Thiết kế hệ thống giữ xe đạp tự động và ch tạo mô hình thu nhỏ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIỮ XE ĐẠP TỰ ĐỘNG VÀ CH TẠO MÔ HÌNH THU NHỎ Người hướng dẫn: PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH Si

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIỮ XE ĐẠP TỰ ĐỘNG VÀ CH TẠO MÔ HÌNH THU NHỎ

Người hướng dẫn: PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN QUÝ

Đà Nẵng, 2018

MỤC LỤC

Chương 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Đặt vấn đề 4

1.2 Một số phương pháp cất giữ xe đạp trên thế giới và ở Việt Nam 5

1.2.1 Các hệ thống đỗ đậu xe đạp nhỏ 5

1.2.1.1 Giá đỡ hình chữ U ngược 5

1.2.1.2 Bãi đỗ xe đạp dạng đứng 7

1.2.1.3 Hệ thống giá đỡ đậu xe đạp xếp thành dãy 10

1.2.2 Các thiết bị lưu trữ xe đạp 11

1.2.2.1 Các tủ khóa xe đạp riêng lẻ 11

1.2.2.2 Thiết bị lưu trữ xe đạp tập trung 12

1.2.3 Hệ thống lưu trữ xe đạp ngầm tự động 14

1.2.3.1 Hệ thống nhà giữ xe đạp ngầm dạng tròn 14

1.2.3.2 Hệ thống bãi đỗ xe đạp ngầm tự động nằm ngang 16

1.2.4 Phạm vi nghiên cứu: 17

1.4 Hạn chế của đề tài: 18

1.5 Phương pháp 18

Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIỮ XE ĐẠP NGẦM 19

2.1.2 Phương án 2: Nhà giữ xe đạp ngầm hình hộp gồm 1 dãy để xe 21

2.1.3 Phương án 3: Nhà giữ xe đạp ngầm dạng hình hộp gồm 2 dãy để xe song song 23

2.2 Tính toán cơ cấu nâng hạ xe với kích thước xe đạp thật 26

2.2.1 Đặc tính kỹ thuật của hệ thống nâng hạ: 27

2.2.2 Tính toán cabin 27

2.2.3 Tính toán đối trọng 29

2.2.4 Tính chọn cáp thép 29

2.2.5 Tính pulley dẫn động và pulley dẫn hướng 32

2.2.5.1 Pulley dẫn động 32

2.2.6 Kiểm tra điều kiện bám của cáp trên pulley: 33

2.2.6.1 Làm việc với tải danh nghĩa 33

2.2.6.2 Làm việc khi không có tải 35

2.3 Tính toán công suất động cơ nâng hạ 36

2.4 Bộ Truyền Đai Răng 37

2.4.1 Tổng quát về đai răng: 37

2.4.2 Ưu nhược điểm của truyền động đai 38

2.4.3 Các dạng hỏng của bộ truyền đai 39

2.4.4 Tính toán bộ truyền đai răng 39

2.5 Thiết kế bộ truyền bánh răng 41

2.5.1 Chọn vật liệu 41

2.5.2 Ứng suất cho phép 42

2.5.3 Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền 44

2.5.4 Xác định các thông số ăn khớp 44

2.5.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 46

2.5.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 46

2.5.7 Kiểm nghiệm răng về quá tải 47

Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 49

3.1 Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động “Gửi Xe” và “Lấy Xe” của mô hình 49

3.1.1 Sơ đồ khối nguyên lý “Gửi xe”: 49

3.1.2 Sơ đồ khối nguyên lý “Lấy xe”: 49

3.2 Mạch điều khiển bằng PLC 50

3.2.1 Sơ đồ mạch khi gửi xe vào 50

3.2.2 Sơ đồ mạch khi lấy xe ra 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

LỜI NÓI ĐẦU

Một số thành phố lớn ở các nước trên thế giới để khuyến khích người dân sử dụng xe đạp, chính quyền ở đây đã và đang phải đối mặt với một vấn đề đó: giải quyết chỗ đỗ đậu, giữ xe đạp ở những nơi công cộng; trung tâm mua sắm; trường học mà tập trung nhiều xe đạp Bãi giữ, đậu xe đạp phải đáp ứng được một số yêu cầu sau:Không chiếm quá nhiều diện tích đất sử dụng, Không mất mỹ quan nơi công cộng, Đảm bảo

sự an toàn tài sản cho người đi xe đạp,Chỗ đậu – giữ xe đạp phải gần địa điểm người

