MỤC LỤC
MỤC LỤC....1
LỜI NÓI ĐẦU.....2
CHƯƠNG I: HÌNH THÀNH Ý TƯỞNG NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO ROBOT TỰ HÀNH DƯỚI NƯỚC SÂU 1M. 8
1. Điều kiện tự nhiên và lợi thế của nước ta. 8
2. Tìm hiểu về cấu trúc hồ tôm.. 8
3. Mục đích chế tạo robot tự hành dưới nước sâu 1m. 10
4. Một số loại Robot hoạt động dưới nước trên thế giới 11
5.Yêu cầu đặt ra . 13
6. Sơ đồ khối chức năng của robot. 14
7. Nguyên lí hoạt động phần cơ khí của Robot. 14
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ ROBOT.16
1. Bài toán về các lực tác động lên robot khi chuyển động. 16
1.1.Lực đẩy acsimets. 16
1.2 Các lực tác dụng khi robot chuyển động . 16
2. Chọn động cơ cho hệ thống truyền động.21
2.1. Tính toán công suất làm việc. 19
2.2. Hiệu suất hệ dẫn động.21
2.3. Công suất cần thiết trên trục động cơ. 20
2.4. Chọn tỷ số truyền. 20
2.5. Chọn động cơ cho bộ truyền động. 20
2.6. Công suất 21
2.7. Số vòng quay. 21
2.8. Momen xoắn. 22
2.9. Chọn động cơ cho chổi quét. 22
2.10. Chọn động cơ servo. 24
3. Tính toán và kiểm nghiệm bộ truyền xích đã chọn..27
3.1. Chọn loại xích. 25
3.2. Chọn số răng đĩa xích. 26
3.3. Xác định bước xích. 26
3.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích. 27
3.5. Kiểm nghiệm xích về độ bền. 28
3.6.Xác định thông số của đĩa xích. 29
3.7. Xác định lực tác dụng lên trục. 31
4. Tính toán thiết kế trục. 31
4.1. Chọn khớp nối: 31
4.2 .Kiểm nghiệm khớp nối 33
4.3. Chọn khớp nối cho động cơ quay chổi 34
4.4. Lực tác dụng lên trục. 34
4.5. Chọn vật liệu. 34
4.6. Xác định lực tác dụng. 34
4.7. Xác định các khoảng cách. 35
4.8.Kiểm nghiệm 2 trục theo độ bền mỏi. 42
5.Chọn ổ lăn và kiểm nghiệm. 45
5.1.Phản lực hướng tâm tác dụng lên các ổ. 46
5.2. Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương của ổ bi đỡ chặn. 46
5.3. Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động. 47
5.4. Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh. 47
CHƯƠNG III: CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG NƯỚC VÀ CÁC CHI TIẾT CƠ KHÍ 48
1.Chống nước cho vỏ robot. 48
1.1 .Nguyên nhân. 48
1.2.Biện pháp xử lý. 48
2.Chống nước cho vỏ các trục quay . 49
2.1.Nguyên nhân. 49
2.2.Các biện pháp khắc phục. 50
3. Các chi tiết cơ khí. 52
3.1.Bánh xe. 52
3.2.Chổi quét 53
3.3.Vỏ robot. 54
3.4.Tấm gá động cơ. 54
CHƯƠNG IV: ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN HÚT CHO ROBOT. 57
1.Mục đích. 57
2.Sự cấp thiết của việc hút các chất bẩn trong hồ. 57
3.Các chất bẩn sau khi quét 57
4.Phương án thiết kế. 58
5.Chọn máy bơm nước mini hút xả. 58
6.Hệ thống lưới lọc. 60
7.Buồng chứa. 60
CHƯƠNG V: CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN SAU KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ ROBOT. 61
1.Các yêu cầu chung cho hệ thống. 61
2.Chọn mạch điều khiển. 62
