tích đất trồng trọt giảm dần, năng suất cây trồng giảm dẫn Ngành

nông nghiệp ở nước ta hiện nay đang ở giai đoạn khúng hoảng, khó khăn

là do tình hình sử dụng khai thác qũy đất đai dành cho sản xuất nông

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

nghiệp chưa đúng mục đích, thiếu tính kế hoạch, phân tán và manh mún thiêu tập trung

Hiện nay, do sự nóng lên khí hậu toàn cầu nên một cuộc khủng

hoảng về đất trồng là điều có khả năng xảy ra, điều này sẽ gây hủy hại cho nguồn lương thực thực phẩm của con người, sẽ làm tăng nguy cơ bị đói đôi với cả tỷ người trên thế giới, đặc biệt là người nghèo Sự nóng lên toàn cầu sẽ làm cho quá trình hoang mạc hóa sẽ diễn ra nhanh chóng

hơn, sự xói mòn đất, su khan hiém nguồn nước và tính đa dạng sinh học

của đất trồng sẽ nhanh chóng sẽ mất đi Điều này sẽ làm thu hẹp diện tích đất trồng vốn còn rất ích so với các hình thức sử dụng đất khác

Trong khi đó diện tích đất trồng rau quả chiếm diện tích nhỏ hơn so với diện tích đất trồng các loại cây khác ( như đất trồng cây công nghiệp

và đất lâm nghiệp) và với các loại hình đất khác

Đất thô cư

- Đất nóng nghiệp 0.57% TS

Hình 1.1 : Biểu đổ cơ cấu diện tích đất trồng

Với diện tích đất trồng cây rau quả như biều đỗ ở trên và sự nóng lên của khí hậu toàn cầu làm ảnh hưởng đấn diện tích trồng cây lương

thực thực phẩm và cây rau Sự nóng lên của khí hậu toàn cầu sẽ làm cho

tan băng ở các cực, các nhà khoa học ở Việt Nam đã dự đoán khi mực

nước biển dang tang I mét thì 20% dân số ở Việt Nam sẽ mắt nhà cửa và

12,3% đất trồng trọt của Việt Nam sẽ biến mắt và 40000 km? diện tích đồng bằng 17 km? diện tích bờ biển ở khu vực các tỉnh lưu vực sông Mê

Kông sẽ chịu tác động của những trận lũ ở những mức độ không thể dự

đoán được Mặt khác một số nơi trên thế giới và một vài nơi ở Việt Nam

đang có xu hướng chuyển đổi giống cây trồng từ trồng rau và trồng cây

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

ăn trái chuyển sang trồng lúa vì hiện nay giá lúa trên thị trường đang ở

mức cao và năng suất lúa mỗi lần thu hoạch cũng cao hơn nên lợi nhuận

từ cây lúa cũng cao hơn Đây cũng là một trong những nguyên nhân làm

cho diện tích đất để trồng rau bi thu hep dan

nơi trồng cây công nghiệp có hiệu qủa kinh tế cao như cây cao su, trồng

rừng, Các vùng ven biển còn trồng cây có khả năng chống cát và

chống sự xâm lắn của nước biển, một số vùng còn chuyền sang nuôi thủy

hải sản với thu nhập cao, một số diện tích đất chưa được khai thác sử

dụng Diện tích đất trồng cây rau càng bị thu hẹp hơn, trong khi đó diện

tích trồng cây công nghiệp tăng, nuôi thủy hải sản tăng đáng kẻ

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

Hinh 1.3: Biéu dé hién trang sir dung dat

Nước ta có các vùng đất nông nghiệp trù phú như đồng bằng sông

Hồng rộng gần 800 ngàn ha, đồng bằng sông Cửu Long rộng khoảng 2,5

triệu ha nhưng hiện nay diện tích này đều bị chia nhỏ và một phần bị

chuyển đổi mục đích sử dụng do nhu cầu sử dụng như qúa trình độ thị

hóa, công nghiệp hóa

Bên cạnh đó đất trồng còn bị thu hẹp do quá trình độ thị hóa ở

nhiều địa phương, nhiều vùng đất trồng rau và đất nông nghiệp bị chính

quyền nhiều địa phương thu hồi để xây các khu công nghiệp, khu chế

xuất Các khu công nghiệp, khu chế xuất được xây dựng trên những diện

tích đất thích hợp cho việc tròng các loại cây nông nghiệp, cây ăn trái và

cây rau Trong khi cácloại đất khô căn khó trồng cây nông nghiệp và cây

rau thì không được sử dụng để xây dựng các khu công nghiệp, khu chế

xuất Việc xây dựng các cụm khu cộng nghiệp, khi chế xuất lại đi kèm

với việc ô nhiễm môi trường Các chất thải hóa học, chất thải công

nghiệp được các khu công nghiệp, khu chế xuất thải ra gây ô nhiễm môi

trường nước, ô nhiễm không khí, các chất thải công nghiệp có chứa kim

loại nặng, ảnh hưởng trực tiếp đén các vùng đất trồng trọt, vùng trồng

rau ở gần khu công nghiệp, khu chế xuất Chất thải công nghiệp, đặc biệt

Ha Sơn Hải — Nguyễn Vương Hãnh 5

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

là kim loại nặng sẽ ngắm vào đắt, ngắm vào các mạch nước ngầm sẽ ảnh

hưởng lâu dài đến các vùng đất trồng trọt „ các vùng trồng rau ở gần khu vực có các khu công nghiệp, khu chế xuất Các loại cây rau khó có thê phát triển được trong môi trường ô nhiễm kim loại nặng, nếu có thì các

loại rau quả Ấy sẽ hap thụ các loại kim loại nặng, làm cho suy kiệt đất

trồng, năng suất của cây trồng không cao, lượng kim loại nặng do cây trồng hấp thụ càng nhiều thì mức độ ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ của người tiêu dùng cảng lớn Khi người tiêu dùng ăn phải những cây rau quả bị nhiễm kim loại nặng hoặc hóa chất càng nhiều thì người tiêu dùng có thể mắc các chứng bệnh nguy hiểm như ung thư Các cụm, khu công nghiệp, khu chế xuất mọc lên thì những mảnh đất màu mỡ sẽ mắt đi, những mảnh đất màu mỡ để trồng cây nông nghiệp, cây rau mất