đi xe đạp muốn đến ,Việc gửi – lấy xe đạp phải thuận tiện, dễ dàng Đây là vấn đề nghiêm trọng mà chính quyền thành phố của một số nước trên thế giới đang đặt ra và cần giải quyết một cách triệt để Nhằm giải quyết những vấn đề trên một số công ty trên thế giới đã và đang nghiên cứu, chế tạo ra các nhà giữ xe đạp tự động dạng tầng hoặc dạng ngầm.Cũng chính vì những lý do này Chúng em đã chọn đề tài “THIẾT KẾ

HỆ THỐNG GIỮ XE ĐẠP TỰ ĐỘNG” với đề tài này chúng em mong muốn góp phần giải quyết vấn đề bãi đậu xe đạp cho các trường học, trung tâm mua sắm, các công ty xí nghiệp trong nước Được sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của PGS.TS Lưu Đức Bình Chúng em đã hoàn thành tốt đề tài này Đây là đề tài giữ xe đạp tự động đầu tiên ở Đà Nẵng Việt Nam, do tính thực tiễn của đề tài cho nên chúng em nghĩ với

đề tài này sẽ là tiền đề để giải quyết vấn đề bãi đỗ đậu xe đạp trong các trường học, công ty xí nghiệp Sự thành công của đề tài này cũng có thể được mở rộng cho việc thiết kế chế tạo bãi giữ xe máy ngầm tự động

Trong quá trình làm đề tài không tránh khỏi sai sót,chúng mong nhận được ý kiến

để được hoàn thiện hơn

Cuối cùng chúng em cảm ơn thầy PGS-TS Lưu Đức Bình đã tận tình hướng dẫn, sửa chữa để giúp em hoàn thành đồ án này

Ngày 20 Tháng 5 Năm 2018

Ngô Văn Minh Nguyễn Văn Quý

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Đặt vấn đề

Sự phát triển mạnh mẽ của dân số thế giới dẫn theo nhiều vấn đề cần được đặt ra và giải quyết, một trong số đó là vấn đề về giao thông Do dân số ngày càng tăng cho nên lượng phương tiện giao hiện đại (ô tô, xe buýt, tàu lửa, ) ngày càng tăng nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại của người dân Lượng phương tiện tham gia giao thông ngày càng nhiều dẫn đến nảy sinh nhiều vấn đề: khí thải, tắc đường, nhiên liệu, tiếng ồn, Để giải quyết những vấn đề trên, một số nước tiên tiến trên thế giới khuyến cáo người dân

sự dụng các loại phương tiện thân thiện với môi trường chẳng hạn: các loại phương tiện chạy bằng điện, đi xe đạp, đi bộ, Xe đạp là phương tiện giao thông rất quen thuộc với mỗi chúng ta, đây là phương tiện giao thông có rất nhiều ưu điểm: không gây tiếng ồn, không thải khí độc ra môi trường, giúp tăng cường sức khỏe cho người

sử dụng, giá thành thấp do vậy ngày nay nó là một phương tiện không thể thiếu trong đời sống con người Rất nhiều nước phát triển trên thế giới (Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc, Úc, ) khuyến khích người dân sử dụng xe đạp làm phương tiện giao thông chính trong các thành phố lớn Ở Việt Nam, thủ tướng Nguyễn Tấn Dũng vừa có chủ chương áp dụng chương trình sử dụng xe đạp công cộng trong năm 2014 ở 5 thành phố lớn: Hải Phòng, Hà Nội, Đà Nẵng, Tp Hồ Chí Minh và Cần Thơ nhằm giải quyết một số vấn đề về giao thông đô thị Chiếc xe hai bánh đầu tiên ra đời vào những năm thập niên 80 do một bá tước người Đức sáng chế có tên Draisine hay Velocipede (1817), và thuật ngữ bicycle (bi: hai, cycle: bánh) được đặt ra ở Pháp năm 1860