3. Nguồn điện. 63
4.Giới thiệu mạch điều khiển động cơ DC 200W Hbr-M... 64
5.Công tắc điều khiển.66
6. Pin. 67
7. Sơ đồ khối và chức năng từng khối 67
8.Điều khiển. 68
8.1.Điều khiển thông qua bluetooth. 68
8.2.Điều khiển tự động hoàn toàn thông qua tín hiệu trả về từ sóng siêu âm.. 69
KẾT LUẬN. 72
1.Kết luận. 72
2.Hướng phát triển.73
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH SỬ DỤNG.. 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 77
LỜI NÓI ĐẦU
Sự phát triển nhanh chóng của xã hội đó chính là sự đòi hỏi và nhu cầu của con người ngày càng nâng cao hơn, nhiều hơn và khắt khe hơn. Thước đo để đánh giá sự phát triển đó chính là sự tiến bộ của khoa học và kĩ thuật.Với nhiều ngành mới với những ứng dụng mới tiên tiến và hoàn hảo hơn ứng, dụng thiết thực hơn trong cuộc sống. Sức lao động của con người được giải phóng nhiều hơn nhờ các máy móc thiết bị mới. Các ngành cơ khí cũng như cơ điện tử ngày một phát triển và có nhiều phát minh mới được con người sáng chế phục vụ công nghiệp cũng như trong đời sống sản xuất.
Kỹ thuật cơ khí là một ngành khoa học kỹ thuật, ứng dụng các nguyên lý vật lý, kỹ thuật và khoa học vật liệu để thiết kế, phân tích, chế tạo và bảo dưỡng các loại máy móc và hệ thống cơ khí. Là một lĩnh vực kỹ thuật liên quan đến thiết kế, chế tạo và vận hành máy móc. kỹ thuật cơ khí là ngành lâu đời nhất, rộng lớn nhất của Kỹ thuật.
Hệ thống Cơ Điện Tử là một hệ thống phần điều khiển được đảm nhiệm bởi phần điện tử kết hợp với sức mạnh của tin học. Xử lí những phép tính toán phức tạp nhanh và chính xác. Giảm bớt sự can thiệp tính toán của con người, giúp đơn giản hóa trong việc điều khiển.
Quá trình 5 năm học tập và nghiên cứu tại trường đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung cũng như thực tập ở phòng LAB nói riêng, chúng em đã được các thầy cô và đặc biệt là thầy PGS.TS …………… truyền đạt những kiến thức cả lí thuyết và thực hành, kĩ năng và tác phong công nghiệp, để chúng em có thể áp dụng vào thực tế và làm quen với công việc của người kĩ sư tương lai. Chúng em được nhận đề tài tốt nghiệp có ứng dụng rất thiết thực trong thực tế, đó là đề tài: “THIẾT KẾ ROBOT TỰ HÀNH DƯỚI NƯỚC SÂU 1M”. Trong quá trình thực hiện đồ án chúng em được sự chỉ dẫn tận tình của các thầy cô bộ môn Cơ khí chính xác và Quang học, đặc biệt là thầy giáo PGS.TS …………….. để em làm đề tài tốt nghiệp này.
Tuy vậy trong quá trình thực hiện sẽ có nhiều sai sót do chưa có kinh nghiệm thực tế, chúng em mong được sự nhận xét góp ý của các thầy, cô để hoàn thành đồ án và nhiệm vụ học tập ở trường.
Em xin chân thành cảm ơn thầy cô và các bạn!
CHƯƠNG I
HÌNH THÀNH Ý TƯỞNG NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO ROBOT TỰ HÀNH DƯỚI NƯỚC SÂU 1M
1. Điều kiện tự nhiên và lợi thế của nước ta.