đi phải trải qua hàng chục năm, hàng trăn năm với sự tái tạo của nhiều thế hệ mới có được Đất trồng còn bị mất do xây dựng các công trình thủy điện, điện hạt nhân Diện tích các cây trồng bị ngập úng do lượng

nước của các hồ thủy điện xả ra hàng năm cũng là rất lớn Những diện tích đất trồng hoa màu, cây rau gần khu vực có các hồ thủy điện thường

xuyên phải bỏ vụ mùa, không khai thác được một cách tốt nhất đất trồng

do lượng nước ở các hồ thủy điện xả ra

Trong vài năm gần đây, đất trông còn bị thu hẹp do nhu cầu mở sân golf Sân golf cần một diện tích rất lớn vì vậy đất nông nghiệp đặc biệt là đất trồng rau đã ít lại càng bị thu hẹp hơn Ngoài ra để giữ cho cỏ của sân

Gold được tốt, xanh và mượt thì theo định kì chủ đầu tư sân golf phải sử dụng rất nhiều hóa chất để tiêu diệt các loại sâu, nắm và mầm bệnh Các

loại hóa chất theo thời gian sẽ thấm vào đất và gây ảnh hưởng ô nhiễm

đến vùng đất này Theo tính toán của các nhà khoa học, thì lượng hóa chất để sử dụng cho sân golf lớn gấp 3 lần lượng hóa chất sử dụng cho một khu vực đất trồng trọt nông nghiệp, đất trồng cây rau

Nạn phá rừng bừa bãi và khai thác hủy diệt tài nguyên rừng tại các

vùng đầu nguôn, việc san lấp ao, hồ để lay chỗ xây dựng nhà ở tại các thành phố và vùng nông thôn Việc sử dụng đất không hợp lí, du canh,

du cư, nền sản xuất độc canh của các hệ thống nông, lâm nghiệp là

những điển hình làm rối loạn chu trình sinh thái, hủy hoại chức năng có

lợi của hệ thống sinh học, làm cạn kiệt các nguồn tài nguyên gây biến

đổi môi trường Các tai họa sinh thái ghê ghớm đe dọa cuộc sống hạnh

phúc và sự phát triển bền vững ở nước ta trong thời gian qua Tình hình

sử dụng đất ở thành phố nói riêng, cả nước nói chung, hiện nay các cao

ốc văn phòng, chung cư cao cấp được xây dựng một cách ồ ạt chưa được

kiểm soát đúng mức, xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho đối tượng là

những doanh nghiệp, công ty có nguồn tài chính lớn muốn mở văn phòng giao dịch hay văn phòng đại diện tại thành phố và những người có

Hà Sơn Hải — Nguyễn Vương Hanh 6

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

tiền, những người có thu nhập cao, còn các doanh nghiệp vừa và nhỏ do nguồn tài chánh không đủ để cạnh tranh nên buộc phải di chuyển ra các vùng ven, vùng ngoại ô thành phố, những người có thu nhập tương đối

và thấp cũng không đủ tài chánh nên cũng phải di chuyển dần ra các vùng ven, vùng ngoại Đó cũng là một trong những nguyên nhân làm cho đất trồng ở các vùng ven thành phố bị thu hẹp lại, trong đó có diện tích đất trồng rau

Sự thái hóa đất và suy giảm độ phì nhiêu của đất đang diễn ra rất nghiêm trọng ở nhiều vùng trên toàn quốc, đặc biệt là vùng đất dốc Áp lực về dân số và các biện pháp canh tác bất hợp lý đã và đang phá vỡ các

hệ thống quan lý độ phì nhiêu của loại hình cổ truyền như các hình thức

canh tác nương rẫy, du canh Ngày nay người nông dân với sự giúp đỡ của khoa học kỹ thuật canh tác ngày cảng tăng, hàng trăm triệu tấn dinh

dưỡng đang bị rút ra khỏi đất mà không được bôi bỗ lại, nếu có thì tỉ lệ

này cũng có rất ít, điều này làm cho đất thoái hóa nhanh chóng

1.2 Tình hình sản xuất rau xanh tại Việt Nam

1.2.1 Giới thiêu cây rau

Rau là thực phẩm không thể thiếu trong bữa ăn hằng ngày của các gia đình Cây rau cung cấp cho con người nhiều loại vitamin và các khoáng chất Trong các loại rau để làm gia vị còn có chất kháng sinh, các

axít hữu cơ, các chất thơm Một số rau đậu có protein nhưng những

chất mà rau cung cấp chủ yếu nhất vẫn là các vitamin mà các thực phẩm

khác như là : thịt, cá, trứng, kbông có hoặc có rất ít

Rau thực phẩm ở nước ta rất nhiều và rất đa dạng, có tới 50 chủng loại, đưới dạng rau ăn thân, củ, quả, hạt, hoa Trong đó có những loại

rau mang lại nhiều giá trị dinh dưỡng như: súp lơ, cá rốt, cà chua, bắp cải, khoai tây

