Thiết bị cắt tỉa hàng rào, cây xanh

Chia sẻ: Bigates Bigates | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này thực hiện thiết kế, chế tạo thiết bị cắt tỉa hàng rào, cây xanh. Thiết bị này gồm bốn bánh xe, một động cơ dẫn động, một tay máy, một động cơ cắt, lưỡi cắt và trụ giữ tay máy, một bộ truyền xích. Khung sườn được làm bằng sắt hộp, nhằm giảm thiểu trọng lượng của xe và kết cấu khung sườn được gia công gồm các thanh sắt hộp hàn chặt lại với nhau nhằm đảm bảo được độ cứng vững, rung động của xe khi hoạt động.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết bị cắt tỉa hàng rào, cây xanh

THIẾT BỊ CẮT TỈA HÀNG RÀO, CÂY XANH Phạm Thành Vinh, Phạm Công Viên, Nguyễn Công Trứ Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh GVHD: TS. Nguyễn Hoài Nhân TÓM TẮT Nghiên cứu này thực hiện thiết kế, chế tạo thiết bị cắt tỉa hàng rào, cây xanh. Thiết bị này gồm bốn bánh xe, một động cơ dẫn động, một tay máy, một động cơ cắt, lưỡi cắt và trụ giữ tay máy, một bộ truyền xích. Khung sườn được làm bằng sắt hộp, nhằm giảm thiểu trọng lượng của xe và kết cấu khung sườn được gia công gồm các thanh sắt hộp hàn chặt lại với nhau nhằm đảm bảo được độ cứng vững, rung động của xe khi hoạt động. Xe có thể di chuyển tiến và lùi; truyền động này được dẫn động bằng động cơ DC có tích hợp hộp giảm tốc để tăng moment và giảm tốc. Bộ điều khiển hoạt động của xe được xây dựng trên nền tảng chip vi điều khiển Arduino, các mạch giao tiếp, relay đóng ngắt và đảo chiều được lựa chọn phù hợp giúp thiết bị hoạt động được ổn định và hiệu quả. Thiết bị cắt tỉa hàng rào sau khi được tính tính toán, thiết kế, chế tạo, lắp ráp thành phẩm đã được thử nghiệm trong thực tế. 1 GIỚI THIỆU Tỉa viền cây là công việc rất vất vả vì người lao động phải làm dưới thời tiết nắng gắt; điều này hoàn toàn không tốt cho sức khỏe của những công nhân thực hiện công việc này. Công việc chăm sóc và tỉa hàng cây cần đến một lực lượng lao động lớn. Trung bình một ngày, một người công nhân có thể tỉa được 30 mét hàng rào cây xanh có độ cao 0,4 mét. Ngoài ra, công việc này đặc biệt nguy hiểm khi thực hiện cắt tỉa hàng rào dọc các con đường trong khi xe cộ vẫn lưu thông. Do đó, chế tạo máy tỉa viền cây xanh sẽ làm giảm thiểu sức người mà vẫn đảm bảo được tính thực tiễn và hiệu quả trong công việc. Thiết bị ứng dụng trong các công viên, trường học, cơ quan nhà nước, tư nhân có các hàng cây xanh và các con đường có trồng các hàng rào cây xanh dọc theo các vỉa hè hoặc các dải phân cách có trồng hàng rào cây xanh …. 2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ 2.1 Tính toán Dựa trên khảo sát thực tế một trường hợp điển hình hàng rào cây tại khu E của Trường Đại Học HUTECH có chiều cao hàng rào là 400 [mm] tính từ mặt đất trồng, bề dày là 250 [mm], loại cây là cây Hoàng Dương có đặc tính dễ cắt tỉa, thấp nhỏ. Máy tỉa cây có kích thước chiều dài là 500 mm, chiều rộng là 380 mm, chiều cao là 935 [mm]. Tay máy giữ lưỡi tỉa cây có thể di chuyển lên xuống cho phù hợp với chiều cao của cây. Kết cấu xoay tại vị trí giữ lưỡi tỉa và tay máy giúp cho thiết bị có thể điều khiển lưỡi tỉa ở 2 hướng nằm ngang và thẳng đứng. Thiết bị này bao gồm phần cơ khí là khung sườn, trụ 298