- Việt Nam là một nước có mạng lưới sông ngòi dày đặc với hệ thống sông ngòi phân bổ đều khắp với lưu lượng lớn. Ngoài ra bờ biển dài hơn 3.260 km trải dài từ Bắc đến Nam. Nuôi tôm ở đồng bằng sông Cửu Long đã và đang phát triển mạnh trong những năm gần đây và trở thành ngành kinh tế quan trọng. Khí hậu, thủy văn thích hợp phát triển tôm nuôi, mặt khác 3 mặt giáp biển, nhiều sông rạch thông ra biển nên việc trao đổi nước thuận lợi.
- Những năm gần đây ngành nuôi tôm tại Việt Nam khá phát triển. Ở các tỉnh ven biển cũng như các tỉnh miền Tây Nam Bộ và được xuất khẩu các nước trong khu vực cũng như các nước trên thế giới.
2. Cấu trúc các hồ nuôi.
- Sơ đồ chung cho một mặt bằng tổng thể bố trí theo tỷ lệ sau: ao nuôi: 50 – 60%, ao lắng và xử lý nước: 25 – 30%, kênh mương: 9 – 10%, diện tích khác: 5 – 10%
- Xác định tiêu chuẩn ao nuôi: mục tiêu chính thiết kế ao nuôi giúp quản lý hiệu quả chất thải, chất thải được gom lại ở một nơi nào đó trong ao, thường là ở giữa ao, dễ cấp nước và thay nước, dễ thu hoạch.
- Ao nuôi nên có diện tích từ 0,3 – 1 ha. Tốt nhất là 0,3 – 0,5 ha sẽ dễ dàng cho việc chăm sóc và quản lý cũng như việc vận hành các trang thiết bị trong sản xuất. Độ sâu mực nước tối thiểu là 1,5m để tránh xáo trộn tầng nước và làm động lớp bùn đáy, nơi kiếm ăn chính của tôm.
3. Mục đích chế tạo robot tự hành dưới nước sâu 1m.
- Tôm là loại tạp ăn, thức ăn chủ yếu là các động thực vật phù du, các mùn bã hữu cơ, ốc, cá tạp, các phế phụ phẩm trong nông nghiệp. Cho tôm ăn 2 lần/ngày và lượng cho ăn hằng ngày từ 15 - 20% trọng lượng đàn tôm và trong những ngày trước lúc lột xác 4 - 5 ngày tôm ăn rất mạnh. Quá trình lột xác của tôm phụ thuộc vào chu kì con nước, thường thì tôm sẽ lột xác nhiều vào cuối kì con nước lớn.
- Sau khi cấp nước 2 ngày, cần tiến hành gây màu nước trong ao nuôi tôm để giúp phát triển các hệ vi sinh vật phù du, ổn định môi trường nước. Tuy nhiên, trong giai đoạn đầu mới thả, rất khó ổn định màu nước, nguồn thức ăn tự nhiên ít.
4. Một số loại Robot hoạt động dưới nước trên thế giới
4.1.Robot phuc vụ nuôi trồng thủy sản ở Nhật Bản
Năm 2014, sau quá trình nghiên cứu thị trường hai năm, nuôi trồng thủy sản ở đây đã được thương mại hóa bởi công ty chế biến thủy sản Nissui. Các hộ nuôi cá hồi tại đây đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển công nghệ mới với robot cho ăn tự động Nissui, có khả năng cung cấp đủ lượng thức ăn để duy trì tốc độ tăng trưởng của cá nuôi ngay cả khi điều kiện thời tiết xấu. Những chú robot này cũng giúp ngăn ngừa lượng thức ăn thừa tạo ra chất thải và gây ô nhiễm môi trường biển.
4.2. Robot HROV (viết tắt của Hybrid Remotely Operated Vehicle)
Với khả năng lặn sâu tới hơn 11km, đây là loại thiết bị cho phép các nhà hải dương học thám hiểm hầu hết tất cả các vùng biển sâu nhất của thế giới và có khả năng thực hiện rất nhiều công việc phức tạp như quay phim, chụp ảnh, lấy mẫu đất đá và sinh vật, lập bản đồ địa hình đáy biển. HROV được thiết kế theo hai kiểu, kiểu thứ nhất được kết nối với trung tâm với một loại vi cáp đặc biệt, dùng để cung cấp điện và để liên lạc với trung tâm.