Ngoài tính hàn cây rau còn chứa các loại vitamin và các chất dinh

dưỡng khác, vì vậy ngoài việc dùng rau để làm mát cơ thể mà còn có thể dùng rau để ngăn ngừa và chữa một số bệnh như các loai rau qua sam

màu, nhiều màu sắc giảm tỉ lệ ung thư Các loại rau có chứa viatmin C,

E, catoren, selen giúp cho cơ thể khỏe mạnh, chống lão hóa, ngăn

chặn sự hủy hoại các tế bào và bù đắp các tốn thương do sự hủy hoại tế

bào gây ra Trong qúa trình vận động bên trong cơ thể con người sản sinh ra các phân tử hoạt tính cao luôn tấn công các tế bào gây ra các

bệnh tật nguy hiểm như ung thu, tim mach, cdc bệnh về mắt trong cây rau có chứa các chất chống lại sự oxy hóa, ngăn ngừa những tốn

thương của tế bào như cây bồ công anh có tác dụng hạ sốt, chống viêm,

giải độc, lợi tiểu, điều trị viên đường tiết niệu, mụn nhọt Một số cây

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

rau còn có tác dụng dùng đề làm gia vị như mi tat, cây xà lách có lá đê

an va ré cu dé làm giảm đau thân kinh, tây độc và trị đau bụng

Với mật độ dân số đông như hiện nay, cả nước nói chung và thành

phố nói riêng, thì diện tích đất được sử dụng trong nông nghiệp ngày

cảng bị thu hẹp, đặc biệt là diện tích đất để trồng rau quả càng ít đi Để

nâng cao năng suất, chất lượng rau được trồng ở diện tích nhỏ thì người

trồng rau cần phải thâm canh, áp dụng kỹ thuật mới trong việc chăm sóc,

bón phân và áp dụng giống mới các qúa trình đòi hỏi người trồng rau

phải tốn nhiều nhân lực Với khoa học kỹ thuật được áp dụng vào lĩnh

vực này thì người trồng rau sẽ tiết kiệm được nhân công và thời gian

chăm sóc cây rau, tăng vòng quay của thời vụ trồng rau, năng suất và

chất lượng cây rau tăng lên, giá thành cây rau sẽ giảm Điều này làm

tăng thu nhập cho người trồng rau, đảm bảo thu nhập cho người nông

Hình 1.4: Nông dân là trọng tâm của hệ thống

Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn đã có biên soạn chương

trình rau quả khá công phu từ 1999 — 2010, và đặt ra kim ngạch xuất

khẩu tới 2010 là 690 triệu USD, tiêu thụ trong nước tính bình quân trên

đầu người là §0kg/ người/ năm và cho xuất khẩu đạt kim ngạch 690 triêu

USD Nhưng đến nay tiêu thụ trong nước đã vượt ngưỡng đặt ra nhưng

kim ngạch xuất khâu chỉ ở mức 260 triệu USD Tuy cũng có những mô

hình sản xuất đạt hiệu qúa kinh tế cao, giá trị sản xuất cao và cũng có

những doanh nghiệp sản xuất được hàng chục triệu USD/năm, nhưng

kim ngạch xuất khâu vẫn không tăng Nguyên nhân chính là bộ nông

nghiệp và phát triển nông thôn đặt ra mục tiêu chưa xát với thực tế sản

Hà Sơn Hải - Nguyễn Vương Hanh 8

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

xuất, chính sách đề ra chưa xác định được mục tiêu, đối tượng cây trồng

chưa thật chuẩn, tập trung qúa lớn cho các nhà máy chế biến , tập trung đầu tư qúa lớn cho các nhà máy chế biến mà trong khi đó ít tập trung cho việc sản xuất cây giống, và nâng cao số lượng cây trồng cũng như chất lượng cây trông Trong khi đó các doanh nghiệp, nhà máy chế biến chưa

có những định hướng đúng đắn nên hầu hết các doanh nghiệp và các nhà

máy chế biến nông sản đều hoạt động không hiệu qủa, thua lỗ

Trong khi các nhà máy chế biến được đầu tư nguồn vốn lớn, xây dựng hiện đại, đầy đủ các trang thiết bị nhưng lại thiến nguồn nguyên

liệu để chế biến Nhà máy chế biến hoạt động không hết công suất như

dự đoán trước khi xây dựng và đưa vào chế biến Điều này có thể làm cho các nhà máy chế biến thua lỗ, có thể dẫn tới phá sản Nguyên nhân chính là thiếu nguồn nguyên liệu cây rau để chế biến Trong khi đó nhu

cầu sử dụng rau lại rất lớn, đặc biệt là rau có chất lượng và đảm bảo vệ sinh như rau sạch

Trong khi việc trồng rau ở nước ta chủ yếu là dựa vào kinh nghiệm của người nông dân và phương pháp truyền thống như chủ yếu dựa vào

khai thác tự nhiên, theo mùa vụ Khi đến mùa vụ thi sản lượng tập trung nhiều, không tiêu thụ nhanh thì rau quả sẽ bị hư Khi trái mùa vụ thì sản

lượng không có hoặc nếu cò thì rất ít, không đủ đáp ứng nhu cầu xuất khẩu cũngnhư nhu cầu tiêu dùng

Vì vậy việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào việc trồng cây giống để

dự trữ cho lúc trái mùa cũng như để làm tăng sản lượng cây rau đề đáp ứng nhu câu tiêu dùng và xuất khâu nhằm đạt được kim ngạch xuât khâu

đã đề ra

Do nhu cầu tiêu thụ cây rau ở trong nước cũng như để xuất khẩu

hiện nay là rất lớn nên việc trong rau và xuất khẩu cây rau ra thị trường

là một tiềm năng lớn, vì nó mang lợi hiệu qủa kinh tế cao, góp phần phát triển kinh tế và đồng thời cũng góp phần xoá đói giảm nghèo cho người trồng rau Gần đây nhiều loại cây có giá trị hàng hóa phục vụ cho chế biến xuất khẩu đáp ứng nhu cầu thị trường như ngô ngọt, cà chua, dưa

