thiết kế hệ thống giữ xe ô tô tự động

Trên thế giới hiện có khá nhiều hệ thống giữ xe tự động thông minh với nhiều nguyên lý hoạt động khác nhau như hệ thống bãi đỗ xe tự động từng tầng di chuyển độc lập Rollpark System, hệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Vũ Như Phan Thiện Sinh viên thực hiện: Phạm Quốc Minh

Lớp: CK14KTK

MSSV: 1412313

TP.HCM, tháng 5 năm 2019

LỜI CẢM ƠN

Ngày nay, ngành cơ khí đóng vai trò chủ đạo trong công nghiệp hóa hiện đại hóa, nó tạo tiền đề cho các ngành công nghiệp khác phát triển Vì vậy, việc đầu tư khoa học kỹ thuật trong ngành là điều kiện tiên quyết Người sinh viên ngành cơ khí khi mới ra trường phải biết vận dụng những kiến thức đã học để đạt được hiệu quả cao nhất trong công việc

Sau những năm học chuyên ngành Thiết Kế Máy tại trường Đại Hoc Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, em vô cùng biết ơn khi nhận được sự hướng dẫn tận tình của các Thầy, Cô ở trường nói chung và các Thầy, Cô Khoa Cơ Khí, bộ môn Thiết

Kế Máy nói riêng Em xin gửi lời chân thành cảm ơn các Thầy, Cô vì đã không chỉ hướng dẫn em các kiến thức quan trọng của chuyên ngành, mà con tận tình dạy bảo cho em những bài học kinh nghiệm của cuộc sống và công việc, giúp em cảm thấy

tự tin hơn rất nhiều khi sắp bước chân vào đời

Em xin gửi lời tri ân đặc biệt đến Thầy Vũ Phan Như Thiện, Thầy đã hi sinh rất nhiều thời gian và công sức để hướng dẫn em thực hiện xong đề cương luận văn

và luận văn tốt nghiệp, sự hướng dẫn của Thầy là vô cùng quý báu đối với một sinh viên còn non nớt trong cả tuổi đời lẫn tuổi nghề như em

Em xin gửi lời cảm ơn gia đình vì đã là điểm tựa vững chắc cho em, và bạn

bè đã hỗ trợ em rất nhiều trong suốt quá trình học tập, tích cực động viên và góp ý giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Đối với những sinh viên năm cuối trước khi ra trường phải thực hiện đồ án tốt nghiệp, nhằm tổng hợp lại các kiến thức đã học đồng thời làm quen với việc nghiên cứu khoa học khi đã ra trường Với tinh thần đó, sau một thời gian suy nghĩ

và phân tích, em đã thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: HỆ THỐNG GIỮ Ô TÔ

TỰ ĐỘNG (VERTICAL PARKING SYSTEM)

Với kiến thức hạn hẹp, chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế trong quá trình thực hiện đề tài sẽ không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận được sự góp ý chân thành