4.3. Robot cá của trường đại học Sư Phạm Kỹ thuật .
Robot cá đầu tiên ở Việt Nam đã được nghiệm thu tại sở Khoa học – Công Nghệ TP Hồ Chí Minh vào ngày 16/12. Chú cá này được điều khiển từ xa, có thể bơi lội giống thật. Robot cá có kích thước khoảng 35cm x 70cm x 110cm, nặng 600g, được điều khiển từ xa bằng song vô tuyến. Nó có thể bơi trong hồ bơi (môi trường nước trong và yên tĩnh) gần giống với cá thật, với tốc độ bơi khoảng 0,6m – 1,8m mỗi giây.
5. Yêu cầu đặt ra .
Thiết kế một robot lặn dưới độ sâu 1 m với các yêu cầu sau :
- Trọng lượng của robot > lực đẩy acsimet để robot có thể chìm xuống đáy hồ.
- Hình dạng robot gần như dạng hộp chữ nhật với các kích thước : (Chiều dài x Chiều rộng x Chiều cao) = (400 x 350 x 100) mm
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ ROBOT
1. Bài toán về các lực tác động lên robot khi chuyển động.
a. Để robot có thể chuyển động dưới đáy hồ sâu 1m ,ta cần 1 lực kéo thắng lực ma sát lăn của đáy hồ tác dụng lên các bánh robot và lực cản của nước.
b. Để robot có thể chìm xuống đáy hồ ta cần trọng lượng của robot > lực đẩy acsimets.
1.1. Lực đẩy acsimets
+Do hình dạng của xe gần như 1 khối hình hộp chữ nhật với các kích thước : (Chiều dài x Chiều rộng x Chiều cao) = (400 x 350 x 100) mm nên thể tích của xe xấp xỉ là : V = 0,4.0,35.0,1 = 0,014 ( ).
+Khối lượng riêng của nước là: D=1000 (kg/ )
=> D.V.g = 1000.0,014.9,81=137,34 (N)
Vậy để robot có thể chìm thì trọng lượng của xe phải lớn hơn 137,34 (N).
=>> Chọn trọng lượng của robot là 150 (N) tức là khối lượng robot thiết kế là 15 (kg) .
1.2. Các lực tác dụng khi robot chuyển động .
-Khi robot chuyển động thẳng đều trên mặt đất cũng như dưới đáy hồ.Robot chịu tác dụng của lực kéo động cơ,lực cản của không khí,lực cản của nước,lực ma sát lăn,trọng lượng của robot và phản lực.
-Trong đó thành phần phản lực và trọng lượng cân bằng với nhau.Lực kéo của động cơ cân bằng với tổng lực cản của nước và lực ma sát lăn.Từ điều này ta sẽ tính được lực kéo của động cơ phù hợp nhất.
Do hồ tôm sâu 1m nên robot hoạt động dưới đáy hồ sẽ chịu một áp suất là :
P= d.h = 10000.1=10000 (N/ )
Với : - d là trọng lượng riêng của nước d= 10000 (N/ )
- h là chiều cao của cột chất lỏng
Vậy áp lực nước lên robot :
F1=P.S =10000.0,035=350 (N)
+Khi robot tự hành với vận tốc 10cm/s , lực cản của nước tính theo công thức:
F2=0,5.Cx.A.
Do hồ tôm sâu 1m nên robot hoạt động dưới đáy hồ sẽ chịu một áp suất là :
P= d.h = 10000.1=10000 (N/ )
Với : - d là trọng lượng riêng của nước d= 10000 (N/ )
- h là chiều cao của cột chất lỏng
+Vậy áp lực nước lên robot :
F1=P.S =10000.0,035=350 (N)
+Khi robot tự hành với vận tốc 10cm/s , lực cản của nước tính theo công thức:
F2=0,5.Cx.A.