được đưa vào sản xuất, thâm canh ở nhiều tỉnh thành và mang lợi hiệu

qủa kinh tế cao cho các tỉnh thành đó Nhiều đơn vị kinh tế trong lĩnh vực xuất khâu rau quả đang liên kết với người nông dân, và cùng với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật để cải tiến các quy trình chế biến sản

xuất, chế biến và tiêu thụ Các doanh nghiệp, các đơn vị kinh tế cũng

chủ động xây dựng vùng nguyên liệu tập trung, từng bước bảo đảm tốt

an toàn vệ sinh thực phẩm Đây cũng chính là điều quan trọng để mở rộng thị trường tiêu thụ nông sản và phát triển các vùng trồng rau ở nước

ta

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

Thị trường tiêu thụ rau quả ngày càng mở rộng đã hình thành nhiều

mô hình liên kết sản xuất, chế biến, tiêu thụ nông sản, nhất là những cây

phục vụ chế biến, xuất khẩu làm lợi cho người trồng rau, đoanh nghiệp,

góp phần thúc day chuyển dịch cơ cấu kinh tế Ở nhiều tỉnh thành, người

trồng rau đã kí kết hợp đồng xây dựng vùng nguyên liệu xuất khẩu rau

quả tập trung cho các doanh nghiệp, các đơn vị kinh tế Tuy nhiên số

diện tích trồng cây rau quả xuất khẩu đến nay vẫn chiếm tỉ lệ rất nhỏ

trong tổng diện tích đất canh tác

Một số công ty xuất nhập khẩu rau quả đã bắt đầu chú trọng đến

việc nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm cây rau, gắn việc xây dựng

vùng nguyên liệu với việc tiêu thụ, chế biến nhằm làm tăng giá trị sản

phẩm cây rau, tăng giá trị xuất khâu của cây rau Các doanh nghiệp, các

đơn vị chế biến đã năm bắt được nhu cầu tiêu dùng cũng như nhu cầu

xuất khẩu đã chọn lựa các giống cây có giá trị xuất khẩu cao đang được

thị trường thế giới ưa chuộng như dưa thượng phẩm, cà chua bị, ớt tươi

đông lạnh, ớt muối Các doanh nghiệp xuất khẩu rau qua, các nhà máy

chế biến nông sản đã xây dựng thành vùng nguyên liệu rau quả xuất

khẩu tập trung và kí kết hợp đồng bao tiêu sản phẩm với người trồng rau,

với các hợp tác xã dịch vụ nông nghiệp Các doanh nghiệp xuất khẩu rau

quả đã trực tiếp cung ứng trước hạt giống, cây mầm cho người trồng rau,

cho các hợp tác xã, đồng thời các doanh nghiệp, các nhà máy chế biến

nông sản còn cứ cán bộ kỹ thuật trực tiếp chuyền giao kỹ thuật về cách

gieo trồng và chăm sóc cho từng loại cây cho người trồng rau

Tuy đã có phát triển ở lĩnh vực trồng cây rau, nhiều tỉnh thành đã có

nhiều mô hình sản xuất cây rau trên trăm triệu đồng/ha, nhưng nhận thức

về vị trí, vai trò và lợi ích của việc phát triển sản xuất và xuất khẩu cây

rau ở nhiều nơi vẫn còn hạn chế Hầu hết các địa phương đều chưa có

quy hoạch cụ thể tạo thuận lợi cho việc tích tụ đất

Hiện nay Việt Nam đã gia nhập tô chức thương mại quốc tế (WTO)

nên việc cạnh tranh là điều không thể tránh khỏi Với tình hình sản xuất

cây rau hiện nay ở nước ta sẽ gặp rất nhiều khó khăn, vì chất lượng cây

rau không được cải thiện mà còn sa sút Trước đây ở nước ta diện tích

trồng lúa rất lớn, cây lúa gần như độc canh, diện tích để trồng rau rất ít

trong khi đó gía trị nông sản giao dịch của tổ chức WTO hàng năm trên

103 tỉ USD, chiếm tỉ lệ rất lớn so với các gia dịch khác trên thị trường

Cây rau có thị trường xuất khẩu rất lớn đầy tiềm năng nhưng lại không

được quan tâm đúng mức, cộng với những thiệt hại do vấn để sản xuất

cây lúa đem lại như sử dụng qúa nhiều các loại hóa chất để diệt trừ các

loại sâu bọ làm hại cây lúa, các hóa chất này ngắm vào đất làm ô nhiễm

nguồn đất, nước và môi trường càng gây khó khăn cho việc trồng cây rau

trên diện tích đất đã trằng cây lúa Cây rau được trồng trên diện tích đất

Hà Sơn Hải - Nguyễn Vương Hanh 10

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

trông lúa có thê sẽ không sông được, nếu sống được cây rau sẽ nhiễm

các loại hóa chât có chứa trong đất gây ngộ độc thực phâm cho người sử

dụng

Ngày nay yêu cầu của người tiêu dùng rất cao đặc biệt là về vấn đề

ô nhiễm, gây các chứng bệnh về ngộ độc thực phẩm Vì vay cây rau càng

khó cạnh tranh ở thị trường trong nước, và sự cạnh tranh của các công ty

sản xuất và xuất nhập khẩu cây rau của nước ngoài làm cho cây rau Việt

Nam khó cạnh tranh trên đất nước mình

1.2 2 Các phương pháp trồng rau

Trước đây ngành nông nghiệp sản xuất chủ yếu là dưới hình thức

thủ công theo kiểu truyền thống, không có áp dụng những tiến bộ khoa

học vào trong sản xuất nên thời gian tập trung đầu tư cho sản xuất nhiều,

tốn nhiều nhân lực, năng suất không cao nhưng giá thành sản phẩm sau

khi thu hoạch lại cao Điều này làm cho sản pham nông nghiệp, đặc biệt

là cây rau sau khi thu hoạch khó tiêu thụ Nhưng ngày nay, với tiễn bộ

của khoa học kỹ thuật thì thời gian sản xuất cho một vụ mùa sẽ được thu

ngăn, tăng số vụ mùa sản xuất trong năm, số nhân công tham gia trực

tiếp vào sản xuất sẽ giảm, giá thành sản phẩm sau khi thu hoạch sẽ giảm,

việc tiêu thụ sản phẩm sẽ nhanh chóng dễ dàng hơn

Hệ thống tự động cấp đất gieo hạt cây rau (rau, củ, quả, hoa màu )