giữ tay máy, bộ truyền xích. Các số liệu ban đầu đã cho xe có thể di chuyển 1 [km/h], tải trọng xe khoảng 20 [kg]. Hình 1. Viền hàng rào cây xanh tại khu E Trường Đại học HUTECH 2.2 Nguyên lý hoạt động (a) (b) Hình 2. a: Sơ đồ truyền động của thiết bị; b: Sơ đồ thiết kế Cấu tạo của thiết bị gồm có (Hình 2): 1. Động cơ DC; 2. Bộ truyền xích; 3. Khung xe; 4. Bánh xe truyền động; 5. Bánh xe dẫn hướng; 6. Cơ cấu trượt; 7. Trụ đứng cố định tay máy; 8. Tay máy; 9. Lưỡi cắt. Nguyên lý hoạt động của thiết bị: Đầu tiên, các bộ phận nhận tín hiệu sẽ nhận tín hiệu từ người dùng thông qua nút nhấn, với hệ điều khiển đơn giản bằng nút nhấn không tự giữ, xe có thể chạy tiến và lùi một cách linh hoạt. Rẽ trái và rẽ phải được điều chỉnh bằng tay. Về bộ phận cắt, có một nút bấm ON OFF riêng cho động cơ cắt, tay máy cắt có thể điều chỉnh lên và xuống bằng tay. 299
2.3 Thiết kế và chế tạo thiết bị Dựa trên nguyên lý hoạt động và các thông số tính toán cho thiết bị, nghiên cứu này xây dựng được bản vẽ thiết kế tổng thể như trong Hình 3, bản vẽ 3D khung xe (Hình 4), bản vẽ cơ cấu lái như trong Hình 5. Hình 3. Bản vẽ thiết kế tổng thể thiết bị Hình 4. Thiết kế 3D khung xe mang thiết bị 300
Cơ cấu lái: xe có thể di chuyển rẽ trái hay rẽ phải nhờ cơ cấu định hướng bánh xe trước như Hình 5. Kết quả thiết kế cơ cấu lái như được thể hiện ở Hình 5. Hình 5. Thiết kế cơ cấu lái Hệ thống điện: từ tính toán trên chúng em chọn loại động cơ xoay chiều có giảm tốc cụ thể là động cơ DC giảm tốc 1530A thích hợp với các ứng dụng chạy đế cho Robot (Robot, mô hình, ...). Bên cạnh đó, động cơ ứng dụng cho máy móc, thiết bị công nghiệp,… Để đáp ứng được yêu cầu đề tài thiết kế xe có thể chạy tiến và lùi dùng động cơ DC có giảm tốc thì ngoài các cách trên còn có thể sử dụng relay trung gian 8 chân để đảo chiều dòng điện dễ dàng bằng nút nhấn, ít tốn kém chi phí. Hình 6. Thiết bị sau khi lắp ráp hoàn chỉnh 301
Sau khi lắp ráp phần cơ cấu chấp hành cơ khí và bộ điều khiển điện cho thiết bị (Hình 6). Thiết bị được chạy thử, xe có thể chạy tiến và lùi theo điều khiển của người lái bằng nút nhấn không tự giữ, rẽ trái và phải bằng tay cầm cũng được thực hiện một cách linh hoạt. Về động cơ cắt chạy bằng pin cũng khá ổn định. Trong lúc chạy, xe ổn định không bị rung lắc quá nhiều không bị nghiêng, có tốc độ ổn định để người điều khiển có thể đi theo kịp. 3 KẾT LUẬN Nghiên cứu này thực hiện thiết kế, chế tạo thiết bị cắt tỉa hàng rào, cây xanh. Thiết bị sau khi lắp ráp và hoàn thiện được đưa vào chạy thử. Kết quả chạy thử cho thấy thiết bị thực hiện được yêu cầu cắt tỉa hàng cây. Thiết bị có thể điều chỉnh độ cao lưỡi cắt theo chiều ngang, vị trí lưỡi cắt theo chiều dọc để cắt tỉa các hàng cây có chiều cao, bề dày của hàng cây khác nhau. Kết cấu cơ khí, bộ điều khiển được thiết kế đúng đắn, phù hợp, hoạt động ổn định, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật hoạt động của thiết bị. Thiết bị này sẽ giảm thiểu sức lao động trong thời tiết, giảm nguy cơ tai nạn trong lúc làm việc cho công nhân cây xanh. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc. [2] Tài liệu tính toán hệ dẫn động cơ khí – Trịnh Chất – Lê ăn Uyển. [3] Dientuvietnam - http://dientuvietnam.net. 302