Đồ án thiết kế chế tạo xe điện 2 đến 4 chỗ ngồi

Ngày nay, cuộc sống hiện đại kéo theo nhu cầu giải trí và du lịch của con người ngày càng tăng lên như một hệ quả tất yếu. Các khu du lịch vì thế cũng mọc lên càng nhiều vả về quy mô và số lượng. Vấn đề thứ nhất đặt ra ở đây là do quy mô tăng lên dẫn đến việc di chuyển qua lại giữa các nơi trong khu du lịch càng trở nên khó khăn hơn và việc sử dụng ô tô, xe máy là hoàn toàn không có mỹ quan cũng như thân thiện với môi trường. Thứ hai là ngày nay khách du lịch ngày càng muốn đi tìm sự mới mẻ độc đáo không chỉ về cảnh quan ở các khu du lịch mà còn cả về phương thức phục vụ cũng như chất lượng dịch vụ. Đáp ứng nhu cầu đó, chúng tôi đã quyết định nghiên cứu thiết kế và chế tạo ra một chiếc Xe điện mini gọn nhẹ, êm ái và thân thiện với môi trường giúp du khách di chuyển dễ dàng qua lại giữa các nơi trong các khu du lịch .

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Hà Nội, Ngày tháng năm 2015

Giảng viên hướng dẫn

(ký và ghi họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Hà Nội, Ngày tháng năm 2015

Giảng viên phản biện

(ký và ghi họ tên)

Lời nói đầu

Ngày nay, cuộc sống hiện đại kéo theo nhu cầu giải trí và du lịch của con người ngày càng tăng lên như một hệ quả tất yếu Các khu du lịch vì thế cũng mọc lên càng nhiều

vả về quy mô và số lượng Vấn đề thứ nhất đặt ra ở đây là do quy mô tăng lên dẫn đến việc di chuyển qua lại giữa các nơi trong khu du lịch càng trở nên khó khăn hơn và việc

sử dụng ô tô, xe máy là hoàn toàn không có mỹ quan cũng như thân thiện với môi trường Thứ hai là ngày nay khách du lịch ngày càng muốn đi tìm sự mới mẻ độc đáo không chỉ

về cảnh quan ở các khu du lịch mà còn cả về phương thức phục vụ cũng như chất lượng dịch vụ Đáp ứng nhu cầu đó, chúng tôi đã quyết định nghiên cứu thiết kế và chế tạo ra

một chiếc Xe điện mini gọn nhẹ, êm ái và thân thiện với môi trường giúp du khách di

chuyển dễ dàng qua lại giữa các nơi trong các khu du lịch

Trong quá trình nghiên cứu, do chưa có nhiều kinh nghiệm chuyên môn nên nhóm còn

nhiều thắc mắc và sai sót Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy Khổng Minh – Bộ môn Cơ Điện Tử, Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội đã tận tình giải đáp và giúp

đỡ nhóm thực hiện và hoàn thành đề tài này Xin chân thành cảm ơn !

Nhóm sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Huy

Nguyễn Xuân Hiệp Nguyễn Trung Thuy Nguyễn Tiến Huy

Mục Lục

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 1

1.3 Nội dung nghiên cứu của đề tài 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN 4

2.1 Tình hình phát triển của các loại xe điện trên thế giới 4

2.2 Các loại xe điện hiện nay tại Việt Nam 8

2.3 Một số đề tài đã nghiên cứu về xe điện tại Việt Nam 9

2.3.1 Thiết kế chế tạo ô tô điện 4 chỗ ngồi ( chuyển đổi từ ô tô thông thường chạy bằng động cơ đốt trong – Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM) 9