được sử dụng trong các vườn ươm, các trang trại trỗng trồng trọt với qui

mô rộng lớn nhằm tiết kiệm thời gian, chỉ phí cũng như công sức cho

việc ươm giống để trồng trọt sau nay

Nếu như thực hiện công việc trồng trọt theo hướng thủ công truyền

thống thì chỉ phí cho công đoạn ươm và tạo cây con là rất lớn so với việc

áp dụng hệ thống tự động, ta có thể so sánh sơ bộ như sau:

1.2.2.1 Phuong pháp trồng trot theo kiểu truyền thống:

đến nơi xử lí | Ủ,đánh tơi |khay trong khay

(Số lao động (Số lao động (Số lao động

hơn 2 người hon 2 người) hơn 2 người)

Đem ra Giao hạt Mang đền VƯỜI ƯƠNM | Lápz& Vào khaV | ag tập kết

(Số lao động (Số lao động

hơn 2 người) hơn: 2 người)

il

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

Hình 1.5 Phương pháp trồng trọt theo kiểu truyền thống

Ưu điểm:

- Giải quyết được công việc cho lao động tại địa phương

- Chi phí ban đầu ha

Nhược điểm

- Phụ thuộc nhiêu vào điêu kiện thời tiết, con người

- Năng suất cũng như hiệu quả đem lại không cao

- Chi phí nhân công cao

1.2.2.2 Phương pháp trồng trot dùng hệ thống tự đông:

- Năng suất và hiệu quả kinh tế cao

- Giảm thời gian thực hiện

- Giảm lực lượng lao động

- Giảm chi phí sản xuất

Nhược điểm:

- Chi phí đầu tư ban đâu lớn

- Tôn chi phí bảo trì

Qua so sánh trên ta thấy lợi ích của việc dùng khoa học kĩ thuật là vượt trội hơn với phương pháp truyền thống