2. Chọn động cơ cho hệ thống truyền động.
Sau khi xác định được lực kéo của xích tải là 500 (N). Dựa vào kích thước của 1 hồ tôm cỡ nhỏ là (10m x 10m), vận tốc của robot phù hợp với các yêu cầu đặt ra ở trên v=10 cm/s. Robot làm việc dưới đáy ao (đáy ao là đất phủ nilong) nên ta chọn đặc tính làm việc cho robot là có rung lắc và va đập nhẹ với các vật thể nhỏ trong hồ. Làm việc 1 ca một ngày và thời gian phục vụ là 8000 giờ. Dưới đây là các thông số đã được tính toán ở trên và được chọn lựa để thiết kế :
+Ta tính toán ở trên :khối lượng robot là 15 kg
+Kích thước robot là (chiều dài x chiều rộng x chiều cao) = (400 x350x 100)
2.9. Chọn động cơ cho chổi quét.
Chọn động cơ :Động Cơ DC12V 2000 RPM DC-775 D
Tính năng :
+Thích hợp cho mô hình học tập
+ Được dùng cho robot dò đường
Có các thông số kĩ thuật như sau:
+ Điện áp : DC 12V
+ Dòng điện không tải : 1 A
+ Công suất : 150 W
+ Tốc độ : 2000RPM => n = 2000/60=33.3 v/s
+ Kích thước :
-Chiều dài trục nhô ra 17 mm
-Đường kính trục : 5mm
-Đường kính trục nhô ra : 5 mm
-Đường kính động cơ : 42 mm
-Chiều dài động cơ bao gồm cả trục : 67 mm
Môment xoắn trên trục động cơ chổi quét:
Tđcc = 9,55. = 9,55. =144 (N.mm)
2.10. Chọn động cơ servo
Động cơ RC Servo MG996 là loại thường được sử dụng nhiều nhất trong các thiết kế Robot hoặc dẫn hướng xe. Động cơ RC Servo MG996 có lực kéo mạnh, các khớp và bánh răng được làm hoàn toàn bằng kim loại nên có độ bền cao, động cơ được tích hợp sẵn Driver điều khiển động cơ bên trong theo cơ chế phát xung - quay góc nên rất dễ sử dụng.
Thông số kỹ thuật:
- Chủng loại: Analog RC Servo.
- Điện áp hoạt động: 4.8-6.6VDC
- Kích thước: 40mm x 19mm x 43mm
- Trọng lượng: 55g
3. Tính toán và kiểm nghiệm bộ truyền xích đã chọn.
Chọn bộ truyền xích chứ không phải bộ truyền đai cho robot bởi vì bộ truyền xích có khá nhiều ưu điểm sau :
- Có thể truyền chuyển động giữa các trục cách nhau tương đối lớn
- Khuôn khổ kích thước bé hơn bộ truyền đai
- Không có hiện tượng trượt như bộ truyền đai
- Có thể truyền chuyển động 1 lúc cho nhiều trục.
- Thường dùng trong truyền chuyển động với tốc độ chậm.
4. Tính toán thiết kế trục
Thông số đầu vào:
4.1. Chọn khớp nối.
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục:
Khớp nối mềm được sử dụng để nối trục động cơ với trục bánh xe...giúp điều khiển trục bánh xe một cách chính xác và giảm tải trọng động lên hệ thống dẫn động. các khớp nối mềm với nhiều đường kính lỗ hai đầu.