từ các thầy cô và các bạn sinh viên

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 2

MỤC LỤC 3

CHƯƠNG 1 8

TỔNG QUAN 8

I Nhu cầu xã hội: 8

1 Các vấn đề cần đáng quan tâm 8

2 Ưu điểm của việc sử dụng hệ thống đỗ xe tự động 9

II Giới thiệu ý tưởng sản phẩm: 10

CHƯƠNG 2 12

XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT 12

I Nhiệm vụ thiết kế: 12

1 Mục đích thương mại: 12

2 Thị trường mục tiêu: 12

3 Yêu cầu thiết kế: 12

II Xác định yêu cầu khách hàng: 12

1 Xác định khách hàng: 12

2 Nhu cầu khách hàng: 13

III Các phương án lựa chọn: 13

1 Bãi giữ xe truyền thống: 13

2 Mô hình giữ xe xếp hình: 14

3 Bãi giữ xe dạng xếp chồng: 15

4 Hệ thống đỗ xe sử dụng thang nâng di chuyển: 16

5 Hệ thống giữ xe xoay vòng đứng (vertical rotary parking system): 18

IV Yêu cầu kỹ thuật: 19

1 Tham khảo các dòng xe: 19

2 Tính chất kỹ thuật của hệ thống: 24

3 Thông số đầu vào: 24

CHƯƠNG 3 25

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 25

I Sơ đồ hoạt động 25

1 Sơ đồ nguyên lý 25

2 Sơ đồ động: 26

II Nguyên lý hoạt động: 27

III Các bước thiết kế: 28

CHƯƠNG 4 29

TTÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN LÀM VIỆC 29

I Phân chia các cụm làm việc: 29

1 Cụm làm việc chính: 29

2 Cụm truyền động: 30

3 Cụm kết cấu: 31

4 Cụm điều khiển: 32

5 Cụm an toàn 33

II Tính toán các cụm làm việc: 33

1 Tính toán lựa chọn bộ truyền xích tải và động cơ: 33

2 Tính toán bộ truyền xích cấp nhanh 42

3 Tính toán bộ truyền xích cấp chậm 47

4 Tính toán hệ thống phanh: 52

5 Thiết kế trục: 53

Trục III: 54

Trục IV: 58

Trục V: 62

III Kiểm nghiệm độ bền trục 65

1 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi: 65

2 Kiểm nghiệm trục theo độ bền tĩnh: 68

IV Kiểm nghiệm then: 70

1 Kiểm nghiệm then theo điều kiện bền dập : 70

2 Kiểm nghiệm then điều kiện bền cắt: 71

CHƯƠNG 5 72

TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN 72

I Trục III: 72

II Trục IV: 75

III Trục V: 77

IV Trục xoay lồng chứa xe: 79

CHƯƠNG 6 82

THIẾT KẾ CÁC CỤM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG 82

I Lồng chứa xe: 82

II Khung thép chính. 84

III Tổng quan hệ thống: 87

IV Phương hương lập trình hệ thống điều khiển, cảm biến: 88

CHƯƠNG 7 90

KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM 90

I Kết luận: 90

II Đánh giá và đề xuất cải tiến: 91

PHỤ LỤC 92

NGUỒN THAM KHẢO 99

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Hình 1: Bãi giữ xe truyền thống 13

Hình 2: Bãi giữ xe xếp tầng 14

Hình 3: Bãi giữ xe xếp chồng 15

Hình 4: Bãi giữ xe thang nâng 16

Hình 5: Bãi giữ xe thang nâng 16

Hình 6: Bãi giữ xe xoay vòng đứng 18

Hình 7: Ô tô dòng sedan 19

Hình 8: Kích thước trung bình sedan hạng B thông dụng 20

Hình 9: Ô tô dòng SUV 21

Hình 10: Ô tô dòng MPV 22

Hình 11: Ô tô dòng hatchback 23

Hình 12: Kích thước trung bình dòng xe hatchback 23

Hình 13: Sơ đồ nguyên lý 25

Hình 14: Sơ đồ động 26

Hình 15: Hình chiếu và các kích cỡ 27

Hình 16: Mô hình xe trong hệ thống 29

Hình 17: Động cơ gắn liền hộp giảm tốc 30

Hình 18: Mô hình hệ thống truyền động 31

Hình 19: Mô hình cụm khung chính 32

Hình 20: Mô hình xích tải 34

Hình 21: Mô hình đĩa xích tải 35

Hình 22: Guồng tải đứng có giá 38

Hình 23: Biểu đồ momen trục III 54

Hình 24: Kết cấu sơ bộ trục III 57

Hình 25: Biểu đồ momen trục IV 58

Hình 26: Kết cấu sơ bộ trục IV 61

Hình 27: Biểu đồ momen trục V 62

Hình 28: Kết cấu sơ bộ trục V 65

Hình 29: Mô hình sàn pallet 82

Hình 30: Mô hình lồng treo xe 83

Hình 31: Mô hình khung trên 85

Hình 32: Mô hình khung dưới 86

Hình 33: Mô hình tổng quan hệ thống 87

Hình 34: Mô hình bố trí hộp điều khiển 89

Hình 35: Mô hình cảm biến định vị 89

Hình 36: Khả năng tùy biến ngoại hình và thu nhập từ quảng cáo 89

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1: Thông số đầu vào của hệ thống 24

Bảng 2: Thông số cơ bản xích tải 37

Bảng 3: Thông số cơ bản động cơ 41

Bảng 4: Bảng số liệu dùng cho các bộ truyền cơ khí 42

Bảng 5: Bảng thông số bộ truyền xích cấp nhanh 46

Bảng 6: Bảng thông số bộ truyền xích cấp chậm 51

Bảng 7: Bảng kiểm nghiệm bền mỏi trục III 67

Bảng 8: Bảng kiểm nghiệm bền mỏi trục IV 68

Bảng 9: Bảng kiểm nghiệm bền mỏi trục V 68

Bảng 10: Bảng kiểm nghiệm bền tĩnh trục 69

Bảng 11: Bảng kiểm nghiệm bền dập then 71

Bảng 12: Bảng kiểm nghiệm bền cắt then 71

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

I Nhu cầu xã hội:

Bất kì loại phương tiện giao thông nào cũng đều dẫn đến những tình huống khó xử lý khi dừng/đỗ, đặc biệt là đối với ô tô Sự thật là, khi chúng ta đã di chuyển đến nơi cần đến cũng là lúc chúng ta đối mặt với những vấn đề về đỗ xe, giữ xe Đặc biệt là đối với nhũng thành phố lớn với mật độ dân cư đông đúc như TP.HCM

và Hà Nội, những thách thức cực lớn về mối quan hệ cung/cầu giữa khả năng đáp ứng của bãi giữ xe và nhu cầu cấp bách của người sử dụng gây ra không ít khó khăn và hao phí cho cả 2 bên