[1], nó được hình thành và phát triển cho đến ngày nay Ở Việt Nam xe đạp được đưa vào sử dụng nhiều vào thời kỳ Pháp thuộc, chiếc xe đạp thồ đã trở nên niềm tự hào của người dân Việt Nam bởi vì nó đã góp phần vào thắng lợi của chiến dịch Điện Biên Phủ, trong chiến dịch này quân và dân ta đã sử dụng 21.000 chiếc xe đạp thồ để chở lương thực, thuốc men, cung cấp cho tiền tuyến

[2] Và từ đó xe đạp trở nên thân thuộc với người Việt Nam cho đến ngày nay, đặc biệt đối với người có thu nhập thấp (học sinh, sinh viên, công nhân, ) Một số năm gần đây văn hóa đi xe đạp ở Việt Nam đang dần bị mai một vì xe máy và ô tô đang xâm nhập mạnh mẽ vào thị trường và thay thế dần xe đạp ở Việt Nam Xe đạp giờ chỉ

còn là phương tiện đi lại của tầng lớp có thu nhập thấp (học sinh – sinh viên, công nhân, người nghèo), tuy vậy nó vẫn chiếm một vị trí quan trong xã hội Ngược lại trên thế giới một số nước tiên tiến đã và đang khuyến khích người dân sử dụng xe đạp làm phương tiện giao thông chính, chính phủ một số nước còn cấp xe đạp cho người dân sử dụng nhằm mục đích giảm ô nhiễm môi trường, tiếng ồn

1.2 Một số phương pháp cất giữ xe đạp trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1 Các hệ thống đỗ đậu xe đạp nhỏ

1.2.1.1 Giá đỡ hình chữ U ngược

Giá đỡ hình chữ U ngược trở nên phổ biến vào những năm thập niên 80 và trở thành một trong những giá đỡ được sử dụng rộng rãi nhất ngày nay bởi những người đi xe đạp Kích thước thiết kế tiêu chuẩn của giá đỡ hình chữ U ngược 30 inches chiều dài

và 36 inches chiều cao, các thiết kế có đường kính nhỏ hơn sẽ không cung cấp sự chống đỡ đầy đủ cho xe đạp [4] Thông thường hai xe đạp có thể đậu đối xứng hai bên của giá đỡ và nó không gây ra vấn đề gì cho xe đạp cũng như người sử dụng nó Giá

đỡ hình chữ U ngược mang lại sự vững vàng ngăn cho xe đạp bị đổ, nghiêng, cho phép bánh trước và bánh sau được khóa một cách riêng biệt hoặc khóa cùng với khung xe bằng cách sử dụng ổ khóa hình chữ U hoặc bằng dây xích Giá đỡ hình chữ U ngược được giới thiệu một cách rộng rãi như một giá đỡ tiêu chuẩn dùng cho những nơi có không gian bị giới hạn Bởi vì nó có thiết kế hẹp, do đó nó trở nên lý tưởng cho những nơi vỉa hè nơi mà xe đạp có thể đậu một cách an toàn theo một trật tự và không làm cản trở giao thông của người đi bộ Các giá đỡ này sẽ được đặt dọc tuyến đường nơi chúng được nhìn thấy một cách rõ ràng Để chống lại sự trộm cắp và phá hoại các giá hình chữ U ngược được chôn sâu xuống lòng đường từ 250 - 300mm và có đường kính ống 50mm [5] Thiết bị này có ưu điểm dễ chế tạo, dễ lắp đặt, bảo trì và giá thành rẻ Nhưng nhược điểm đó là nó chiếm diện tích đất trống, mất mỹ quan thành phố, xe đạp

dễ bị mất cắp, hư hỏng, không được che chắn cẩn thận…

Hình 1 1: Giá đỡ chữ U ngược đặt tại trạm xe điện ngầm Anenue tại Brooklyn – New York [4]