Hà Sơn Hải — Nguyễn Vương Hanh 12

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

1.3 Mục tiêu nhóm thực hiện đồ án

Những vùng trồng rau nổi tiếng như Hà Nội, Đà Lạt và viện nghiên

cứu rau quả áp dụng những kĩ thuật mới trong việc sản xuất cây rau đã

đạt được những thắng lơi ban đầu như chi phí đầu tư ban đầu cho một

mùa vụ giảm Trước đây đầu tư cho một mùa vụ mất nhiều thời gian như

công đoạn gieo ươm cây giống cho một ha thì chỉ phí khoảng 3 triệu, nay

với áp dụng kĩ thuật vào sản xuất cây rau thì chỉ phí này đã giảm xuống

được 50% chỉ còn 1,5 triệu Hiện nay nhà nước đang có chính sách quy

hoạch lại diện tích đất trồng cho hợp lí và khuyên khích ngưới nông dân

trồng cây rau, bên cạnh đó với sự hỗ trợ của nhà nước, nhà khoa học thì

chi phí đầu tư cho một vụ trồng rau giảm, thời gian cho một vụ mùa

cũng được rút ngắn nhưng chất lượng cây rau được nâng lên, giá thành

thu mua cao Điều này đã khuyến khích nhiều người nông dân đang

trồng lúa và các loại cây công nghiệp khác chuyển sang trồng cây rau

Bình quân một hộ nông đân ở các tỉnh phía Bắc thu nhập từ 7 — 10 triệu

đồng / năm/ sảo

Trước các đặc tính có lợi của cây rau và do tình hình thời tiết khắc

ngiệt, nguồn rau cung cấp trên thị trường không bảo đảm vệ sinh môi

trường nên hiện nay có khuynh hướng nhiều hộ gia đình tự trồng rau ở

nhà để ăn Vườn rau sạch trong gia đình không cần phải có diện tích lớn

mà chỉ cần một diện tích nhỏ như ban — công sân thượng, một khoảnh

sân nhỏ cũng đủ để có thể trồng được các loại rau ăn trong gia đình

Các hộ gia đình chỉ cần mua cây mầm đã được trồng sẵn trong các khay

bằng xốp để về nhà tưới nước và bón phân sạch, khi cây lớn là có thể

dùng được, phương pháp này vừa đạt vệ sinh vừa ít tốn kém, và người

trồng rau trong nhà có thể kết hợp việc trong rau và tập thê dục, thư giãn

Dé dap img nhu cau trông rau sạch trong nhà ngày càng nhiều, thì

số lượng cung cấp cây rau mầm phải càng lớn Do đó phải kết hợp với

khoa học kỹ thuật để nghiên cứu và chế tạo ra các loại mô hình trồng cây

rau mầm để có thể sản xuất và cung cấp đáp ứng nhu cầu này cho thị

trường Ở đây nhóm thực hiện cũng nghiên cứu tự động hóa một giai

đoạn của quá trình trồng rau,đó là cấp đất cho khay

Nhận tháy đây là một đề tài mang tính thực tiễn cao và gắn liền với

ngành học nên chúng tôi quyết định chọn đây là đồ án tốt nghiệp

Đó là một hệ thống sản xuất tự động hóa cao mà ngành học chúng

tôi đang hướng tới Ứng dụng kiến thức đã học cùng với sự sáng tạo của

bản thân, hai sinh viên chúng tôi đã chọn việc “ Thiết kế cải tiến máy tự

động cấp đất vào khay gieo hạt ươm trồng rau ” làm đồ án tốt nghiệp

Máy chúng tôi đã hoàn tất có diện tích trung bình: 1457x1013x&6§ có

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động & Robot

thé bé trí phù hợp với các trang trại nhỏ cũng như các gia đình nào có

nhu cầu trồng rau mầm nhằm phục vụ nhu câu rau xanh sạch cho mọi

nguoi Máy chỉ làm một công đoạn của hệ thống trồng rau tự động đó là

nhiệm vụ cấp đất vào khay Ta vẫn phải cần các máy cấp khay, gieo hạt,

tưới nước hiện nay các máy đó đã được các sinh viên khác trong khoa

chế tạo xong Nếu kết hợp được các máy lại với nhau ta sẽ được hệ

thống tự động hóa trong việc trồng rau

Máy chúng tôi sử dụng hệ thống khí nén và điện xoay chiều một

pha đề hoạt động Hệ thống điều khiển của máy dùng bộ điều khién PLC

cua hang Mitsubishi Máy có năng suất 300 khay/giờ, mỗi khay có 84 lỗ

chứa đất, mỗi lỗ sẽ được gieo một hạt giống rau Vậy sau một giờ, máy

cấp một lượng đất trồng cho 25 200 cây rau mam May duge thiét ké trén

cơ sở các thiết bị, linh kiện có sẵn nhằm giảm tối đa chi phí nên khó

tránh khỏi việc thiết kế còn mang tính chấp vá chưa tối ưu Tuy nhiên

máy đã hoạt động tốt điều đó chứng tỏ chúng tôi đã thành công trong

việc áp dụng kiến thức đã học, cũng như cho thay việc ứng dụng khoa

học kỹ thuật vào sản xuất là tất yếu để có thể rút ngắn khoảng cách giữa

nước ta với các nước bạn, đồng thời đây mạnh công nghiệp hóa hiện đại

hóa đất nước

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH QUY TRÌNH LÀM VIỆC

VÀ TÁI THIẾT KẺ HE THONG CAP DAT TU DONG

2.1 Quy trình làm việc hệ thống ươm trồng rau tự động

Khay dùng để chứa đất và hạt giống Tùy theo từng loại cây trồng mà

người sản xuất sẽ chọn loại khay cho phù hợp như chọn kích thước, hình đáng

va chất liệu của khay Trên các khay được gia công các lễ tròn để ươm các hạt

giống rau mầm Tùy theo từng loại cây trồng mà đường kính lỗ sẽ được gia

công lớn hay nhỏ

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

Dé dam bao năng suất của hệ thống việc cấp khay phải được thực hiện

liên tục Do đó phải có một hệ thống cấp khay tự động Hệ thông này là một

công đoạn trong toàn bộ hệ thông ươm trồng rau tự động

2.1.2 Quy trình cấp đất

Sau khi đất được đem từ nơi cung cấp được đưa vào nơi tập kết để đưa

vào hệ thống cấp đất Thường đất trước khi đưa vào cấp được đánh tơi ra để

tránh bị vón cục Đất được cho vào các lỗ trên các khay chứa Đây có lẽ là

phân khó nhất của hệ thống do để cấp đất đều và vừa đủ khá phức tạp

2.1.3 Quy trình nén đất

Đất sau khi được cấp vào khay sẽ ở dưới dạng tơi, xốp, mềm Nếu gieo

hạt vào trong khay lúc này thì đất sẽ không được bám dính vào khay, khi

mang khay ra khỏi hệ thống thì sẽ rớt toàn bộ đất và hạt giống ra ngoài hay

cây con sẽ bị rớt đất ra dẫn tới chết cây con Vì vậy trong thời điểm này chỉ có

cách là phải nén đất tạo thành một khối thật chặt bám vào khay để khi trồng ta

sẽ lấy toàn bộ khối đất và cây con ra khỏi khay đem đi trồng đảm bảo cho cây

con được phát triển tốt sau này Khay chứa đất lúc này sẽ được đưa tới hệ

thống nén đất Hệ thong nén đất có tác dụng làm cho đất được nén chặt lại

trong khay ở một mức độ cho phép việc gieo hạt cũng như sinh trưởng của

cây

2.1.4 Quy trình lắp đất

Sau khi đất đã được nén chặt trong khay, thì lượng đất còn lại trong khay

sẽ bị hụt xuống Đề bù lại lượng đất bị hụt này thì khay sẽ phải qua một cơ

cấu kế tiếp đó là cơ cấu lắp đất Cơ cấu lấp đất hoạt động cũng tương tự như

cơ câu cap dat nhưng ở cơ cấu lấp đất này thì lượng đất đồ vào khay sẽ ít hơn

2.1.5 Quy trình gieo hạt

Đến đây thì quá trình tạo dựng môi trường sống cho cây giống đã tương

đối gần như hoàn tất chỉ còn lại công đoạn gieo hạt giỗng vào và chăm sóc

cho tới khi cây con sinh trưởng và đạt được kích thước, cũng như những yêu

cầu riêng cần thiết để đem đi trồng Những khay đã được cấp đủ đất sẽ được

đưa qua cơ cấu gieo hạt Hạt giống sẽ được gieo vào tất cả các lỗ trên khay

Mỗi lỗ trên khay sẽ được gieo vào một hay nhiều hạt giống tùy theo phương

pháp trồng cũng như loại cây cần trồng

2.1.6 Quy trình tưới phun

Tưới phun là hệ thống cuối cùng của hệ thống ươm trong rau tu động

Sau khi các khay được cấp đất, nén đất, gieo hạt chúng được đem tưới phun

tự động với lượng nước vừa đủ Việc tưới nước là bắt buột thực vật không thể

nảy mầm khi không co nước

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

Nhóm sinh viên thực hiện đồ án chỉ thực hiện 2 quá trình tự động đó là

cap đất, ép dat

2.2 Một số thiết kế tham khảo:

Việc đưa ra các phương án là cần thiết để đảm bảo sự tối ưu cũng như

phù hợp với nhu cầu sử dụng Thiết kế tốt nhất sẽ được lựa chọn để thi công,

thiết kế đó bên cạnh tính công nghệ, tính thẩm mỹ còn phải có chi phí thấp nhất có thể Nhóm sinh viên chúng tôi chỉ thiết kế và thi công 2 qui trình đoạn cấp đất, ép đất