Để góp phần giải quyết vấn đề này, giải pháp giữ xe thông minh đóng vai trò

hỗ trợ bãi xe tăng cường dung lượng giữ xe mà không làm hao phí diện tích Hiện nay giải pháp tương tự đến từ công ty Don Yang PC (Hàn Quốc) đã áp dụng thành công ở trên 11 quốc gia lớn trên thế giới, bao gồm: Hàn Quốc, Nhật Bản, Nga, Romania, Argentina, Iran, Kuwait, Singapore, Ả Rập Saudi, Mexico và Mỹ Giải pháp này đã chứng minh được giá trị của mình qua nhu cầu sử dụng mỗi ngày của người dân các nước được áp dụng

1 Các vấn đề cần đáng quan tâm

Có rất nhiều khía cạnh cần cân nhắc trước khi lựa chọn hệ thống giữ xe tự động

• Chọn lựa loại hệ thống là bước đầu tiên khi thiết kế

• Nghiên cứu kĩ lưỡng các loại xe phổ biến trên thị trường

• Tùy vào địa điểm lắp đặt, thời điểm ra vào đông nhất của xe sẽ khác nhau, cần nghiên cứu cả điều này trước khi thiết kế

• Cần trang bị/đấu nối hệ thống với máy phát điện của tòa nhà

• Cần tuân thủ các quy định về phòng cháy chữa cháy, đảm bảo an toàn cho người sử dụng, cho xe và cho cả hệ thống

• Cần đảm bảo quy định về tiếng ồn khi đặt ở trường học, bệnh viện

2 Ưu điểm của việc sử dụng hệ thống đỗ xe tự động

Tiết kiệm quỹ đất:

Theo “ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy hoạch xây dụng “ QCXDVN : 20008/ BXD của Bộ Xây Dựng, số lượng chỗ giữ xe được quy định như sau:

• Với khách sạn từ 3 sao trở nên : 4 phòng phải có 1 chỗ đỗ

• Với văn phòng cao cấp, trụ sở cơ quan đối ngoại: 100m2 sàn sử dụng / 1 chỗ

• Siêu thị, cửa hàng lớn, trung tâm hội nghị, triển lãm, trưng bầy: 100m2 sản sử dụng /1 chỗ

• Chung cư cao cấp : 1 căn hộ/ 1.5 chỗ

Do đặc tính kĩ thuật của mình, với cùng một đơn vị diện tích, hệ thống giữ xe

tự động có hiệu suất cao hơn rất nhiều lần, từ đó tiết kiệm được đáng kể diện tích sửa dụng làm bãi xe

Tiết kiệm chi phí đầu tư :

• Việc tăng số lượng giữ xe được mà không cần tăng diện tích dất sẽ giúp tiết kiệm chi phí đầu tư mua đất

• Giảm bớt khối lượng thi công do giảm đáng kể diện tích mặt sàn cần xây dựng

• Đóng vai trò giải quyết khó khăn thi công, đặc biệt là ở những khu vực đất yếu, việc đào hầm giữ xe rất tốn kém và khó khăn

• Tiết kiệm chi phí xăng dầu khi tìm chỗ giữ xe trong bãi

• Giảm thiểu ô nhiễm môi trường: trong khí thải xe cơ giới còn có các thành phần gây hiệu ứng nhà kính như carbon dioxit (CO2), metan ( CH4) và N2O,

do trong hệ thống xe chỉ đứng yên nên không phát sinh khí thải

II Giới thiệu ý tưởng sản phẩm:

Bằng giải pháp giữ xe thông minh, giải pháp toàn diện cho vấn đề giữ xe trong đô thị đã được giải quyết gần như triệt để Bằng việc áp dụng vào thực tế, dung lượng giữ xe hiện tại chỉ còn bị giới hạn bởi nhu cầu thực sự của bãi xe Quy

mô của mỗi hệ thống giữ xe thông minh có thể được tùy biến dựa theo loại xe và số lượng xe mà bãi xe thường hay phục vụ (sedan, SUV, thậm chí full-size SUV hoặc

xe bán tải)

Trên thế giới hiện có khá nhiều hệ thống giữ xe tự động thông minh với nhiều nguyên lý hoạt động khác nhau như hệ thống bãi đỗ xe tự động từng tầng di chuyển độc lập (Rollpark System), hệ thống bãi đỗ xe tự động dạng xếp hình

(Puzzle Parking), hệ thống tháp đỗ xe cao tầng và hệ thống bãi đỗ xe quay vòng đứng Tuy nhiên điểm chung giữa các hệ thống này là sử dụng các cơ cấu cơ khí để đưa xe lên cao, tận dụng khoảng không gian bên trên mặt đất, từ đó tiết kiệm diện tích diện tích một cách tối đa