Hình 1 2: Kích thước và cách lắp đặt giá đỡ xe đạp chữ U ngược[5]

Hình 1 3: Sơ đồ tiêu chuẩn lắp đặt và bố trí các giá đỡ chữ U ngược[5]

1.2.1.2 Bãi đỗ xe đạp dạng đứng

Bãi đỗ xe đạp dạng đứng là một kiểu thiết kế sáng tạo, nó cho phép các xe đạp được giữ chặt nằm thẳng đứng trong khoảng từ 70 – 90oC tùy thuộc vào kiểu

mô hình Thiết kế này thì lý tưởng cho những nơi diện tích không gian có sẵn

mà bị giới hạn, nhưng lại có nhu cầu đậu xe đạp cao Ý tưởng chủ yếu của hệ thống bãi đỗ xe đạp loại này là vừa hỗ trợ về việc cho phép các xe đạp được lưu trữ một cách thẳng đứng dùng cho những nơi có diện tích hạn hẹp và giúp sử dụng không gian một cách tốt nhất có thể Tùy thuộc vào nhà sản xuất, xe đạp được khóa bởi bánh sau hoặc bởi khung xe, hầu hết các hệ thống giữ xe đạp thẳng đứng có thể được trang bị một ổ khóa hình chữ U hoặc dây xích Hệ thống bãi giữ xe đạp thẳng đứng phải được lắp đặt trên một nền bê tông cứng vững nằm dưới lòng đất, hoặc chúng có thể được gắn vào tường Nhược điểm đối với hệ thống đỗ xe đạp thẳng đứng đó là phải nâng xe đạp vào giá đỡ Rất nhiều nhà sản xuất đã giải quyết vấn đề này bằng cách thiết kế một hệ thống đòn bẩy giúp nâng xe đạp lên kệ hoặc thiết kế một rãnh dốc cho phép người dùng lăn xe đạp vào vị trí trên giá đỡ Thật đáng tiếc, việc lắp đặt và sự bảo trì của các giá đỡ làm cho hệ thống này trở nên tốn kém nên không được sử dụng một cách rộng rãi

Hình 1 4: Hệ thống đỗ xe đạp dạng dựng đứng thiết kế bởi Cyclepod[4]

Hình 1 5: Các kích thước và tiêu chuẩn lắp ráp hệ thống đỗ xe đạp dạng thẳng

đứng treo trên trần nhà [6]

Hình 1 6: Kích thước và cách lắp đặt giá đỡ đậu xe đạp dạng thẳng đứng treo

vào tường[6]

Hình 1 7: Tiêu chuẩn – kích thước lắp đặt hệ thống đậu xe đạp dạng thẳng đứng [6]

1.2.1.3 Hệ thống giá đỡ đậu xe đạp xếp thành dãy

Thiết kế giá đỡ đậu xe đạp hai tầng là một lựa chọn khả thi khi nhu cầu đỗ đậu xe đạp cao, không gian bị hạn chế và có khoảng hở độ cao đủ đáp ứng Ưu điểm chính của giá

đỡ hai tầng này là tiết kiệm tiềm năng không gian bởi vì các xe đạp được lưu trữ trong một hệ thống hai tầng Hệ thống này lý tưởng cho những nơi đòi hỏi mật độ đậu xe đạp cao, diện tích không gian sử dụng bị hạn chế Hệ thống này gây một số phiền toái cho người đi xe đạp đó là họ phải nâng xe đạp của họ lên giá đỡ (đặc biệt trên tầng hai) Một số nhà chế tạo gắn thêm một hệ thống đòn bẩy được thả xuống đất nhằm giúp cho người đi xe đạp đẩy xe vào hệ thống này và sau đó nâng nên giá đỡ, trên giá

đỡ của hệ thống người dùng có thể khóa xe của mình bằng khóa hình chữ U hoặc bằng xích

Hình 1 8: Hệ thống bãi đậu xe đạp hai tầng Josta sử dụng cho việc đỗ xe đạp

trong nhà – Nguồn: www.josta.de[4]