2.3.2 Đồ án thiết kế và chế tạo xe lai 10

2.4 Đề tài chế tạo xe điện mini chạy trong khu du lịch 11

CHƯƠNG III : MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 13

3.1 Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống cơ khí 13

3.1.1 Xây dựng mô hình hệ thống cơ khí 13

3.1.2 Mô phỏng chuyển động của xe 17

3.2 Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống điều khiển 25

3.2.1 Mô hình hệ thống điều khiển 25

3.2.2 Mô phỏng hệ thống điều khiển 26

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ HỆ THỐNG 29

4.1 Thiết kế hệ thống cơ khí 30

4.1.1 Chọn vật liệu làm khung 30

4.1.2 Bánh xe 31

4.1.3 Động cơ 32

4.1.4 Ác quy 39

4.1.5 Trục xe 39

4.1.6 Bộ truyền đai răng 46

4.1.7 Hệ thống phanh đĩa 51

4.1.8 Hệ thống giảm xóc 52

4.1.9 Hệ thống lái 55

4.1.10 Bản lề 56

4.1.11 Trục xe 57

4.1.12 Ổ bi 63

4.1.13 Ụ quay 66

4.1.14 Miếng đệm và thanh đỡ 66

4.1.16 Tay ga 68

4.1.17 Bản vẽ lắp hệ thống cơ khí 68

4.2 Thiết kế hệ thống điều khiển 69

4.2.1 Bo mạch điều khiển Arduino 69

4.2.2 Module điều khiển động cơ L298N 70

4.2.3 Encoder 71

Danh Mục Hình Ảnh Và Bảng Biểu

Hình 2 1 Các loại phương tiện giao thông điện đang thay đổi thế giới 4

Hình 2 2 Các thành tựu đột phá trong lĩnh vực chế tạo xe điện đã đạt được (phần 1 ) 5

Hình 2 3 Các thành tựu đột phá trong lĩnh vực chế tạo xe điện đã đạt được ( phần 2) 6

Hình 2 4 Các mặt lợi và những điểm còn hạn chế của xe điện 7

Hình 2 5 Xe điện Burby’s 50 8

Hình 2 6 Xe sân golf 4 chỗ Eagle 8

Hình 2 7 Xe điện Tùng Lâm 2 chỗ VNE.CAR 02 ( xuất xứ Việt Nam ) 9

Hình 2 8 Xe điện Tùng Lâm 4 chỗ VNE.CAR 04B2 9

Hình 3 1 Sơ đồ hệ thống xe điện 13

Hình 3 2 Tọa độ của xe trong không gian 16

Hình 3 3 Mô hình xe thành một hệ nhiều vật 18

Hình 3 4 Sơ đồ mạch điều khiển 25

Hình 3 5 Lập trình Arduino 26

Hình 3 6 Lập trình Arduino trên điện thoại 27

Hình 3 7 Mô phỏng hoạt động của mạch 28

Hình 4 1 Bản thiết kế hoàn chỉnh 29

Hình 4 2 Khung 30

Hình 4 3 Bánh xe 31

Hình 4 4 Động cơ 32

Hình 4 5 Động cơ MY1016Z3 37

Hình 4 6 Đường đặc tính của động cơ 38

Hình 4 7 Thông số và kích thước động cơ MY1016Z3 38

Hình 4 8 Ác quy 39

Hình 4 9 Trục 39

Hình 4 10 Bảng đường kính trục theo tiểu chuẩn TCVN 142-64 40

Hình 4 11 Bảng chọn độ rộng ổ bi theo đường kính sơ bộ của trục 41

Hình 4 12 Sơ đồ momen uốn xoắn trên trục 44

Hình 4 13 Pulley và dây đai 46

Hình 4 14 Kích thước các loại đai 47

Hình 4 15 Bảng tính chọn loại đai 47

Hình 4 16 Bảng tính chọn chiều dài đai 48

Hình 4 17 Các loại đai theo tiêu chuẩn TCVN 49

Hình 4 18 Cách đọc thông số các loại đai 49

Hình 4 19 Bảng tính khoảng cách trục và số răng ăn khớp 50

Hình 4 20 Hệ thống phanh 51

Hình 4 21 Hệ thống giảm chấn 52

Hình 4 22 Cấu tạo của giảm chấn 53

Hình 4 23 Hệ thống lái 55

Hình 4 24 Bản lề 56

Hình 4 25 Trục 57

Hình 4 26 Bảng đường kính trục theo tiểu chuẩn TCVN 142-64 58

Hình 4 27 Bảng chọn độ rộng ổ bi theo đường kính sơ bộ của trục 58

Hình 4 28 Sơ đồ momen uốn xoắn trên trục 61

Hình 4 29 Ổ bi 63

Hình 4 30 Bảng tính chọn ổ bi 64

Hình 4 31 Ụ quay 66

Hình 4 32 Thanh đài hồi 66

Hình 4 33 Đai ốc, bu lông và đinh tán 67

Hình 4 34 Tay ga 68

Hình 4 35 Bản vẽ lắp hệ thống cơ khí 68

Hình 4 36 Bo mạch Arduino 69

Hình 4 37 Module điều khiển động cơ L298N 70

Hình 4 38 Mạch nguyên lý sử dụng module L298N 71

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG

quyết định nghiên cứu chế tạo một loại xe điện mini để phù hợp sử dụng trong các khu

công viên du lịch Điểm cốt lõi của chiếc xe là nó chạy trong các khu vui chơi, giải trí nên ngoài việc nó thuận tiện, dễ sử dụng, thân thiện với môi trường thì nó còn phải có một thiết kế mới mẻ, tinh tế để hấp dẫn du khách Hiện nay, trên thị trường đã có nhiều sản phẩm xe điện chế tạo theo mô hình này và tại nhiều khu du lịch đã bắt đầu áp dụng vào thực tế, song hầu hết chúng là các loại xe theo kiểu như mô hình xe bus với nhiều chỗ ngồi, dẫn động bằng động cơ lắp ở bánh sau và điều hướng bằng 2 bánh trước ( giống như trên ô tô ) Điều này dẫn đến một hạn chế là nếu đi trong địa hình rừng núi, trong các vườn quốc gia có nhiều vùng đất nhão nên nếu xe bị lầy bánh sau thì sẽ không

di chuyển được và đặc biệt là những xe này thường có trên 10 chỗ ngồi nên khá lớn khiến cho việc di chuyển khá khó khăn Biết được điều đó nên nhóm đã quyết định thiết

kế động cơ nằm ở giữa thân xe và sẽ truyền chuyển động đến các bánh sau và bánh trước bằng bộ truyền động đai răng Điều này sẽ khắc phục được các nhược điểm đã nêu ở trên nhưng lại khiến cho việc thiết kế trở nên khó hơn Phần này là mục tiêu nghiên cứu chủ chốt của đề tài

1.2 Mục tiêu của đề tài

Thiết kế và chế tạo chiếc xe với các thông số dự kiến :

 Tải trọng : 2 người ( 140kg )

 Tốc độ tối đa : 18km/h

 Thời gian tăng tốc từ 0 đến 18km/h : 30s

2

 Khối lượng thân xe khoảng :30kg

 Có khả năng vận hành êm ái, dễ dàng và đặc biệt là có thiết kế thân thiện, phù hợp với không gian tại các khu du lịch

1.3 Nội dung nghiên cứu của đề tài

Các bài toán cần phải giải quyết trong quá trình nghiên cứu đề tài :

 Bài toán động học mobile robot

 Bài toán động lực học hệ nhiều vật

 Tính toán thiết kế truyền động cơ khí

 Tính toán thiết kế trục

 Bài toán tính kết cấu khung, giảm chấn

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm

 Lý thuyết :

o Mô hình hóa chuyển động của xe

o Tính toán chọn động cơ cho xe

o Tính toán động học và động lực học

o Tính lựa chọn bộ truyền đai

o Mô phỏng hệ thống

o Thiết kế trục, ổ bi

o Thiết kế hệ thống cơ khí cho chiếc xe

o Thiết kế hệ thống điều khiển cho xe

 Thực nghiệm :

o

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

 Ý nghĩa khoa học :

o Xây dựng các bài toán động học và động lực học cho xe điện mini 4 bánh

o Mô hình hóa chuyển động hệ nhiều vật cho xe 4 bánh

cao của con người

o Giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiếng ồn Bước đầu thay đổi thói

quen của con người trong việc bảo vệ môi trường

4

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN

2.1 Tình hình phát triển của các loại xe điện trên thế giới

Chúng ta cùng nhìn lại sự phát triển của các loại xe điện hiện nay trên thế giới qua các infographic vui dưới đây :

Hình 2 1 Các loại phương tiện giao thông điện đang thay đổi thế giới

Nguồn : dang-thay-doi-the-gioi.2455460

https://tinhte.vn/threads/infographic-phuong-tien-giao-thong-su-dung-dien-Hình 2 2 Các thành tựu đột phá trong lĩnh vực chế tạo xe điện đã đạt được (phần 1 ) Nguồn : https://tinhte.vn/threads/infographic-phuong-tien-giao-thong-su-dung-dien- dang-thay-doi-the-gioi.2455460/

6

Hình 2 3 Các thành tựu đột phá trong lĩnh vực chế tạo xe điện đã đạt được ( phần 2) Nguồn : https://tinhte.vn/threads/infographic-phuong-tien-giao-thong-su-dung-dien- dang-thay-doi-the-gioi.2455460/

Hình 2 4 Các mặt lợi và những điểm còn hạn chế của xe điện

Nguồn : dang-thay-doi-the-gioi.2455460/

Hình 2 7 Xe điện Tùng Lâm 2 chỗ VNE.CAR 02 ( xuất xứ Việt Nam )

Nguồn : http://www.tunglamco.com.vn/

Hình 2 8 Xe điện Tùng Lâm 4 chỗ VNE.CAR 04B2

Nguồn : http://www.tunglamco.com.vn/

2.3 Một số đề tài đã nghiên cứu về xe điện tại Việt Nam

2.3.1 Thiết kế chế tạo ô tô điện 4 chỗ ngồi ( chuyển đổi từ ô tô thông thường chạy bằng động cơ đốt trong – Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM)

Đề tài này nghiên cứu cách chế tạo ra một chiếc xe ô tô 4 chỗ ngồi bằng cách thay thế động cơ đốt trong của chiếc xe bằng một động cơ điện có công suất tương ứng

10

,nghiên cứu sử dụng bộ nguồn, sạc cho động cơ này và giữ nguyên thiết kế của chiếc xe

 Những điểm đã làm được :

 Chuyển đổi xe ô tô sử dụng động cơ đốt trong sang động cơ điện

 Nghiên cứu tính toán ra các thông số kỹ thuật của xe sau khi chuyển đổi,

so sánh kết quả thu được với việc sử dụng động cơ đốt trong mang lại nhiều kết quả tích cực

 Những ưu điểm của đề tài :

 Chiếc xe sau khi chuyển đổi có giá thành gần như rẻ hơn 2 đến 3 lần so với các loại xe điện hiện nay trên thế giới

 Tiết kiệm chi phí nhiên liệu gần 40% so với xe cơ sở

 Không gây ô nhiễm môi trường, không gây ra tiếng ồn của động cơ

 Những điểm còn hạn chế :

 Đồ án còn mang nặng tính lý thuyết

 Chưa áp dụng vào thực nghiệm nên chưa rõ hiệu quả cũng như tính khả thi của đề tài

 Chưa đi sâu vào phần thiết kế, chế tạo

2.3.2 Đồ án thiết kế và chế tạo xe lai

Đây là đề tài nghiên cứu cách kết hợp sử dụng giữa động cơ xăng và động cơ điện

để sử dụng trong cùng một chiếc xe, tối ưu hóa 2 động cơ này giúp giảm hao tốn nhiên liệu và ô nhiễm môi trường, tiếng ồn …

 Những ưu điểm của đề tài :

 Có ý tưởng sáng tạo từ việc kết hợp 2 loại động cơ với nhau

 Giảm thiểu chi phí nhiên liệu so với các xe chạy thuần bằng động cơ xăng

 Làm giảm ô nhiễm môi trường, tiếng ồn

 Đề tài nghiên cứu sâu, đã đi vào chế tạo mô hình thực nghiệm

 Đã đánh giá được kết quả cũng như tính thực tế của đề tài

 Những điểm còn hạn chế :

 Thiết kế và chế tạo khó khăn do phải kết hợp 2 kiểm động cơ

 Mới dừng ở chế tạo mô hình, chưa thể đưa vào hiện thực hóa thương mại

do đòi hỏi yếu tố kỹ thuật cao so với điều kiện thực tế tại nước ta hiện nay

2.4 Đề tài chế tạo xe điện mini chạy trong khu du lịch

 Những điểm kế thừa các đề tài trước :

 Mục đích nghiên cứu là để chế tạo một chiếc xe điện có giá thành rẻ, tiêu thụ ít năng lượng trong bối cảnh nguồn tài nguyên thiên nhiên là xăng dầu đang ngày càng cạn kiệt, đặc biệt là nó không gây tiếng ồn và ô nhiễm môi trường

 Những điểm mới trong đề tài :

 Chiếc xe hoàn toàn chạy bằng động cơ điện

 Thiết kế chế tạo khung xe phù hợp với không gian các khu du lịch

 Điều hướng bằng vô lăng nhưng không theo cách thông thường trên các loại xe ô tô ,mà sử dụng encoder để đo góc quay của vô lăng qua đó điều chỉnh thay đổi vận tốc giữa 2 bánh dẫn đến chuyển động quay của xe

 Sử dụng bộ truyền đai răng để truyền chuyển động từ động cơ đến bánh trước và bánh sau ,thay vì chỉ bánh sau như các loại xe truyền thống Điều này giúp xe vẫn có thể đi được nếu bánh sau bị kẹt lầy ( điều hay gặp trong các khu vườn quốc gia sau khi mưa đất ở đây thường bị nhão

ra dẫn đến xảy ra trường hợp các xe dẫn động bằng bánh sau không di chuyển được nếu bánh sau kẹt )

12

 Những điều đúc kết lại được sau khi hoàn thành đề tài :

 Việc các loại xe điện chưa thực sự phổ biến tại nước ta hiện nay cũng như tại các khu du lịch thì việc nghiên cứu chế tạo chúng hoàn toàn có triển vọng tốt

 Chế tạo các loại xe này không quá khó, linh kiện hầu như được bán rộng rãi ngoài thị trường, không đòi hỏi kỹ thuật và năng lực chế tạo cao Vì vậy có thể áp dụng đề tài này rộng rãi, đưa chúng trở nên phổ biến

 Chi phí sản xuất ra chiếc xe không qua cao và nó rẻ hơn nhiều so với các loại xe nhập ngoại cùng chủng loại Nó cho thấy khả năng cạnh tranh rất cao nếu áp dụng đưa vào sản xuất thương mại

 Hướng đề xuất phát triển đề tài trong tương lai :

Tìm nhà tài trợ để hiện thực hóa dự án trên thực tế và áp dụng các tính toán và thiết kế đã làm trong đề tài để ta có thể tính toán và kiểm nghiệm hệ thống truyền năng lượng và tính hiệu quả và khả thi của đề tài

CHƯƠNG III : MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG

3.1 Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống cơ khí

3.1.1 Xây dựng mô hình hệ thống cơ khí

Liên kết tín hiệu, điện

 Khối năng lượng 1 : Dùng để cấp nguồn duy trì hoạt động cho tay ga và

encoder Ta sử dụng nguồn 5V để duy trì cho các thiết bị trên

14

 Đảm bảo dễ dàng nạp điện cho khối nguồn

 Có thời gian sử dụng cho mỗi lần nạp từ 3-5 giờ

 Khối năng lượng 2 : Dùng để cấp nguồn cho 2 động cơ 24V và bộ điều khiển

động cơ Do đó ta sử dụng bộ nguồn 24V rồi sử dụng mạch hạ áp để cấp cho mạch

điều khiển và mạch công suất ( trong bộ điều khiển )

Yêu cầu :

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

 Có khối lượng và khuôn khổ nhỏ để lắp ráp lên thân xe mang tính thẩm mỹ

 Dễ dàng tháo lắp

 Đảm bảo hoạt động được 3-5 giờ cho một lần nạp

 Encoder

Trong đề tài này, ta sử dụng Encoder để đo góc khi ta quay vô lăng chiếc xe Tín hiệu

đo được gửi tới bộ điều khiển để xử lý và đầu ra là tốc độ của 2 động cơ Chênh lệch

về tốc độ giữa 2 động cơ sẽ làm cho xe chuyển hướng

 Thiết kế phù hợp để cùng một lúc điều khiển được 2 động cơ

 Bộ điều khiển động cơ

Bộ điều khiển động cơ sẽ có tác dụng phân tích tín hiệu từ encoder và tay ga để điều khiển tốc độ của 2 động cơ theo ý muốn Đây là trung tâm xử lý tín hiệu của chiếc xe Yêu cầu :

 Tốc độ xử lý cao, có bộ nhớ chương trình đủ lớn để lưu trữ hoạt động của chiếc

xe

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

 Khối lượng nhỏ, gọn nhẹ phù hợp với yêu cầu thẩm mỹ của chiếc xe

 Hoạt động ổn định, có tuổi thọ cao

 Gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt phù hợp với thẩm mỹ của chiếc xe

 Cơ cấu truyền chuyển động từ động cơ ra bánh

Để tận dụng cả sức kéo và sức đẩy của động cơ ta thiết kế xe với động cơ đặt ở giữa thân và truyền chuyển động đến 2 bánh trước và sau thông qua bộ truyền đai răng Yêu cầu :

 Bộ truyền đai thiết kế đúng tiêu chuẩn

 Lắp đặt hợp lý để hoạt động tốt nhất, tránh trường hợp bị tuột đai khi xe đi vào nơi xóc, gồ ghề

 Dây đai và puli đủ khỏe để chịu được tải trọng lớn của chiếc xe

 Bánh

Bánh xe là phần quan trọng của một chiếc xe Nó là điểm đặt toàn bộ lực của chiếc xe lên mặt đất tiếp xúc Vì vậy việc lựa chọn bánh xe sao cho phù hợp là điều vô cùng cần thiết

Yêu cầu :

 Bánh xe thiết kế đúng theo tiêu chuẩn, cân đối với ngoại hình chiếc xe

 Chịu được tải trọng lớn

 Phần lốp có độ bền cao

16

 Đảm bảo êm ái khi di chuyển

 Khảo sát chuyển động của xe

Giả sử chiếc xe có 4 bánh kí hiệu lần lượt là bánh 1, bánh 2, bánh 3, bánh 4, khi đó tốc

độ quay của bánh 1 và bánh 2 bằng nhau, của bánh 3 và bánh 4 bằng nhau Do đó khi chiếc xe chuyển động ta quy nó lại là một vật chuyển động dựa trên 2 bánh 1 và 3 trong một hệ tọa độ Oxy như hình vẽ :

Hình 3 2 Tọa độ của xe trong không gian

ICC là tâm quay tức thời của xe

R là bán kính quay tức thời

L là khoảng cách giữa 2 bánh

Ta lấy trọng tâm của chiếc xe nằm giữa 2 bánh Vận tốc tại đây chính là vận tốc của xe

Ta có bán kính quay tức thời của bánh 1 và bánh 3 lần lượt là :

𝑉 1 , 𝑉 3 𝑙ầ𝑛 𝑙ượ𝑡 𝑙à 𝑣ậ𝑛 𝑡ố𝑐 𝑑à𝑖 𝑐ủ𝑎 𝑏á𝑛ℎ 1 𝑣à 𝑏á𝑛ℎ 3

Vận tốc tức thời của thân :

𝑞̇1, 𝑞3̇ 𝑙à 𝑣ậ𝑛 𝑡ố𝑐 𝑔ó𝑐 𝑐ủ𝑎 𝑏á𝑛ℎ 1 , 3

r là bán kính bánh xe ( r1=r2=r3=r4=r )

Công thức cho thấy vận tốc của thân phụ thuộc vào vận tốc của 2 bánh

Không giống như các loại xe thông thường, chiếc xe trong đề tài điều hướng thông qua

sự chênh lệch vận tốc của 2 động cơ Nguyên lý của việc điều hướng này là :

 Khi 2 động cơ quay cùng chiều, cùng vận tốc thì chiếc xe sẽ chuyển động thẳng

 Khi 1 động cơ quay cùng chiều và nhanh hơn động cơ còn lại thì tất yếu chiếc

xe sẽ chuyển động quay về phía động cơ quay chậm hơn

 Ta không điều hướng quay cho chiếc xe theo kiểu điều khiển 2 động cơ quay cùng vận tốc và ngược chiều giống như trên các robot vượt địa hình vì nó sẽ gây ra hiện tượng trượt bánh, do đó không an toàn cho người ngồi

3.1.2 Mô phỏng chuyển động của xe

18

- Kí hiệu 𝑀1 ,𝑀2 là khối lượng của robot;𝑏1,𝑏2 lần lượt là độ giảm chấn của các chân 1,

2, ; 𝑐1 ,𝑐2 lần lượt là độ cứng đàn hồi của các chân 1, 2, 3; 𝑐3, 𝑐4 lần lượt là độ cứng của các cột sống thụ động Khoảng cách giữa các chân l l1 l2

- Giả sử qui luật nhấp nhô của mặt đường xác định bởi hàm tuần hoàn:

*

12

Thế các nghiệm riêng vào phương trình vi phân rồi so sánh với hệ số, ta nhận được

phương trình đại số tuyến tính để xác định các hằng số A0,A1,A2,B0,B1,B2,C0,C1,C2

Đối với khâu 1:

2sin sin

1 4

5 0 3 3 0

3.2 Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống điều khiển

3.2.1 Mô hình hệ thống điều khiển

Hình 3 4 Sơ đồ mạch điều khiển

Các thành phần chính của mạch điều khiển :

 Arduino Uno R3 : Arduino là một Board mạch Vi Điều Khiển sử dụng

chip AVR ATmega328,Atmega168, ATmega8 của Atmel Nó chứa tất cả mọi thứ cần thiết lập trình vi điều khiển

điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ DC một cách dễ dàng, ngoài

ra module L298 còn điều khiển được 1 động cơ bước lưỡng cực mạch cầu

H l298 động cơ có điện áp từ 5V đến 35V Mạch Điều Khiển Động Cơ

L298 có tích hợp một IC nguồn 7805 để tạo ra nguồn 5V để cung cấp cho

các thiết bị khác

Nguồn :http://arduion.com

Ngôn ngữ Arduino bắt nguồn từ C/C++ phổ biến hiện nay do đó rất dễ học, dễ

hiểu Nếu học tốt chương trình Tin học 11 thì việc lập trình Arduino sẽ rất dễ thở đối với bạn

Để lập trình cũng như gửi lệnh và nhận tín hiệu từ mạch Arduino, nhóm phát triển dự án này đã cũng cấp đến cho người dùng một môi trường lập trình

Arduino được gọi là Arduino

IDE (Intergrated Development Environment) như hình dưới đây :

Hình 3 5 Lập trình Arduino

 Lập trình trên điện thoại :

 Mô phỏng hoạt động của mạch :

Hình 3 6 Lập trình Arduino trên điện thoại

28

Hình 3 7 Mô phỏng hoạt động của mạch

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Hình 4 1 Bản thiết kế hoàn chỉnh

4.1.2 Bánh xe

Bánh xe có dường kính 30 cm.chiều dày 13 cm với lốp dược làm từ cao su tổng hợp,vành xe được đúc bằng vật liệu hợp kim nhôm, vừa nhẹ nhưng cũng đảm bản độ chắc chắn cho bánh xe Nhờ có hệ thống đại răng lắp vào từ động cơ truyền đến bánh

xe tạo nên chuyện động của xe

Hình 4 3 Bánh xe