Sự khác biệt lớn nhất giữa hệ thống giữ xe thông minh này so với các hệ thông giữ xe tối ưu không gian hiện nay là nó không cần dời những xe bên dưới để

xe phía trên có thể được lấy ra khỏi hệ thống, từ đó dẫn đến không cần thuê lao động để làm việc này Cũng như nguyên lý hoạt động thông minh của hệ thống này giúp tiết kiệm tối đa diện tích cho bãi xe và thời gian của chủ xe

Ý nghĩa của sản phẩm đối với cuộc sống:

Thực trạng các bãi đỗ xe tự lái tại các thành phố lớn:

• Đời sống đang dần được nâng cao, ô tô nhiều nhưng bãi đỗ xe không đáp ứng được nhu cầu thực tế của người dân, việc đỗ tại lòng đường, vỉa hè là việc không còn hiếm gặp

• Các hệ thống đỗ xe hiện tại không đáp ứng được sự an tâm cho người gửi bởi những lý do như dễ bị mất cắp phụ tùng, giá cả mỗi nơi một kiểu, người lái

xe không có kinh nghiệm phải mất nhiều thời gian để đưa xe vào bến đỗ đặc biệt là các tầng hầm của những chung cư lớn

• Bãi đỗ xe tự lái thường có diện tích lớn nên lái xe lại phải mất rất nhiều thời gian để tìm chỗ đỗ hay tìm xe của mình khi lấy xe rất bất tiện mỗi khi có công việc gấp

• Bãi đỗ xe tự lái chiếm nhiều diện tích của công trình bình quân 25m2 / 1 vị trí đỗ xe bao gồm diện tích đường di chuyển

Sự quá tải tại các bãi đỗ xe tự lái:

• Thực tế rất nhiều công trình xây dựng thuộc hàng cao cấp, nhưng số lượng ô

tô đỗ

được trong công trình không đủ đáp ứng phân nửa nhu cầu của những người

sử dụng khiến cho những người có ô tô phải đi gửi bên ngoài rất bất tiện trong quá trình sử dụng

• Với những khách sạn, văn phòng cao cấp, siêu thị, trung tâm hội nghị, trung tâm triển lãm, cảnh ùn tắc do bãi đỗ xe ô tô tràn ra lề đường không còn là chuyện hiếm

Chính những yếu tố đó làm cho nhu cầu phát triển các hệ thống bãi đỗ xe thông minh tự động có sức chứ lớn đang trở nên rất cấp bách với các đô thị

có mật độ ô tô lớn lưu thông

Hệ thống giữ xe thông minh này hứa hẹn sẽ cắt giảm 6 lần lượng khí thải của các xe chờ được vào bãi, hạn chế tối đa việc va chạm, trầy xước cũng như trộm cắp xảy ra trong các bãi xe, cũng như bảo vệ xe khỏi các tình huống thời tiết bất lợi như nắng nóng, mưa gió, ngập lụt Ngoài ra, tiết kiệm thời gian cũng là yếu tố quan trọng, chỉ cần từ 3-5 ngày lắp ráp hệ thống (đã bao gồm thử nghiệm), thời gian để lấy xe chỉ từ 90-150 giây Hơn nữa, ngoại thất của hệ thống có diện tích lớn, có thể

tự do tùy biến phù hợp thẩm mỹ và cũng có thể sử dụng làm nguồn thu quảng cáo cho đơn vị quản lý

Với các ưu điểm vượt trội như tiết kiệm không gian, lắp đặt dễ dàng, điều khiển đơn giản, tiết kiệm chi phí, tăng thu nhập, dễ dàng nhân rộng, dễ dàng di dời, hoạt động ổn định và dễ dàng bảo trì Chúng tôi tin rằng không lâu nữa hệ thống này sẽ bao phủ rộng khắp các địa bàn cả nước

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT

• Tăng năng suất bãi xe, giảm chi phí đầu tư

• Tiết kiệm tối đa thời gian cho chủ xe

• Tăng thu nhập cho đơn vị quản lý bãi xe

Tất cả các bãi xe truyền thống ở trong và ngoài thành phố, các chung

cư cao cấp, trung tâm thương mại có lượng xe đông, các tòa nhà có khuôn viên vừa đủ để chứa các hệ thống giữ xe

3 Yêu cầu thiết kế:

- Không đòi hỏi đào nền móng cho hệ thống

- Thời gian lắp đặt nhanh

- Chi phí phù hợp

- Hệ thống hoạt động ổn định, êm ái

- Dễ dàng sửa chữa, bảo trì, thay thế

- An toàn cho cả bãi xe lẫn chủ xe khi sử dụng

- Đảm bảo độ cứng vững, tránh rung động nhiều

- Có thể hoạt động khi mất điện đột xuất

II Xác định yêu cầu khách hàng:

1 Xác định khách hàng:

Khách hàng là những người có liên quan đến thiết bị được thiết kế và khi thiết

bị đưa vào hoạt động phải thỏa mãn nhu cầu, đòi hỏi của khách hàng:

- Người mua thiết bị (chủ đầu tư bãi xe, trung tâm thương mại, tòa nhà, chung cư )

- Người sử dụng (chủ xe)