Hình 1 9: Hệ thống bãi đậu xe đạp hai tầng có cần đẩy bằng thủy lực tại Taipei

– Trung Quốc – Nguồn: www.trtc.com.tw [4]

1.2.2 Các thiết bị lưu trữ xe đạp

1.2.2.1 Các tủ khóa xe đạp riêng lẻ

Tủ khóa xe đạp riêng lẻ là những hộp đứng độc lập, được thiết kế chung cho việc lưu trữ một chiếc xe đạp Thiết bị này được phân thành hai loại: loại nằm ngang

và loại thẳng đứng Tủ khóa xe đạp có lẽ là một lựa chọn an toàn nhất cho việc lưu trữ

và đậu xe đạp trong khoảng thời gian dài Hộp tủ khóa xe đạp thường được làm bằng kim loại hoặc bằng nhựa dẻo có độ bền cao nhằm bảo vệ xe đạp khỏi các điều kiện thời tiết xấu và sự phá hoại Sử dụng tủ khóa xe đạp riêng lẻ sẽ tiết kiệm thời gian hơn bởi vì ta chỉ cần khóa tủ lại không cần khóa xe đạp vào giá đỡ Thiết bị này có một khuyết điểm đó là nó chỉ lưu trữ được một hoặc hai xe đạp trong một tủ khóa, điều này làm cho nó chiếm diện tích không gian sử dụng hơn là những lựa chọn đậu xe đạp kiểu khác [4]

Các tủ khóa xe đạp riêng lẻ đặt tại những nơi công cộng thì thường được thuê bởi tư nhân trong một ngày hoặc một năm Người sử dụng được nhận diện và được nhận một chìa khóa duy nhất Ngoài ra, người dùng phải trả thêm một khoảng phí cho

các dịch vụ cộng thêm: sự an toàn và chỗ dự trữ Các tủ khóa này cho phép người dùng lưu trữ các phụ tùng đi kèm một cách an toàn chẳng hạn: mũ bảo hiểm, quần áo, ghế ngồi trẻ em, Thiết bị này có thể được khóa bằng chìa, khóa móc, thẻ thông minh, khóa bàn phím số Nhược điểm của thiết bị này là chiếm diện tích, không gian sử dụng, giá thành cao

Hình 1 10: Tủ khóa xe đạp riêng lẻ được sử dụng tại Brugge[7[

Hình 1 11: Kích thước của một tủ khóa xe đạp riêng lẻ[6

1.2.2.2 Thiết bị lưu trữ xe đạp tập trung

Tại Budaors – Hungary người ta đã chế tạo ra một thiết bị lưu trữ xe đạp tập trung có dạng hình trụ thay vì hình hộp Thiết bị này được thiết kế một cách thu gọn, tự động, mang tính kinh tế và hiện đại với độ an toàn cao cho các xe đạp Các xe đạp được lưu

trữ tách biệt với nhau, để giúp cho xe đạp có thể đứng được bên trong và ngăn ngừa việc lưu trữ những thiết bị không mong muốn Nhà thiết kế đã sử dụng thiết bị hỗ trợ dẫn hướng bánh xe và cảm biến xác định vị trí Thiết bị này thì khép kín và có thể nhìn xuyên xuất bên trong, nó có thể vừa bảo vệ xe đạp và các thiết bị đi kèm theo chúng Quy trình lưu trữ rất đơn giản và được bảo mật bằng mã PIN hoặc bằng thẻ, thiết bị được trang bị hệ thống camara quan sát liên tục Nhược điểm của thiết bị này đó là chỉ cho phép người sử dụng lưu trữ xe đạp của họ trong vòng 24 giờ, những xe được lưu trữ quá số giờ quy định sẽ bị di chuyển đi nơi khác Thiết bị có hệ thống báo hiệu còn chỗ trống hay đã đầy nhờ vào logo đặt trên đỉnh của thiết bị, khi các bánh xe đạp hiện thị đèn màu xanh có nghĩa là còn chỗ trống, màu đỏ nghĩa là đã đầy xe Thiết bị này được kết nối với hệ thống điện thoại giúp người dùng có thể thanh toán cước sử dụng qua điện thoại Các thông tin hướng dẫn sử dụng được dịch ra nhiều thứ tiếng trong đó

có tiếng Hungary Đây là sản phẩm được chế tạo bởi hãng BICY và được xây dựng từ

sự cung cấp, hỗ trợ của Liên Minh Châu Âu

Hình 1 12: Mô hình thiết bị lưu trữ xe đạp tự động tập trung dạng trụ tại Budaors –