1: Băng tải 8: Xilanh

2:Khung cấp khay 9: Khung cơ cấu lấp đất

3: Khay chứa 10: Tam chặn

4: Khung của cơ cầu cấp đất 11: Công tắc hành trình

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

cơ cầu vận hành kế tiếp, khoảng cách giữa các khay đi ra được điều chỉnh bởi

một chốt xilanh chặn và được quy dịnh thời gian bang van chỉnh lưu Sau một

khoảng thời gian qui định thì khay tiếp theo sẽ được băng chuyên tiếp tục đưa

ra ngoài và hành trình này cứ hoạt động liên tục cho đến khi hết các khay bên trong Khi khay được đưa ra khỏi cơ cầu cấp khay nó sẽ được đưa đến cơ cấu cap dat đề thực hiện tiếp công việc tiếp theo của hành trình

2.2.1.2 Cơ cầu cấp đất:

Khi khay được đưa tới chạm vào công tắc hành trình (CTHT) 1 thì xilanh

2 mang tam chặn đi ra Ban đầu tấm chặn đang ở vị trí đóng với đáy bồn chứa, khi tam chan di ra sé tạo ra những khe hở đất sẽ được rớt xuống khay đồng thời khay vẫn di chuyển cùng băng tải cho đến khi không còn tác động

lên CTHT 1 thì xilanh 2 đi về kéo theo tắm chặn cùng đi về để chặn miệng phều lại Khi khay kế tiếp được đưa đến vị trí v CTHT I lại có tác động thì

quá trình trên lại tiếp tục thực hiện Dưới khung của cơ cấu được gắn thêm 4

lò xo nhằm làm giảm độ nén đồng thời cũng tạo độ rung cân thiết để đất được rớt xuống khay dễ dàng hơn

2.2.1.3 Cơ cầu ép đất:

Sau khi khay đã được đỗ đầy đất thì nó sẽ được đưa tới gần cơ cấu nén

Đến đây ta không còn sử dụng hệ thống băng chuyền nữa vì nếu dùng băng chuyển thì cơ cấu nén sẽ hoạt động không được chính xác do băng chuyền luôn di chuyển mà ta dùng một xilanh 3 để kéo khay đến ngay vi tri cla cơ cầu nén Khi khay được kéo tới và tác động vào CTHT 2 thì xilanh 4 mang tắm gắn các đầu nén bằng nhựa đi xuống nén các lễ đất trong khay Xilanh 4

đi xuống để nén đồng thời khi nén sẽ tác động vào CTHT 3 làm xilanh 3 lùi

về mang theo tắm nén lên để kết thúc quá trình nén và chuẩn bị cho quá trình nén khay tiếp theo

2.2.1.4 Cơ cầu lap dat:

Khay sau khi nén sẽ được đưa đến cơ cấu lấp đất để bù lại lượng đất hao hụt trong quá trình nén để đảm bảo đủ lượng đất cần thiết cho hạt giông sinh

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

trưởng sau khi gieo Các khay được đưa tới cơ cầu lấp cũng bằng một xilanh

Cơ cấu lấp đất cũng hoạt động tương tự như cơ cấu cấp đất vào khay nhưng ta

sẽ điều chỉnh lượng đất xuống khay đủ để lắp đầy các lỗ vì lượng đất cần cấp vào khay không cần nhiều

_ Theo như thiết kế được minh hoạ ở hình 2.2 ta thấy phương án này

chiêm chiêu dài không gian lớn khó lắp đặt ở những nơi có không gian ngăn đồng thời hệ thông băng tải được thiết kế khó khăn và phức tạp

2.2.2 Phương án 2:

Hình 2.3 Hệ thống thứ hai

Cũng tương tự như phương án 1 nhưng ta sử dung băng tải hoàn toàn

Kích thước của hệ thống được thu nhỏ lại chút ít nhờ việc thiết kế cơ cấu cấp

khay tự động được bồ trí nằm ngang và vuông góc so với băng tải nhằm giảm

diện tích của toàn hệ thống

Phương án này tuy có làm giảm diện tích của hệ thông đi nhưng vẫn còn

chiêm nhiêu không gian và cũng chưa được tối ưu

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

2.2.3 Phương án 3:

Hình 2.4 Hệ thống thứ ba

1 : Động cơ điện 2 : Trục quay

Ở phương án 3 này, trên thùng của cơ cấu cấp đất và cơ cấu lắp đất còn

được gắn thêm một trục quay với các lưỡi xới để trộn và làm mềm đất nhằm

làm cho đất tơi, xốp hơn Trục quay được vận hành bằng một động cơ điện

thông qua bộ truyền đai Tính toán một truyền đai không khó nhưng gia công

rất phức tạp.Ngoài ra chọn mua động cơ cho phù hợp cũng rất khó do đó

phương án này không khả thi nên ta sẽ không chọn phương án này để thực

hiện gia công chế tạo mô hình

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

2.2.4 Phương án 4:

Hình 2.5 Hệ thống thứ tư

Phương án này cũng tương tự như phương án 3 nhưng gọn hơn, cơ cấu

cấp khay được đặt vuông góc với 2 cơ cấu còn lại nên diện tích chiều dai ngắn

hơn Ta thấy phương án này cũng không khả thi hơn bao nhiêu so với phương

án 6 nên ta cũng không chọn phương án này

Je1eeusec J

D6 an tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

2.2.5 Phương án 5;

Hình 2.6 Hệ thống thứ năm

Phương án 5 dùng hoàn toàn hệ thống khí nén nên việc thiết kế đơn giản

hơn Dây chuyên hoạt động trên một đường thăng nên việc cân chỉnh thuật tiện hơn

Ta thấy phương án nay so với các phương án trên hoàn thiện hơn rất nhiều, tuy chưa phải là phương án hoàn hảo nhất nhưng cũng đã thỏa mãn được yêu cầu về không gian, mô hình chế tạo đơn giản Phương án này được hoạt động bằng khí nén hoàn toàn