4.3. Chọn khớp nối cho động cơ quay chổi
Momen cần truyền : Tđcc = 144 Nmm
Đường kính trục động cơ : D=5 mm
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục:
4.6. Xác định lực tác dụng
a. Xác định giá trị các lực tác dụng lên trục, bánh xe :
Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền xích: =716,5 (N)
Lực tác dụng lên trục từ khớp nối: Fkn = 80,6(N)
Khoảng cách từ bánh xe đến ổ lăn 1 là 40 mm
Khoảng cách hai ổ lăn là 33mm
Khoảng cách giữa ổ lăn 2 đến xích là 21,5mm
Khoảng cách giữa ổ lăn 2 để khớp nối là 15 mm
4.7.1. Tiết diện lắp bánh xe
- Kiểm tra độ bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và then.
Ta có : lt=(0,8…0,9)lm23= (0,8…0,9).20 = 16…18 (mm).
Chọn lt=18 mm
4.7.2.Tiết diện lắp bộ truyền ngoài
- Kiểm tra độ bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và then. Chọn lt=(0,8…0,9)lmx=(0,8…0,9).15 = 12…13,5 (mm).
Với lmx là chiều dài may ơ đĩa xích.(= 15 mm)
Chọn lt=14 mm
5. Chọn ổ lăn và kiểm nghiệm.
Để có kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp nhất. chọn ổ bi đỡ chặn .Chọn kết cấu ổ lăn theo khả năng tải động.Đường kính trục tại chỗ lắp ổ lăn : d= 10 (mm). Tra phụ lục 2.7/255 với ổ cỡ trung ta chọn ổ bi đỡ có kí hiệu 306, có các thông số sau :
d = 10 mm ; D= 22 mm ; b= 6 mm ; r= 0,5 mm ;
C= 2,62 kN ; C0 =1,38 kN.
5.2. Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương của ổ bi đỡ chặn.
Q = (X.Fr + Y.Fa )kt .kd
Với :
+X,Y là các hệ số tải trọng .Ổ lăn 1 dãy ta có X= 1,Y= 1.
+ là hệ số kể đến ảnh hưởng của đặc tĩnh tải trọng.Tải trọng tác dụng lên ổ va đập nhẹ nên ta chọn =1
+ là hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ .Chọn =1 khi nhiệt độ < 105 độ C
Tính và kiểm nghiệm cho ổ lăn chịu lực lớn nhất:
Q = (X.Fr21 + Y.Fa )kt .kd = 1. .1.1=606,7 N
5.4. Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh.
Tra bảng 11.6 với ổ bi đỡ 1 dãy ta được
Q0 = 0,6.606,7=364,1 (N) < C0 =1,38 (kN).
CHƯƠNG III
CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG NƯỚC VÀ CÁC CHI TIẾT CƠ KHÍ
1. Chống nước cho vỏ robot.
1.1. Nguyên nhân.
Với thiết kế 2 phần là vỏ trên và vỏ dưới robot.Trong quá trình in vỏ và đế bằng máy in 3D sẽ gặp phải những sai số kich thước và xuất hiện những phần nhựa thừa ,nhựa chảy nhấp nhô trên mép của đế và vỏ robot.
1.2. Biện pháp xử lý .
- Xử lí bớt những phần nhựa “Support” để bề mặt lề của vỏ đỡ bị nhấp nhô hơn
- Thiết kế rãnh sâu trên bề mặt lề của vỏ robot để giảm sự xâm nhập của nước.
2. Chống nước cho vỏ các trục quay.
2.1. Nguyên nhân.
- Khi thiết kế vỏ và đế có sai số chế tạo ở tiết diện lắp trục => Xuất hiện những khe hở.
2.2.Các biện pháp khắc phục.
a. Sử dụng phớt chống nước .
Cấu tạo của phớt bao gồm :
-Phần quay
-Phần tĩnh
-Phần cao su làm kín
b. Sử dụng gioăng cao su bọc lấy phớt chống nước
Do bề mặt ngoài của phớt chống nước có độ đàn hồi thấp không đảm bảo được độ kín khít trong quá trình robot hoạt động nên ở vòng ngoài ta bố trí them vòng cao su để tăng độ kín khít một cách tối đa cho robot
CHƯƠNG IV
ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN HÚT XẢ CHO ROBOT
1. Mục đích
- Loại bỏ chất thải ở đáy ao
- Hạn chế sử dụng trực tiếp hoá chất trong ao nuôi tôm
- Nâng năng suất tôm nuôi, có thể kéo dài thời gian nuôi để thu hoạch tôm vào thời điểm có giá bán cao.
- Giảm thiểu, giải phóng khi độc trong ao nuôi tôm
- Đơn giản, hiệu quả, giảm chi phí sử dụng hóa chất để xử lý nền đáy và giảm lượng tôm bệnh.
2. Sự cấp thiết của việc hút các chất bản trong hồ.
pH là yếu tố thường xuyên thay đổi theo thời gian trong ngày. pH từ đạt giá trị trong khoảng 6,5 – 8,8 an toàn cho sự phát triển của tôm, nhưng giá trị tối ưu là 7,5 – 8,5. Độ pH rất quan trọng bởi vì sự thay đổi của nó ảnh hưởng gián tiếp đến đời sống thủy sinh vật do nó làm thay đổi theo các yếu tố chất lượng nước khác.
3. Các chất bẩn sau khi quét
Sau khi chế độ quét được thực hiện .Các chất bẩn được khuấy động từ đáy hồ lên bao gồm :
- Thức ăn thừa của tôm và phân bón khó tan
- Xác tôm và tôm chết.
- Lá cây và bụi bẩn từ đất sau những trận mưa
5. Chọn máy bơm nước mini hút xả.
Chọn máy bơm nước mini có tên AT-303S 6W – 600l/h
Công suất tiêu thụ: 6W
Lưu lượng nước: 600 lít/h
Đẩy cao: 0.9 m
Máy gồm 3 phi ống : 9mm, 10mm,13 mm và 1 bộ ống đi kèm.
Công dụng: bơm nước, đảo nước
Điện áp 220V – 240V & 50Hz
7. Buồng chứa.
Thiết kế hình chữ nhật,chứa ống xả và chất thải cặn sau khi lọc.
Được lắp hai bên thân của robot
Có thể chủ động tháo lắp thong qua bu lông đai ốc
CHƯƠNG V
CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN SAU KHI THIẾT KẾ HỆ
THỐNG CƠ KHÍ ROBOT
1. Các yêu cầu chung cho hệ thống.
a. Danh mục các thiết bị cần sử dụng.
b. Dựa vào chuyển động quay tròn của chổi quét,tạo ra lực tác động lên bề mặt hồ, đánh bật những mảng thức ăn thừa, cặn bẩn, xác tôm để thiết bị hút ở lòng hồ dễ dàng thực hiện quá trình hút bẩn.
- Hệ thống nguồn
- Cung cấp nguồn điện cho cảm biến, vi điều khiển và động cơ hoạt động.
- Hệ thống điều khiển
2. Chọn mạch điều khiển.
Dựa vào yêu cầu kĩ thuật, tín hiệu đầu vào và đầu ra ta lựa chọn Arduino Mega2560. Arduino Mega2560 có bộ nhớ flash memory 256 KB, 8KB cho bộ nhớ SRAM, 4 KB cho bộ nhớ EEPROM. Giúp cho người dùng thêm khả năng viết những chương trình phức tạp và điều khiển các thiết bị lớn hơn như máy in 3D, điều khiển robot Arduino Megas.
3. Nguồn điện.
Vì động cơ có điện áp 24V nên ta phải chọn nguồn có điện áp nhỏ nhất là 24V.
Ta có thể sử dụng pin hoặc ắc quy thay thế trong trường hợp sử dụng tự động.
Yêu cầu bài toán: thiết bị có thể chạy trong 2-3 (giờ), cung cấp nguồn điện cho 3 động cơ có công suất là 60W.
6 . Pin.
Dùng bộ 8 pin. Pin sạc 18650 3,7 V 1200mAh loại đầu dương phẳng.
Công suất tối thiểu: 1150mAh
Điện áp tiêu chuẩn: 3.7V ( Khi đầy pin lên đến 4.2v DC ).
Kích thước: 18 * 65(mm)
Trọng lượng: 36
Nhiệt Độ: -20 ℃ ~ 45 ℃
Chất liệu: lithium mangan oxit
8.Điều khiển.
Theo 2 chế độ :
8.1.Điều khiển thông qua bluetooth
- Hoạt động Bluetooth là chuẩn kết nối không dây tầm ngắn, thiết kế cho các kết nối thiết bị cá nhân hay mạng cục bộ nhỏ trong phạm vi băng tần từ 2.4GHz đến 2.485GHz. Bluetooth được thiết kế hoạt động trên 79 tần số đơn lẻ. Khi kết nối , nó sẽ tự động tìm ra tần số tương thích để di chuyển đến thiết bị cần kết nối trong khu vực nhằm đảm bảo sự liên tục.
8.2 .Điều khiển tự động hoàn toàn thông qua tín hiệu trả về từ sóng siêu âm.
a. Với hồ nuôi tôm nói riêng và hồ nuôi thủy sản nói chung, việc dọn chất bẩn bám dính ở đáy hồ vẫn đang phải cần bàn tay con người tác động vào.
b. Từ những điều trên, nhóm quyết định nghiên cứu, thiết kế hệ thống tự động cho robot hỗ trợ con người dọn dẹp hồ nuôi tôm. Con người sẽ không phải can thiệp vào việc di chuyển của robot, robot sẽ tự động xác định phương hướng và di chuyển.
KẾT LUẬN
1. Kết luận.
Sau khi hoàn thành đồ án, em đã tính toán và thiết kế chế tạo, lắp ráp ra một con robot quét khá hoàn chỉnh, đặc biệt là công đoạn chống nước có thể khắc phục được. Robot có thể di chuyển được dưới nước và thực hiện được chế độ quét như đã tính toán thiết kế.. Máy robot chạy tương đối ổn định, nhưng để đưa vào trong công nghiệp thì cần cải thiện và khác phục rất nhiều nếu muốn đạt được yêu cầu cao hơn. Do mô hình của máy chỉ là mini. Nguồn duy trì năng lượng cho máy cũng chỉ hoạt động trong thời gian khá ngắn. Chống nước cũng chỉ là biện pháp tạm thời chứ không phải là lâu dài triệt để.
2. Hướng phát triển.
Sau khi đưa vào thực tế chúng ta có thể thực hiện thêm công đoạn hút sau khi quét cho robot, giúp tăng được môi trường hoạt động của robot không bị giới hạn chỉ ở các hồ có hệ thông hút có sẵn mà còn có thể thực hiện ở các hồ chưa có hệ thông hút .Tiến hành cải tiến thêm kích thước của robot và buồng chứa thay vì kích thước mini như hiện tại để dễ dàng lắp đặt thêm các chi tiết khác cũng buồng có thể chứa các vật thể là chất thải lớn.Thay thế nguồn năng lượng pin bằng nguồn điện dân dụng duy trì thời gian chạy cho máy lâu hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển: Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1+2 NXB Khoa học và kỹ thuật, 2006
2. Nguyễn Trọng Hiệp: Chi Tiết Máy, NXB Giáo Dục
3. Lê Đăng Hưng, Tạ Tuấn Anh, Nguyễn Hữu Đức, Nguyễn Thanh Thủy: Lập trình hướng đối tượng với C++, NXB Khoa học và kỹ thuật, 1999
4. Nguyễn Doãn Phước: Lí thuyết điều khiển tự động, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2009
5. http://nhongxich.com/san-pham/i513/c43/xich-cong-nghiep-tieu-chuan-ansi.html
http://voer.edu.vn/m/luc-can-thuy-dong-cua-phu-tung-ngu-cu/310361cf
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"