Hungary[8]

Hình 1 13: Cấu tạo bên trong của thiết bị lưu trữ xe đạp tập trung tại Budaors –

và họ thường phải chịu phạt rất nặng vì hành vi này Để giải quyết vấn đề này, tại Tokyo – Nhật Bản hãng Giken Seisakusho vừa chế tạo thành công hệ thống lưu trữ xe

đạp tự động dưới đất có tên ECO Cycle Hệ thống này có khả năng lưu trữ 204 chiếc

xe đạp và cho phép người dùng gửi và nhận xe trong khoảng 13 giây [9] Hệ thống này

có ưu điểm xe đạp được lưu trữ dưới lòng đất giúp chúng được bảo vệ khỏi thời tiết xấu, sự trộm cắp, tiết kiệm không gian sử dụng và tạo được vẻ đẹp cảnh quan đô thị Thiết bị này có khả năng chống động đất ở Nhật Bản bởi bức tường hình trụ được làm bởi những cọc thép được ép chặt xuống đất, chúng được chế tạo bằng những vật liệu đúc sẵn, có khả năng lưu trữ xe đạp có trọng lượng 30kg, có kích thước: nằm sâu dưới lòng đất 11.65 m, có đường kính 8.55 m [9]

Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

- Mỗi xe đạp được gắn một IC tag ở khung phía trước được đọc một cách tự động bởi một cảm biến nằm phía trước cửa ra vào, khi cảm biến nhận biết có xe thì cửa sập bánh xe trước (Font Wheel Shutter) tự động mở ra và kẹp lấy bánh trước của xe nhằm giúp xe đứng vững

- Sau đó bánh xe trước được kẹp chặt bởi hệ thống hàm kẹp, nhấc bánh xe trước lên khỏi mặt đất và sau đó người dùng nhấn nút “the Loading Button”, quẹt thẻ tiến hành gửi xe

- Cửa vào sẽ tự động mở ra và sau đó xe được chuyển vào bên trong hệ thống Cycle Cửa ra vào đóng lại, kết thúc việc tải xe

Eco Hệ thống nâng chuyển sẽ mang xe xuống lòng đất và thực hiện hành động xoay để đưa xe đạp vào pallet trống

- Hệ thống nâng chuyển sẽ trượt tới và đẩy xe đạp vào pallet trống đã được mã hóa số thứ tự tương ứng với IC tag

Muốn lấy xe người đi xe đạp chỉ việc dùng thẻ gửi xe của mình quẹt lên máy quét lập tức hệ thống sẽ đến vị trí xe đạp đã được mã hóa để lấy xe và trả xe cho người dùng

Hình 1 15: Hệ thống lưu trữ xe đạp ngầm Eco-Cycle tại Tokyo – Nhật

Hình 1 16: Nguyên lý hoạt động của hệ thống giữ xe đạp ngầm Eco-Cycle tại Tokyo – Nhật Bản[9]

Hình 1 17: Hệ thống bãi đỗ xe đạp ngầm tự động cơ khí nằm ngang tại Tokyo – Nhật

Bản[11]

Hình 1 18: Kết cấu bên trong hệ thống và qui trình lấy – gửi xe[11]

1.2.4 Phạm vi nghiên cứu:

- Tổng quan các dạng lưu trữ xe đạp; các nhà giữ xe tự động trên thế giới

- Đưa ra các phương hướng lựa chọn để thiết kế nhà giữ xe đạp ngầm tự động

- Thiết kế tổng quan nhà giữ xe đạp ngầm tự động với kích thước xe đạp thực,Tính toán cơ cấu nâng hạ xe để chọn công suất động cơ nâng hạ theo kích