- Người chế tạo, bảo trì, bảo dưỡng

2 Nhu cầu khách hàng:

Qua kết quả nghiên cứu, các yêu cầu của khách hàng đối với sản phẩm như sau:

- Năng suất cao (chưa được nhiều xe trên cùng diện tích)

III Các phương án lựa chọn:

1 Bãi giữ xe truyền thống:

Hình 1: Bãi giữ xe truyền thống

Đây là mô hình giữ xe phổ biến nhất trên thế giới và Việt Nam, tuy nhiên mang rất nhiều nhược điểm cần khắc phục:

• Chiếm nhiều diện tích mặt đất

• Mất nhiều thời gian để lấy xe trên cao (do phải di dời các xe bên dưới tạo khoảng trống cho xe trên đi xuống)

• Vốn đầu tư lớn

• Thiết kế phức tạp

3 Bãi giữ xe dạng xếp chồng:

Hình 3: Bãi giữ xe xếp chồng

Hệ thống này thường được tích hợp vào các bãi xe truyền thống ngoài trời hoặc bên dưới tầng hầm Hệ thống này sử dụng xylanh thủy lực đưa xe lên cao, với ưu điểm là thiết kế đơn giản, dễ vận hành sửa chữa, giá thành thấp, tuy nhiên vẫn tồn tại một số nhược điểm:

• Chiếm khá nhiều diện tích

• Cần di dời xe bên dưới để lấy xe bên trên

4 Hệ thống đỗ xe sử dụng thang nâng di chuyển:

Hình 4: Bãi giữ xe thang nâng

Hình 5: Bãi giữ xe thang nâng

Hệ thống đỗ xe tự động sử dụng thang nâng di chuyển là một hệ thống sử dụng một thang máy nâng xe ô tô lên xuống giữa các tầng, thang nâng này có

nhiệm vụ vừa lấy xe tại điểm đỗ, vừa di chuyển dọc theo các tầng để xe Thoạt nhìn chúng ta có thể thấy đây là một hệ thống đỗ xe tự động tích hợp khá nhiều công nghệ vào một hệ thống đó chính là chiếc thang nâng xe, điều đó sẽ giúp tiết kiệm chi phí đầu tư, giảm thời gian gửi xe cũng như lấy xe, đồng thời cũng dễ sử dụng vì mọi thứ đều tích hợp vào một thiết bị

Tuy nhiên tồn tại một số ưu nhược điểm sau:

• Sàn đỗ xe của hệ thống này là sàn bê tông với yêu cầu cao về độ chính xác của mặt phẳng nên rất khó thi công

• Khi hệ thống gặp sự cố thì phải dừng lại tất cả hoạt động gửi xe lẫn lấy xe ra

• Quá trình lấy xe của hệ thống thang di chuyển khá lâu do không đồng thời gửi và lấy 1 lúc được

5 Hệ thống giữ xe xoay vòng đứng (vertical rotary parking system):

Hình 6: Bãi giữ xe xoay vòng đứng

Hệ thống này là sáng chế của công ty Dong Yang PC Hàn Quốc, hoạt động trên nguyên lý giữ xe xoay vòng Ngoài nhược điểm là số lượng xe có thể giữ của mỗi đơn vị chỉ từ 8-14 xe, mô hình giải giải quyết được hầu hết các khuyết điểm của các mô hình trước và cực kỳ phù hợp cho những thành phố đông đúc có quỹ đất trống ít ỏi như TP.HCM và Hà Nội

IV Yêu cầu kỹ thuật:

- Không làm hư hỏng, trầy xước xe

- Kết cấu đủ bền dưới các điều kiện thời tiết các nhau

- Năng suất đạt 12 xe mỗi đơn vị

- Hệ thống nhỏ gọn, chiếm ít diện tích (dưới 35 m2)

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

- Dễ vận chuyển

- Dễ lắp đặt, bảo trì

- Đảm bảo độ an toàn khi vận hành

- Tránh rung động, tránh gây tiếng ồn lớn

1 Tham khảo các dòng xe:

Theo tham khảo, ở Việt Nam hiện tại có khá nhiều thương hiệu cũng như dòng

xe lưu hành, trong đó bao gồm:

a Sedan

Hình 7: Ô tô dòng sedan

Sedan là dòng ô tô phổ biến nhất hiện nay Về cơ bản, sedan được hiểu là một chiếc ô tô 4 cửa, gầm thấp dưới 20cm, mui kín và có 4 hoặc 5 chỗ ngồi, với các thành phần như đầu xe (ca-pô), đuôi xe, thân xe, khoang hành lý (cốp) riêng biệt, trong đó, nắp ca-pô và nắp cốp thấp hơn nóc của khoang hành khách

Phần lớn các hãng sản xuất ô tô đều có những mẫu sedan của riêng mình, và

vì đây là dòng xe 4-5 chỗ ngồi nên nó thích hợp với rất nhiều đối tượng khách hàng, từ gia đình nhỏ, người độc thân, sinh viên, dân văn phòng cho đến các doanh nhân thành đạt

Những mẫu xe sedan phổ biến làToyota Camry/Altis/Vios, BMW 328i, Mercedes C/E/S, Audi A4/A6/A8

Hình 8: Kích thước trung bình sedan hạng B thông dụng

b Xe SUV – xe thể thao đa dụng

Hình 9: Ô tô dòng SUV

SUV viết tắt của cụm từ Sport Utility Vehicle; các xe kiểu này có khoang hành lý liền với khoang hàng khách, gầm cao, rất thích hợp khi đi lại với các kiểu đường sá gồ ghề, đường xấu Phần lớn xe SUV sử dụng truyền động 2 cầu 4×4 để tăng sức mạnh cho động cơ Dòng xe SUV thường có từ 5 đến 7 chỗ ngồi, phù hợp cho các đối tượng gia đình, khách hàng trẻ thích kiểu xe thể thao mạnh mẽ

Một số mẫu xe SUV phổ biến ở Việt Nam có thể thấy là Ford Escape, Ford Everest, Toyota Land Cruiser, các hãng xe sang cũng có nhiều mẫu SUV cao cấp của mình, ví dụ BMW X5, Acura MDX, Audi Q7…

Kích thước DxRxC tối đa của loại xe này ở Việt Nam là 5000x2100x1800

mm

c MPV - ô tô đa dụng

Hình 10: Ô tô dòng MPV

MPV (Multi Purposes Vehicle) thường được biết đến như một dòng xe đa dụng, phù hợp với nhiều nhu cầu sử dụng của người dùng Những chiếc MPV có

ưu điểm của SUV như nội thất rộng rãi cho 7-8 người; khả năng vận chuyển,

chuyên chở lớn; các hàng ghế linh hoạt có thể gập lại để tăng không gian của

khoang chứa đồ

Điểm dễ nhận thấy nhất để phân biệt với những chiếc SUV là xe MPV có gầm thấp hơn, thân xe thuôn dài hơn; dòng xe MPV thường sử dụng động cơ tự động để đơn giản hóa việc lái xe

Những mẫu MPV phổ biến trên đường là Toyota Innova, Mitsubishi

Grandis, Madza Premacy, Toyota Previa…

Kích thước DxRxC tối đa của loại xe này ở Việt Nam là 4800x1900x1800 mm

d Hatchback - chiếc xe phù hợp cho mọi người

Hình 11: Ô tô dòng hatchback

Hatchback là một dòng xe thường cỡ nhỏ hoặc trung, dùng cho cá nhân hay gia đình có thêm nhu cầu chở nhiều hành lý Theo đó, phần đuôi xe không kéo dài thành cốp như sedan mà cắt thẳng ở hàng ghế sau, tạo thành một cửa mới Bên cạnh kiểu thiết kế này, hàng ghế phía sau của xe cũng có khả năng gập xuống tạo không gian lớn xếp đồ

Một số dòng xe có bản hatchback như Hyundai Grand i10, Ford Fiesta, Toyota Yaris, Mercedes A-class

Hình 12: Kích thước trung bình dòng xe hatchback

2 Tính chất kỹ thuật của hệ thống:

Ưu điểm:

• Hệ thống giữ xe xoay vòng đứng có thể lắp đặt được ở những nơi có không gian nhỏ có diện tích khoảng 35 m2, thích hợp hầu hết ở công sở, bãi đỗ xe truyền thống…

• Thời gian thi công ngắn khoảng 8–12 ngày là hoàn thành xong 1 hệ thống

• Có thể trang bị cơ cấu lấy xe 2 chiều: Thuận – Nghịch

• Có hệ thống điều khiển đơn giản dễ sử dụng

• Có thể di chuyển cả hệ thống đi nơi khác

• Chi phí bảo trì, bảo dưỡng cho hệ thống không quá cao

• Hệ thống không cần nhân viên thao tác, mà là tự động

• Có thể thiết kế theo quy mô công nghiệp

• Độ an toàn cao vì có thiết kế bộ phận cơ khí để phòng hờ các trường hợp mất điện

Nhược điểm:

• Giá thành đầu tư khá cao so với nhu cầu thực tế tại Việt Nam (Dự tính khoảng 400.000.000 VNĐ)

• Chỗ đậu xe khá hạn chế khoảng: tối đa là 8 - 14 xe

Theo phân tích về nhu cầu sử dụng ô tô của người dân tại TP Hồ Chí Minh

ta nhận thấy dân cư trên địa bàn Thành Phố dùng những hãng xe chính đó là: Ford, Audi, Toyota, BMW…

3 Thông số đầu vào:

Từ các thông số tham khảo, ta dự kiến hệ thống chứa 12 xe có kích thước như sau:

BẢNG THÔNG SỐ ĐẦU VÀO CỦA HỆ THỐNG

CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

II Nguyên lý hoạt động:

Hình 15: Hình chiếu và các kích cỡ

• Khi chủ xe gửi xe vào ô dưới cùng của hệ thống, sau khi bấm nút bắt đầu, động cơ kết nối với xích tải sẽ kéo các lồng chứa xe quay vòng, để cho ô trống xuống vị trí dưới cùng, sẵn sàng cho xe mới vào gửi

• Khi chủ xe đến lấy xe, hệ thống điều khiển sẽ xác định vị trí lồng chứa xe chính xác, sau đó động cơ sẽ quay theo chiều có thể lấy xe nhanh nhất để xe của chủ xe xuống vị trí dưới cùng, sẵn sàng cho việc lấy xe ra

• Bãi xe luôn giữ ở trạng thái có 1 ô để xe ở dưới đất để xe tiếp theo có thể vào

và khách có thể vào rồi xuống xe ra ngoài quẹt thẻ từ

• Khi khách chạy xe vào, xuống xe ra ngoài bảng thao tác quẹt thẻ từ mà nhà quản lý đã phát

• Các cảm biến sẽ tiếp nhận thông tin và đưa ra quyết định

• Nếu tải trọng, chiều dài, ngang, cao xe đủ điều kiện sẽ tiến hành bước tiếp theo

• Ngược lại sẽ cảnh báo nguy hiểm và không tiến hành bước tiếp

• Tiếp đó hộp quản lý thao tác trên sẽ xử lý và tìm đến ô tiếp theo chưa có xe và xoay đưa ô để xe chưa có xe đó xuống lại vị trí mặt đât

• Khi người dùng có nhu cầu đem thẻ của nhà quản lý đến hộp thao tác và quẹt

bộ phận xử lý sẽ xoay ô có cảm biến phù hợp với thẻ từ đã quẹt và xoay ngược theo đường ngắn nhất xuống vị trí mặt đất

III Các bước thiết kế:

- Khảo sát nhu cầu cũng như yêu cầu của khách hàng để lựa chọn phương án tối

ưu

- Phân tích ưu, nhược điểm của các mô hình đã có trong và ngoài nước

- Tham quan đến các mô hình tương tự và học hỏi kinh nghiệm thiết kế để đưa

ra bước hoạch tính thiết kế ban đầu

- Từ kích thước và trọng lượng của 1 xe ta sẽ ước lượng kết cấu ban đầu cho bộ khung giàn của mô hình dựa trên điều kiện bền theo các tài liệu sức bền vật liệu

- Sau khi ước lượng xong sử dụng phần mềm thiết kế Inventor 2019 vẽ lại kết cấu của mô hình, gán vật liệu cho mô hình

- Tiếp theo dùng phần mềm ansys 2016 kiểm tra bền cho kết cấu, tìm ra những mặt cắt nguy hiểm của khung giàn mô hình

- Sau khi kiểm tra bền xong nếu không đạt yêu cầu ta tăng kích thước hoặc thay đổi kết cấu cho đến khi độ bền đạt yêu cầu thiết kế thì dừng lại

- Khi hoàn tất mô hình ta sẽ bước sang phần lập trình

Dự tính các phần mềm sử dụng để thiết kế cũng như tính toán bao gồm :

• Inventor 2019 ( thiết kế trên bản vẽ 3D )

• MD Solids 3.5

CHƯƠNG 4 TTÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN LÀM VIỆC

I Phân chia các cụm làm việc:

• Lồng chứa xe: Được thiết kế phù hợp với kích thước xe và các tiêu chuẩn

an toàn cho người sử dụng, ngoại thất xe

• Hệ thống dẫn động thứ cấp: bao gồm các cơ cấu treo hình tam giác, 1 đầu

được cố định vào trục xoay của lồng chứa xe, đầu kia được cố định vào từng mắt xích tải được tính toán sao cho tạo thành 1 vòng lặp cơ cấu treo

được dẫn động bởi xích tải và đĩa xích tải

Hình 16: Mô hình xe trong hệ thống

2 Cụm truyền động:

• Động cơ: Động cơ gắn liền hộp giảm tốc, có thể điều khiển quay 2 chiều,

có momen khởi động lớn

• Hộp giảm tốc: Êm ái, bền bỉ, có tỉ số truyền phù hợp

• Xích truyền động và đĩa xích: Truyền động từ động cơ sang hệ thống dẫn

động thứ cấp

Hình 17: Động cơ gắn liền hộp giảm tốc

Hình 18: Mô hình hệ thống truyền động

Đối với động cơ, chọn động cơ không đồng bộ 3 pha (ưu tiên loại tích hợp hộp giảm tốc đĩa răng côn) vì các ưu điểm:

• Kết cấu đơn giản nên giá thành rẻ

• Vận hành dể dàng, bảo quản thuận tiện

• Sử dụng rộng rãi và phổ biến trong phạm vi công suất nhỏ và vừa

• Sản xuất với nhiều cấp điện áp khác nhau (từ 24 V đến 10 kV) nên thích hợp cho nhiều đối tượng người sử dụng

• Hệ thống điều khiển (relay/PLC): Dùng để phân phối xe cân bằng hệ thống, tính toán thời gian lấy xe hiệu quả nhất, xử lý các tình huống

• Đèn chiếu sáng: Cảnh báo, tăng độ an toàn cho người sử dụng

• Nút ngừng khẩn cấp: đặt ở nơi dễ nhận thấy, ngắt điện toàn bộ hệ thống khi có sự cố chập, cháy, tai nạn… xảy ra

• Hệ thống phanh cầu trục thủy lực: Phanh thủy lực đóng mở má phanh nhờ vào sự di chuyển tịnh tiến của motor thủy lực (củ phanh- bầu thắng) Củ phanh làm việc song song đồng thời với động cơ chính (động cơ kéo tải) Khi động cơ chính được cấp nguồn thì củ phanh cũng đồng thời được cấp nguồn rẽ quay tạo áp lực dầu rất lớn 80 – 12500 Nm, lực này sẽ đẩy ty của củ phanh lên làm mở má phanh Khi đó tang được mở ra và động cơ quay tự do Khi cắt nguồn cấp cho động cơ lực lò xo sẽ đóng má phanh

lại, má phanh ôm chặt vào tang giúp động cơ dừng lại

II Tính toán các cụm làm việc:

1 Tính toán lựa chọn bộ truyền xích tải và động cơ:

Theo nghiên cứu của công ty Tsubaki (Nhật Bản), tình trạng thiếu chỗ đậu xe ở các thành phố lớn đã tạo ra nhu cầu về bãi đậu xe đa cấp kiểu quay vòng (quay dọc), lần đầu tiên xuất hiện ở Nhật Bản vào năm 1962 (Hình 6.17) Bãi đậu xe tháp cho phép lưu trữ nhiều phương tiện trong một không gian nhỏ Qua nhiều năm, bãi đậu xe đã trở thành ngày càng phổ biến Hiện tại có hơn 10.000 hệ thống ở Nhật Bản (tài liệu [7])

Đĩa xích:

Đĩa xích với hình dạng đặc biệt thường có khoảng 12 răng được sử dụng với loại xích này Thường thì được sản xuất bởi cùng nhà sản xuất với xích

Hình 21: Mô hình đĩa xích tải

Tính chất kỹ thuật của xích tải:

Ít tiếng ồn, ổn định ở tốc độ cao, nhẹ, không cần bảo dưỡng thường xuyên Với vận tốc mong muốn v=16 m/p = 0,267 m/s, đối với hệ thống cao 13,7 m ta cần tối đa 52 giây để xe đi từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất Vậy thời gian cho mỗi vòng là 104 giây Từ đó ta có năng suất mỗi giờ là 35 xe

Xác định các thông số cơ bản của xích tải theo Chương 11 Guồng Tải Có Giá, tài liệu [2]

Ta có các thông số đầu bài như sau:

G: khối lượng trung bình của xe (kg)

Z: số xe trên 01 giá

b: khoảng cách giữa các điểm cố định giá vào xích (m)

l: tầm với của công xôn (m)

Vậy toàn bộ trên xích có lắp nhiều nhất 12 bộ kẹp

Dựa vào bảng trang 35 catalogue của công ty Tsubaki (PL1), chọn sử dụng loại xích tải có các thông số cơ bản như sau:

Mã sản phầm, bước xích P = 300 mm, kiểu con lăn R (không có gờ dẫn hướng, khối lượng 40 kg/m, tải trọng phá hủy 48,5 kN

Bảng 2: Thông số cơ bản xích tải

TÍNH TOÁN LỰC CĂNG TRÊN CÁC NHÁNH XÍCH

Tính lực căng trên xích và công suất động cơ cần thiết theo Chương 11 Guồng Tải

Có Giá, tài liệu [2]

Hình 22: Guồng tải đứng có giá

Hệ thống được chọn là guồng tải có giá dạng thẳng đứng, đĩa xích truyền động nằm ở phía dưới

Lấy sơ bộ khối lượng móc là 20 kg

• Khối lượng xe: 1850 kg

• Khối lượng lồng: 800 kg

 Tổng khối lượng của 01 lồng chứa và xe: 2650 kg

 Năng suất tính toán: Q = 12x2650 = 31,8 tấn/h

• Khối lượng của lồng và xe trên một mét dài:

 Công suất cần thiết trên trục puly dẫn động:

N0 = (W0 v) /102 = (5156,4 x 0,267)/102 = 13,5 kW

CÔNG SUẤT CẦN THIẾT TRÊN TRỤC ĐỘNG CƠ

Hiệu suất toàn bộ hệ thống:

Tra Bảng 2.3, tài liệu [1], ta chọn:

ηx = 0,95 : hiệu suất bộ truyền xích để hở

ηol = 0,99 : hiệu suất của ổ lăn