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

2.2.6 Phương án 6:

Hình 2.7 Hệ thống thứ sáu

Phương án này cũng tương tự như phương án thứ 5 nhưng để đơn giản

cho việc chế tạo mô hình nên ở phương án này ta bỏ đi bộ truyền đai, trục

quay vì nó không cần thiết Thiết kế này tương đối nhỏ gọn hơn nhưng cũng

chưa tối ưu lắm

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khi tự động-Robot

2.3 Những khuyết điểm của máy lúc chưa cải tiến và hướng

khắc phục:

2.3.1 Hình ảnh của máy khi chưa cải tiễn:

Hình 2.8 Hình chiếu cạnh của máy cũ

Hà Sơn Hải - Nguyễn Vuong Hanh

24

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khi tự động-Robot

Hình 2.9 Hình chụp từ trên cao xuống của máy cũ

2.3.2 Các yếu điểm của máy cũ:

2.3.2.1 Phần cơ khí

- Phần khung cấp khay vẫn còn quá rộng

- Phần khung ép đất chưa thẻ đỡ nối tắm thép đỡ khay

- Cơ cầu đưa khay vào dưới thùng chứa đất hoạt động không chính xác

Hình 2.10 Phần khung cấp khay máy cũ

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

Hình 2.11 Phần khung cấp đất máy cũ

2.3.2.2 Phần khí nén

- Xylanh cấp khay quá dài, ty lại không được đỡ nên bị võng

- Xylanh kéo khay ra sử dụng xylanh một ty nên hành trình dài, khi đi

ra ty xylanh không được chông đỡ nên sẽ bị cong, võng

- Hệ thống van khí nén hoạt động chập chờn do chất lượng van kém

- Máy vẫn chưa hoạt động được do thiếu bộ điều khiển

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

~- Bộ nguồn nuôi hệ thông vẫn chưa hoàn tắt nên chưa thể nuôi van và

cảm biện

2.3.3 Hướng khắc phục:

2.3.3.1 Phần cơ khí

- Thu hẹp phan khung cấp khay lại Cố định một bên, một bên dùng

tăn-đưa để điều chỉnh khoảng cách nhằm cho khay không xê dịch khi di

chuyến

- Dùng nhựa thay cho thép làm phần đỡ khay để giảm khối lượng của

máy và cụm khung ép đât

- Thiết kế thêm phần đé đỡ cho khung ép đắt, tạo sự cứng vững

Hình 2.13 Đề đỡ thực tế

2.3.3.2 Phần khí nén

_ Sử dụng các xylanh con chạy cho hệ thống cấp khay: kéo khay ra ép

đât nhằm tăng sự cứng vững cho hệ thống

- Thay các cây móc khay bằng van khí nén nhỏ

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

- Thay thê các van cũ không sử dụng được bằng các van mới

2.3.3.3 Phần điều khiển

- Thiết kế phần điều khiển của máy dùng PLC Mitsubishi

2.4 Cau tao va nguyên lý hoạt động của máy sau khi cải tiến:

2.4.1 Phần khung

- Máy được chia làm 3 phan: phần cấp khay, phần cấp đất, phần ép đất

- Mỗi phần có thể tháo rời ra để tinh chỉnh

- Hệ thống dẫn động dùng khí nén (áp suất tối thiểu để làm việc 4 bar)

- Phần điều khiển dùng PLC

- Kích thước máy 1390x11050x850 mm

- Khối lượng máy 80 kg

Hình 2.14 Tổng thể cấu tạo máy

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

Khung cấp khay có kích thước: 383x770x834 (RxDxC)

Phần khung sử dụng 4 thanh thép vuông 30x830mm day 1,5mm để làm

phần khung hình chữ nhật Cố định phần trên khung là 2 thanh sắt la

30x360mm dây 2, cố định phần dưới là 2 thanh sắt V 30x580mm dây 1,5 mm

Các thanh thép trên được có định với nhau bằng mối hàn Khi hàn phải đảm

bảo dung sai về song Song và vuông góc giữa các thanh với nhau được ghi trên bản vẽ

Hai bên hông khung cấp khay được hàn cứng một bên, một bên thiết kế

hệ thống tăn-đưa có núm vặn nhằm mục đích điều chỉnh khoảng cách phù hợp

cho từng loại khay

-_ Hai thanh sắt vuông 20x71§mm dầy 2 dùng để đỡ khay trượt vào trong phan cap dat

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

Phần bên ngoài phía trước gắn một khối thép hình chữ nhật được hàn đưa

ra ngoài để gắn hệ thống xilanh cấp khay Hệ thống xilanh cấp khay gồm 2

xilanh nối song song với nhau: một xilanh nhỏ để giữ khay, một xilanh con

chạy hành trình 915mm để đem khay vào phía dưới thùng cấp đất

Khung cấp khay có kích thước: 700x730x791 (RxDxC)

Để tạo phan khung gồm có 4 sắt vuông 30x790mm day 1,5mm Cố

định phần trên gồm 2 thanh thép la dài 419mm dây 2mm và 2 thanh sắt V

30x730mm dây 2mm

Tạo mặt phẳng đề tâm nhựa để đỡ khay trượt trên toàn bộ hệ thống là 4

thanh săt vuông 20x700 dây 2mm

Để có thể có định phần ray đất ta dùng 2 ty dẫn hướng ý12 được gắn

lên 2 bạc trượt Đề có định các bạc trượt này ta dùng 2 bát đỡ băng nhôm gắn

2 đâu mỗi ty

Phần cố định xilanh gồm các thanh sắt V 30 được hàn với nhau để cố

định xilanh kéo khay ra ngoài Phần trực tiếp cô định xilanh là sắt được phay

thành chữ U

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí tự động-Robot

Phía dưới có 2 thanh sắt vuông 40x740mm được hàn ngang: l thanh dé

hàn các sắt vuông 4 thanh sắt vuông 20x383mm để đỡ tắm nhựa đỡ khay di

chuyển

Một tắm sắt la bảng rộng 100x740 dầy 3 có khoan 2 lỗ dùng để cố định

xilanh ép đất Bên dưới có một chữ U được hàn lên để cố định xilanh kéo khay ra