- Chưa tính toán, lựa chọn công suất của động cơ xoay, động cơ kéo robot, động

cơ kéo cơ cấu kẹp theo kích thước xe đạp thật

- Chưa tính toán độ bền, lựa chọn vật liệu chế tạo kết cấu khung nhà giữ xe đạp ngầm tự động phù hợp với điều kiện môi trường thực tế

- Chưa tính toán lực kẹp cần thiết của cơ cấu kẹp với kích thước xe đạp thực

- Phương pháp mã cho từng vị trí ngăn gửi xe chưa tối ưu

1.5 Phương pháp

- Nghiên cứu các dạng nhà giữ xe đạp ngầm tự động trên thế giới đã được công bố

và đưa vào sử dụng

- Sử dụng phần mềm Solidworks,

- Nghiên cứu lý thuyết lập trình PLC S7-1200 để viết chương trình cho mô hình

mô phỏng nguyên lý hoạt động nhà giữ xe đạp ngầm tự động theo kích thước xe đạp mô hình

- Thi công mô hình mô phỏng nguyên lý hoạt động của nhà giữ xe đạp ngầm tự động với kích thước xe đạp mô hình

- Tham khảo tài liệu tính toán về thang máy để tính toán cơ cấu nâng – hạ xe theo kích thước xe đạp thật

Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIỮ XE ĐẠP NGẦM

2.1 Các phương án thiết kế Trong đề tài này, giả thuyết muốn thiết kế nhà giữ xe

đạp ngầm có khả năng chứa 150 chiếc xe đạp bởi vì nó phù hợp với số lượng xe của

một bãi xe gửi thực tế (100 – 200 chiếc/bãi giữ xe) 2.1.1 Phương án 1: Nhà giữ xe

đạp ngầm dạng tròn

Hình 2 1: Bản vẽ tính toán sơ bộ nhà giữ xe đạp ngầm dạng tròn

Nguyên lý hoạt động của bãi giữ xe dạng tròn

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hầm giữ xe dạng tròn

Đối với phương án này, theo kích thước của xe đạp thật (1600mm x 560mm x 640mm) tôi tính toán được mỗi tầng có khả năng chứa được 15 chiếc, như vậy để có khả năng chứa 150 chiếc xe thì ta cần 10 tầng, mỗi tầng có độ cao 1m

Diện tích đất cần sử dụng để xây dựng nhà xe dạng tròn:

Snhaxe  R2  3,14 42  50.24m2 

2.1.2 Phương án 2: Nhà giữ xe đạp ngầm hình hộp gồm 1 dãy để xe

Hình 2.4: Bản vẽ tính toán sơ bộ nhà giữ xe đạp ngầm dạng hình chữ nhật 1 dãy để xe

Hình 2.5 Bản vẽ dạng nhà xe hầm dạng 1 dãy

Hình 2.6 Nguyên lý là việc của hầm giữ xe một dãy

Với phương án này ta có diện tích nhà giữ xe:

Snhaxe  D  R  12, 5 4  50m2 

Như vậy ta thấy với cùng diện tích 50 (m2), cùng độ cao 10 m (10 tầng) nhưng ta thấy phương án này có khả năng lưu trữ lên tới 160 chiếc xe đạp (mỗi tầng chứa được 16 chiếc), nhiều hơn nhà giữ xe đạp ngầm dạng tròn 10 chiếc

2.1.3 Phương án 3: Nhà giữ xe đạp ngầm dạng hình hộp gồm 2 dãy để xe song song

Hình 2.7: Bản vẽ tính toán sơ bộ nhà giữ xe đạp ngầm hình chữ nhật 2 dãy để xe

Hình 2 8 Hầm giữ xe hai dãy song song

Hình 2 9 Nguyên lý làm việc của hầm giữ xe hai dãy song song

Với phương án này ta có diện tích nhà để xe:

- Phù hợp với thời gian, khối lượng cần làm

- Dễ dàng viết chương trình điều khiển

- rút ngắn thời gian gửi/ nhận xe khi nhiều người gởi

Để thuận tiện việc lấy xe ra vào chúng em làm hai cổng ra vào Tính toán cơ cấu nâng

hạ xe với kích thước xe đạp thực theo phương án đã chọn

Cơ cấu nâng hạ xe trong các hệ thống gửi xe tầng thường sử dụng các hệ thống nâng

hạ bằng cáp treo, giống như hệ thống nâng hạ bằng thang máy Do đó trong đề tài này chúng em cũng chọn phương pháp nâng hạ bằng cáp như trong hệ thống thang máy để tính toán sơ bộ Trong chương này chúng em tham khảo các công thức tính toán trong một số luận văn, tài liệu tham khảo về tính toán thang máy và tài liệu về thiết bị nâng

hạ để làm cơ sở tính toán kết cấu nâng hạ xe cho đề tài này

Hình 2 10 Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của bãi giữ xe

2.2 Tính toán cơ cấu nâng hạ xe với kích thước xe đạp thật

Cơ cấu nâng hạ xe trong các hệ thống gửi xe tầng thường sử dụng các hệ thống nâng

hạ bằng cáp treo, giống như hệ thống nâng hạ bằng thang máy Do đó trong đề tài này tôi cũng chọn phương pháp nâng hạ bằng cáp như trong hệ thống thang máy để tính toán sơ bộ Trong chương này tôi tham khảo các công thức tính toán trong một số luận văn, tài liệu tham khảo về tính toán thang máy và tài liệu về thiết bị nâng hạ để làm cơ

sở tính toán kết cấu nâng hạ xe cho đề tài này

a) Hệ thống nâng hạ gồm có các bộ phận chính:

- Cabin giữ xe

- Cáp treo

- Bộ tời

- Pulley dẫn động

- Cơ cấu kẹp xe (đưa xe vào – ra)

- Cơ cấu xoay b) Phân loại hệ thống truyền động của cơ cấu nâng hạ: - Dùng hệ thống

xy lanh thủy lực

- Dùng hệ thống cáp treo

– pulley - Dùng hệ thống vitme

– đai ốc - Dùng hệ thống truyền động dây xích

2.2.1 Đặc tính kỹ thuật của hệ thống nâng hạ:

Hệ thống nâng hạ được thiết kế trong đồ án có đặc tính kỹ thuật sau:

- Loại thang máy: chở hàng, không có người

- Trọng lượng tối đa của vật nâng (xe + hàng): Q=30 kg

- Tốc độ nâng hạ: v=0,63 m/phút

- Số tầng: 5 tầng, hành trình chuyển động của cabin h=6000 mm

- Khối lượng của hàng (xe đạp) Gxe = 15 kg

- Kích thước của xe: 1600mm x 560mm x 640mm - Gia tốc chuyển động của cơ cấu nâng hạ a=1,5 m/s2

2.2.2 Tính toán cabin

Hình 2 11: Bản vẽ cabin nâng hạ xe với kích thước xe đạp thật Khối lượng rãnh giữ

xe trong cabin:

Granhgiucabin = Lranh x Sranh 7850.10-9

Trong đó:

- Sranh: diện tích mặt cắt của rãnh giữ xe trong cabin (mm2)

Diện tích rãnh giữ xe:

Vậy ta có khối lƣợng rãnh giữ xe trong cabin:

Granhgiuxecabin 2000 4750 7850109  74, 6 (kg)

Khối lƣợng của khung cabin:

Gkhungcabin  Gthephop:150654  Gthephop:80504  Gthephop:100654

 Gtheptam:60020010

Công thức tính khối lƣợng của thép hộp:

Trong đó:

- T: chiều dày của thép ống (mm)

- A1: chiều dài cạnh thứ 1 của thép ống (mm)

- A2: chiều dài cạnh thứ 2 của thép ống (mm)

- L: chiều dài cây thép (mm)

- ncay: số lƣợng cây thép hộp Khối lƣợng của thép hộp 150x65x4: