1. Đặt vấn đề
Xã hội ngày càng phát triển chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng
cao. Việc sử dụng máy móc phục vụ trong quá trình sản xuất đòi hỏi người lao
động phải tập trung hơn vào những công việc cần độ chính xác và chất lượng
cao, trong khi đó máy tự động có thể thay thế con người trong những công việc
nguy hiểm, nặng nhọc, lặp đi lặp lại, giảm bớt và ngăn ngừa tai nạn lao động,
độc hại do phải làm việc với môi trường không thuận lợi.
Như chúng ta đã biết, để khuôn viên những nơi công cộng, đường phố sạch
đẹp thì phải cần một số lượng lớn lao công trực tiếp làm việc. Những năm gần
đây nền khoa học công nghệ chế tạo phát triền mạnh đã cho ra đời những giải
pháp thu gom rác tự động thay thế con người, những giải pháp này có thể đạt
hiệu suất cao hơn gấp nhiều lần so với sức lao động của con người, tuy nhiên với
những xe hốt rác hiện tại vẫn còn một số nhược điểm như: không thề hốt được
những vị trí sát con lươn, vỉa hè.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế và sự đam mê nghiên cứu, muốn tìm tòi học
hỏi thêm những kiến thức về chuyên nghành chế tạo máy để phục vụ cho công
việc sau này nên nhóm chúng tôi đã chọn và tiến hành nghiên cứu đề “chế tạo rô
bốt quét rác điều khiển từ xa” với mong muốn khi hoàn thành đề tài sẽ khắc
phục những khuyết điểm của các loại xe hốt rác hiện tại và có khả năng ứng
dụng thực tế.
2. Lịch sử nghiên cứu của đề tài
- Trên thế giới đã có rất nhiều đề nghiên cứu chế tạo các loại xe hốt rác với mục
đích thay thế công việc của con người và bảo vệ môi trường nhưng hầu hết
những giải pháp đó chưa đi sâu vào chế tạo xe hốt rác tự động hoạt động hoàn
toàn bằng năng lượng sạch không gây ô nhiễm, không sử dụng bất kỳ loại nhiên
liệu như những chiếc Sh125cc là xe dùng để hốt rác ở Anh có lắp thêm hệ thống
máy hút bụi đễ thu gom rác trên đường.
- Ở trong nước cũng đã có những giải pháp về chế tạo xe hót rác tự động nhưng
cũng chưa giải pháp nào chế tạo thành công loại xe hót rác thân thiện với môi
trường vì hầu hết những giải pháp này đều sử dụng năng lượng như xe quét rác
và hút bụi đường của môi trường đô thị Tỉnh, là những chiếc xe tải sử dụng động
cơ diesel và hệ thống khí nén để hút rác và bụi bẩn trên đường.
- Tại Vĩnh Phúc chưa có tập thể hay cá nhân nào thực hiện đề tài này, do vậy
đây là lần đầu tiên đề tài “Chế tạo rô bốt quét rác điều khiển từ xa” sử dụng
năng lượng sạch được thực hiện trong tỉnh.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Thiết kế, chế tạo rô bốt quét rác, hoạt động ổn định, có thể quét được các
loại rác:
- Lá cây, giấy, cành cây kích thước nhỏ
- Quét được các loại cát, sỏi, đá mi, đá 1 * 2, đá 4 *6 rơi vãi trên đường.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Chế tạo xe rô bốt quét rác hoạt động hoàn toàn bằng các động cơ một chiều,
sử dụng nguồn điện từ ác quy và năng lượng mặt trời. Khi nguồn điện được kích
hoạt hệ thống cơ cấu quét được vận hành. Rôbốt hót rác tự động có những ưu
điểm so với các loại xe hốt rác tự động đã có trên thị trường.
Ngoài ra đề tài còn nghiên cứu các loại rác mà xe có thể quét được nhằm
đưa ra phương án hợp lý nhất khi thiết kế chế tạo.
Thời gian nghiên cứu từ tháng 08 năm 2013 đến tháng 02 năm 2014
Địa điểm nghiên cứu tại trường Trung học cơ sở Tam Dương, rô bốt quét
rác được thiết kế để quét và thu gom rác trong sân trường, trên đường phố và
khuôn viên công cộng.
5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
Dựa trên cơ sở lý thuyết và tính toán, thiết kế, chế tạo theo từng giai đoạn,
sau đó tìm ra phương án hợp lý, đơn giản và tiết kiệm nhất.
Khảo sát thực tế, tìm hiểu các loại xe rác đã và đang được đưa vào sử dụng,
kế thừa những ưu điểm, tìm cách khắc phục những khuyết điểm để áp dụng vào
thiết kế đề tài.
Sau khi tìm hiểu thực tế sẽ tiến hành nghiên cứu thiết kế hình dáng xe trên
lý thuyết, thiết kế các cơ cấu truyền động, cơ cấu hót rác tự động.
Giai đoạn tiếp theo là tiến hành chế tạo.
Giai đoạn cuối là kiểm nghiệm xe, tìm ra những phương án chưa hợp lý
từ đó sửa chữa và thay đổi phương án thiết kế kịp thời.
6. Kết cấu của đề tài
Trong đề tài này gồm những nội dung sau:
Cơ sở lý thuyết của đề tài.
- Những vấn đề về rác thải và môi trường.
- Tìm hiểu các loại xe hốt rác đã và đang được ứngdụng trong thực tế.
Thiết kế và chế tạo xe hốt rác
- Cơ sở thiết kế xe quét và hốt rác tự động
- Các phương án tiết kế cơ khí, tổng quan về xe hốtrác.
Kết luận và kiến nghị.
4
Chương 1: Giới thiệu
1.1 Những vấn đề về rác thải và môi trường
Rác thải gây ô nhiễm môi trường, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm
không khí và gây mất vẻ mỹ quan nơi công cộng việc thu gom, xử lý rác
thải là vấn đề quan trọng.
“Hãy giữ gìn thành phố sạch đẹp”, “Hãy chung tay bảo vệ trái đất”
đó là những khẩu hiệu rất quen thuộc đối với mỗi người Việt Nam chúng
ta cũng như tất cả người dân trên toàn thế giới. Trên thực tế vấn đề rác
thải còn là vấn đề cần được giải quyết ở nhiều quốc gia. Lượng rác thải ra
từ sinh hoạt của con người tăng cao gấp nhiều lần so với sự gia tăng dân
số.
Hình 1. Rác thải trên đường làng
Xã hội ngày càng phát triển chất lượng cuộc sống ngày càng được
nâng cao. Việc sử dụng máy móc phục vụ trong quá trình sản xuất đòi hỏi
người lao động phải tập trung hơn vào những công việc cần độ chính xác
5
và chất lượng cao, trong khi đó máy tự động có thể thay thế con người
trong những công việc nguy hiểm, nặng nhọc, lặp đi lặp lại, giảm bớt và
ngăn ngừa tai nạn lao động, độc hại do phải làm việc với môi trường
không thuận lợi.
Máy móc sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triền những nghành công
nghiệp mới, nâng cao năng xuất lao động, giảm bớt sức lực của con người
từ đó nâng cao chất lượng cuộc sống xã hội và góp phần bảo tồn các
nguồn tài nguyên, năng lượng cho quốc gia.
Việc nghiên học và cứu trong nhà trường là rất quan trọng, công việc
nghiên cứu sẽ giúp học sinh tiếp cân được với thực tế, củng cố được kiến
thức về của mình, thiết kế và chế tạo rô bốt quét rác tự động hoàn toàn sử
dụng năng lượng sạch là một đề tài yêu cầu phải có độ chính xác rất cao
về cơ khí chế tạo và kiến thức về điện tử.
1.2 Kết luận
Với những kiến thức đã được học trong ghế nhà trường, những môn
học như vật lý, công nghệ cùng với sự hướng dẫn tận tình của Thầy
hướng dẫn về tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, mạch điện
tử cùng với việc tìm hiểu thực tế về môi trường, công việc thu gom rác và
thực trạng các loại xe hót rác trên thị trường hiện nay sẽ giúp cho việc
thực hiện thiết kế và chế tạo xe hót rác của nhóm đạt hiệu quả tối ưu nhất.
6
Chương 2: Thực trạng công việc thu gom rác trong và ngoài nước
2.1 Thực trạng công việc thu gom rác ở ngoài nước
Ở một số nước phát triển như Anh, Mỹ, Nhật Bản họ sử dụng
nhiều loại xe quét hót rác tự động thay thế cho con người. Như những
chiếc xe Sh125cc Ở vương quốc Anh được cải tiến thành những chiếc xe
thu gom rác hiệu quả, người ta đã gắn thêm cho những chiếc Sh này một
hệ thống máy hút bụi, ưu điểm của những chiếc xe này là thu gom rác đạt
hiệu quả cao và khá linh động, nhược điểm là tốn nhiều nhiên liệu hơn
những chiếc xe Sh thông thường.
Hình 2: Xe Sh125cc được chế thành xe hút rác trên đường phố ở Anh
Ở Nhật Bản có nhiều loại đã được chế tạo nhằm mục đích quét và
thu gom rác tự động đạt hiệu quả rất cao, có thể thay thế được con người.
Hình 3: Một số loại xe quét rác hiện đại trên thế giới
Tuy nhiên giá thành của các loại máy này rất cao, từ mấy chục đến
7
mấy trăm triệu VNĐ( Nguồn từ www.vatgia.com).
2.2 Trong nước
Ở nước ta công việc quét và thu gom rác chủ yếu bằng phương pháp
thủ công, đội ngũ lao công trực tiếp quét và thu gom rác sau đó tập trung
rác đến nơi xử lý. Thông thường công việc của họ thường làm vào buổi
đêm, khi thành phố đã ngủ yên cũng là khi vắng xe cộ lưu thông trên
đường.
Loại chổi mà những người lao công sử dụng là loại chổi được kết từ
cành cây, chổi có cán dài để thuân tiện cho công việc quét rác nhanh hơn.
Khi rác được gom thành từng đống người lao công dùng máng hótcầm tay,
hót và đổ rác vào thùng xe chở rác chuyên dụng. Họ được trang bị áo phản
quang, giày, bao tay, và mũ bảo hộ.
Hình 4: Lao công làm chổi quét và quét đường
Trung bình một đêm họ làm việc 6 đến 8 giờ và được phân công
trước đoạn đường phải quét, thông thường một đêm định mức mỗi người
phải quét 500m đường, bao gồm cả vỉa hề và lòng đường, họ được trả
lương theo tháng, mức lương tùy thuộc vào số giờ làm việc hay đoạn
8
đường họ quét được, trung bình 2.500.000 VNĐ/ 1 người/ 1 tháng.
Do làm việc thường xuyên vào buổi đêm, bên cạnh đó công việc của họ
thường xuyên tiếp xúc với các loại rác thải độc hại nên ảnh hưởng nhiều
đến sức khỏe.
Hình 5: Công việc thu gom rác của những người lao công
Ngoài những phương pháp thu gom thủ công thì hiện nay đã có một số
công ty môi trường đô thị đã sử dụng xe hót rác tự động. Đó là những chiếc
xe tải được cải tiến thành xe quét và thu gom rác tự động bằng cách gắn
thêm những cơ cấu như chổi quét, cơ cấu hút bụi, tưới nước Như xe quét
và hút bụi đường của công ty môi trường & dịch vụ đô thị Vĩnh Yên.
9
Hình 6: Xe quét và hút bụi đường
Cơ cấu hoạt động của loại xe này là: Hệ thống chổi xoay dưới gầm
xe, chổi quét hoạt động quay tròn quét và gom rác vào phần giữa của xe,
trong gầm xe có gắn cơ cấu hút rác, cơ cấu này hoạt động như một máy
hút bụi, hút rác lên thùng.
Ưu điểm của các loại xe này là công suất lớn, làm việc ổn định, quét
rác hiệu quả.
Bên cạnh đó cũng có những nhược điểm như chưa quét được ở rãnh
nước chảy hai bên đường hay chân dải phân cách cố định trên đường( là
nơi tập trung nhiều rác), không thích hợp cho việc quét và thu gom rác
trong phạm vi sân trường và những nơi công cộng. Chi phí đầu tư cao, lên
đến vài trăm triệu, tốn nhiều nhiện liệu khi vận hành.
2.3 Kết luận
Ở nước ta, công việc quét và thu gom rác chủ yếu bằng những
phương pháp trên, vậy việc nghiên cứu chế tạo rô bốt quét rác là cần thiết.
10
Chương 3: Thiết kế và chế tạo rô bốt quét rác điều khiển từ xa
3.1 Cơ sở thiết kế xe
Trồng cây trong khuôn viên trường sẽ đem lại nhiều bóng mát và không
khí trong lành là chỗ học tập, sinh hoạt nhóm lý tưởng cho các bạn học
sinh, giữa buổi trưa nóng bức thả mình trên ghế đá dưới bóng mát của
những hàng cây sau những giờ học căng thẳng chắc hẳn sẽ làm các bạn
thoải mái hơn nhưng khi trời về chiều, trong sân trường lại xuất hiện một
lượng lớn lá cây khô, nếu không có người quét thì lượng lá cây sẽ càng
ngày càng nhiều. Trước tình hình đó việc thiết kế và chế rô bốt quét rác đã
được tiến hành nhằm mục đích thay thế công việc cho nhân viên lao công
trong trường.
Hình 7: Quét rác trong sân trường
Ở một số đoạn đường như quốc lộ 2C trên địa bàn huyện Tam
Dương Tỉnh Vĩnh Phúc có rất nhiều xe chở cát đá xây dựng phục vụ cho
việc xây dựng cầu đường xuyên á Nội Bài - Lào Cai, do công tác che chắn
11
không tốt nên làm rơi vãi cát đá rất nhiều trên đường. Nếu quét bằng tay
sẽ không hiệu quả, tốn nhiều thời gian và công sức của người lao công.
Thay vào đó người lao công chỉ cần điều khiển ngồi một vị trí mát mẻ rô
bốt quét, rô bốt có thể tự quét và thu gom lượng đất đá rơi vãi trên đường.
Hình 8 Ảnh .
3.2 Ý tưởng thiết kế
3.2.1 Ý tưởng thứ nhất
Thiết kế rô bốt quét rác tự động sử dụng động cơ xe máy, chuyển
dộng quay từ trục động cơ được truyền đến chổi quét và băng tải qua hệ
thống xích tải, cơ cấu chổi quét, quét và đưa rác lên băng tải, băng tải đưa
rác lên thùng chứa.
Ưu điểm của ý tưởng:
Sử dụng động cơ xe máy nên thuận tiện cho việc di chuyển quét rác.
Làm việc ổn định, dễ vận hành.
Tuổi thọ của xe cao.
Nhược điểm:
Do sử dụng động cơ xe máy nên phải sử dụng nhiên liệu khi làm
việc, gây
tiến ồn và không thân thiện với môi trường.
Giá thành cao.
Tốn nhiều chi phí cho bảo dưỡng và sửa chữa khi xe hư hỏng.
3.2.2 Ý tưởng thứ hai
Thiết kế rô bốt quét rác hoạt động hoàn toàn bằng năng lượng là
acquy và được sạc trực tiếp bằng pin năng lượng mặt trời. Rô bốt quét rác
hoạt động bằng động cơ một chiều, khi động cơ chuyển động làm cơ cấu
chổi quét và băng tải hoạt động, cơ cấu chổi quét, quét và đưa rác lên
12
băng tải, băng tải đưa rác lên thùng chứa. Thiết kế thêm hai chổi phụ gắn
ở bên cạnh phía trước của xe với mục đích quét rác ở hai bên rìa đường,
cạnh dải phân cách trên đường nơi mà những xe hót rác hiện tại chưa quét
được
Ưu điểm của ý tưởng:
Hệ thống sử dụng năng lượng sạch, không gây ô nhiểm, thân thiện với
môi trường.
Hoạt động tương đổi ổn định.
Chi phí chế tạo rẻ.
Không gây ồn.
Dễ dàng di chuyển để quét rác.
Nhược điểm:
Yêu cầu về độ chính xác khi gia công cơ khí cao.
Thùng rác còn nhỏ so với tổng thể của rô bốt quét rác.
3.2.3 Chọn phương án tối ưu và hiệu quả nhất
Trong quá trình thiết kế ý tưởng trên lý thuyết nhóm nhận thấy ý tưởng
thứ hai là có tính khả thi cao nhất và hoạt động có hiệu quả nhất bởi có
nhiều ưu điểm trong việc tính toán trên lý thuyết.
3.3 Phương pháp thiết kế cơ khí
Hệ thống xe sử dụng bốn bánh xe, hai bánh phía sau làm bằng hợp
kim nhôm có bọc bằng cao su tăng đô ma sát bám đường và hai bánh phía
trước là hai bánh đa hướng có giúp xe di chuyển sang trái sang phải dễ
dàng chính xác, thùng xe được thiết kế sao cho có thể nhắc ra nhắc vào
tiện dụng cho việc đổ rác. Chổi quét chính được làm từ sợi nhựa và được
gắn trên trục hình trụ tạo thành một hệ thống guồng quay. Chổi quét phụ
được làm từ nhựa được gắn trên một tấm hợp kim hình tròn, chổi quét phụ
được bố trí ở hai bên rìa ngoài chổi quét chính để quét rác từ hai bên( nơi
mà chổi quét chính không quét tới) vào phạm vi quét của chổi quét chính,
13
chổi quét chính quét rác lên băng tải. Cơ cấu máng hótrác được làm từ
inox tấm, uốn thành một cung tròn, miệng máng hótnằm sát đất, phần
cung tròn được bố trí luôn ôm sát cơ cấu chổi quét nhằm mục đích quét
được cát và đá rơi vãi trên đường. Cơ cấu chổi quét có nhiệm vụ quét và
đưa rác lên băng tải, băng tải hoạt động đưa rác lên đổ vào thùng chứa.
Hình 9 Hình ảnh tổng thể về xe
1. Bánh sau 2. Bánh trước 3. Băng tải 4. Thùng rác
5. Chổi quét chính 6. Chổi quét phụ
7. Máng hót 8. Khung xe
* Nguyên lý làm việc của xe
Rô bốt quét rác không sử dụng nhiên liệu gây ô nhiễm mà sử dụng
năng lượng sạch từ mặt trời ( nguồn năng lượng vô hạn) nên chỉ cần hoạt
động ngoài trời là rô bốt quét rác có khẳng năng sạc năng lượng vào
acquy luôn. Máy hoạt động dựa trên nguyên tắc: Khi nguồn điện được
kích hoạt, mô tơ (được gắn vào băng chuyền), trục quét ( chính và phụ) sẽ
hoạt động, trục quét đưa rác vào băng chuyền, băng chuyền sẽ tiếp nhận
14
rác, chuyển về thùng đựng rác.
Cơ cấu máng hót rác luôn có xu hướng tiếp xúc với mặt đướng tạo
điều kiện cho chổi quét được các loại rác có kích thước nhỏ hoặc cát lên
băng tải một cách dễ dàng và làm cho quá trình quét được sạch hơn. Băng
tải có nhiệm vụ đưa rác lên đổ vào thùng. Thùng xe được thiết kế rời nên
khi rác đầy người lao công chỉ cần kéo thùng rác về phía sau ra ngoài và
thay thùng rác khác vào để tiếp tục công việc.
15
3.3.1 Thiết kế khung xe
Khi xe làm việc, khung xe có nhiệm vụ:
- Cố định các bộ phân của xe.
- Chịu tải trọng của xe và tải trọng của lượng rác có trong thùng xe.
- Bảo đảm độ cứng vững và giữ cho xe luôn hoạt động tốt
Dựa trên nhiệm vụ đề ra khung xe được thiết kế như sau:
Khung xe được chia ra thành hai phần, gồm phần khung đỡ băng tải
và phần khung gắn bánh xe.
Hình 10 Khung xe
1. Khung đỡ bánh 2. Khung đỡ băng tải
16
- Khung đỡ bánh được thiết kế bằng nhôm hộp (kích thước ) loại nhôm
này có ưu điểm là dễ khoan cắt và có độ cứng cao. Các thanh nhôm này
được cố định lại với nhau bằng các ke và được bắn đinh rút.
- Khung đỡ băng tải làm bằng inox hộp (kích thước) có ưu điểm chắc
chắn. Khung đỡ băng tải được khoan lỗ và cố định với khung xe bằng ốc
tiện cho việc tháo lắp bảo dưỡng sửa chữa băng truyền một cách dễ dàng.
3.3.2 Thiết kế thùng xe
Ý tưởng thiết kế thùng xe là thùng xe không gắn liền với khung xe,
khi rác đầy người lao công dễ dàng thay thùng rác khác để công việc
không bị gián đoạn, thùng xe vát về phía băng tải nhằm thuận lợi cho
băng tải dễ dàng đưa rác lên thùng.
Thùng xe được thiết kế như hình với mục đích phù hợp với khung
xe, thùng được làm bằng hợp kim nhôm nhựa được cắt thành các tấm và
cố định với nhau bằng các ke và bản lề tạo độ dốc để thuận tiện cho việc
kéo ra khỏi khung xe khi rác đầy. Vì thùng chịu lực tưng đối nhỏ nên
nhóm đã chọn vật liệu này với ưu điểm của loại vật liệu này là nhẹ và dễ
gia công.
Hình 11 Thùng xe
17
3.3.3 Bánh xe
Hệ thống sử dụng bốn bánh làm chủ đạo, hai bánh hợp kim nhôm và
hai bánh nhựa đa hướng. Bánh xe là cơ cấu vừa chịu tải trọng và chuyển
động để xe di chuyển. Khi thiết kế nhóm đã lựa chọn phương án sử dụng
bánh xe có sẵn trên thị trường nhằm tiết kiệm chi phí cũng như thời gian
chế tạo.
Hình 12 Bánh xe
1. Bánh hợp kim nhôm 2. Bánh nhựa đa hướng
3.3.3.1 Bánh hợp kim nhôm
Loại bánh xe này có thể dùng làm bánh chủ động cho robot
Khối lượng 550g ,tải trọng 70kg
Đường kính ngoài 145 mm
Bề rộng 53mm
Có gia công thêm hai đường rãnh để lắp dây curoa ,kết hợp Buli đường
kính 13mm tạo thành cơ cấu truyền hệ số 1:15 .
Động cơ 20 đến 250W, tốc độ 1500 đến 4000 rmp gắn vào Buli có thể
chạy tốt robot
Bánh xe được đúc bằng nhôm có độ bền cao ,vỏ được bọc silicon mềm có
nhiều rảnh nên có độ bám ca
Một bánh xe hoàn chỉnh gồm : 1 bánh xe + 2 bạc + 1 trục + 1 lốp cao su.
18
Hình 13 Bánh xe
Bánh xe sau chuyển động động nhờ động cơ truyền chuyển động đến
bánh sau bằng cơ cấu dẫn động đai như hình.
Hình 14 Bánh sau lắp vào khung xe
Ưu điểm của loại bánh này:
+ Chịu tải lớn
+ Bám đường tốt
+ Dễ lắp đặt, dễ mua
( tham khảo hp://roboconshop.com)
3.3.3.2 Bánh nhựa đa hướng
Hay còn gọi là bánh xe Omni nhựa 2 lớp
19
Bánh xe Omni nhựa 2 lớp, được sản xuất tại Austraylia. Tải trọng
60kg, đường kính ngoài 125 mm, dày 44 mm, bánh xe vệ tinh xung quanh
được làm bằng nhựa PU rất bền.
Hình 15 Bánh nhựa đa hướng (bánh omni)
Bánh nhựa đa hướng sử dụng để điều hướng cho xe một cách dễ dàng với
thiết kế trên bánh xe giúp rô bốt di chuyển trái phải một cách linh hoạt và
chính xác. Bánh được gắn trực tiếp với khung xe bằng bu lông.
Hình 16 Bánh điều hướng
Ưu điểm của loại bánh này:
+ Chịu tải lớn
+ Điều hướng chính xác
+ Dễ lắp đặt, dễ mua
( tham khảo hp://roboconshop.com)
20
3.3.4 Động cơ
Rô bốt sử dụng tổng cộng có 9 động cơ trong đó có 6 động cơ 24v (2
động cơ gắn khung truyền chuyển động cho bánh sau, 1 động cơ quay trục
quét chính, 1 động cơ băng tải và động cơ gắn trực tiếp với chổi quét phụ)
còn lại 3 động cơ 12v sử dụng hút bụi và nanang hạ chổi quét phụ.
3.3.5 Thiết kế băng tải
Băng tải là cơ cấu đưa rác lên thùng chứa khi rác được chổi quét lên
băng tải. Băng tải gồm có các bộ phận sau: Khung băng tải, băng tải, gờ
chặn rác, ru lô, cơ cấu chuyển động, cơ cấu tăng giảm băng tải.
Hình 17 Cơ cấu băng tải
1. Cơ cấu chuyển động 2. Khung băng tải 3. Băng tải 4. Cơ cấu tăng giảm
băng tải5. Giờ chặn rác 6. Ru lô
21
3.3.5.1 Khung băng tải
Khung băng tải được thiết kế bằng inox hộp chữ nhật kích thước 2 x
4, trên khung có cơ cấu tăng giảm băng tải, khung băng tải được liên kết
với khung xe bằng bu lông và ốc nhằm thuận tiện cho việc tháo lắp băng
tải.
Hình 18 Khung băng tải
3.3.5.2 Băng tải
Do tải trọng của vật liệu rác không lớn nên băng tải được nhóm thiết
kế từ vải gắn nhiều gờ với mục đích chặn không cho rác rớt ngược trở lại.
Trong khi thiết kế nhóm nhận thấy gờ chắn rác phải mềm có thể đàn
hồi được để băng tải khi qua ru lô không bị lệch, nhóm đã lụa chọn
phương án sử dụng săm xe đạp cắt ra làm gờ chắn rác, phương pháp này
vừa hiệu quả vừa tiết kiệm vì săm xe đạp cũ dễ tìm.
22
Hình 19 băng tải
3.3.5.3 Ru lô
Hệ thống băng tải sử dụng ru lô hình trụ rỗng nhằm giảm trọng
lượng của khung băng tải. Ru lô gồm 3 phần trục, vỏ và nắp đạy.
Hình 20 Ru lô
1. hình trụ rỗng 2. trục 3. Nắp đạy
23
3.3.6 Phương án thiết kế chổi quét
Hệ thống rô bốt quét rác sử dụng hai dạng chổi quét: chổi quét chính
và chổi quét phụ
3.3.6.1 Chổi quét chính
Chổi quét chính có nhiệm vụ quét và đưa rác lên băng tải nhờ cơ cấu
máng hót. Chổi quét được làm từ sợ nhựa và được gắn và hình trụ tròn tạo
thành một guồng quay.
Hình 21 Cơ cấu chổi quét chính
3.3.6.2 Chổi quét phụ
Chổi quét phụ được gắn phía trước hai bên của xe, chổi phụ có
nhiệm vụ quét ở rãnh nước chảy hai bên đường, nơi giao tuyến giữa mặt
đường và vỉa he, chổi phụ quét rác ở những nơi mà chổi quét chính không
quét tới, đây cũng là điểm khác biệt so với các hệ thống hót rác tự động
khác.
Chổi phụ được chế tạo từ sợ cước, sợi cước được ghép lên tấm hợp
kim nhựa nhôm dày 1.5mm hình tròn và được cố định bằng dây kẽm.
Chổi phụ hoạt động quét rác từ hai bên hông của xe vào phạm vi
quét của chổi chính, chổi chính đưa rác lên băng tải.
24
Hình 22 Chổi quét phụ
3.3.7 Thiết kế máng hót rác
Máng hót rác là chi tiết quan trọng trong quá trình hót rác, máng hót
phải được thiết kế hợp lý và chính xác, máng hót phải luôn có xu hướng
tiếp xúc với mặt đường để có thể quét được cát và các loại rác có kích
thước nhỏ.
Nhóm đã thiết kế máng hót rác bằng một tấm thép mỏng và được
uốn thành một cung tròn, máng được cố định bởi hai thanh đỡ như hình
24, hai thanh cố định máng gồm một đầu là hai ổ quay được lắp với trục
của chổi quét với mục đích máng hótluôn ôm sát và tiếp xúc với chổi
quét, ngoài ra phương án thiết kế như vậy còn có tác dụng làm cơ cấu tự
lựa cho máng hót, khi đụng chướng ngại vật cố định trên đường cơ cấu
máng sẽ tự động nâng nên cao theo đường vòng tròn, khi qua khỏi chướng
ngại vật máng sẽ trở về vị trí ban đầu nhờ lực đàn hồi của lò so được gắn
trên thanh đỡ máng. Đầu còn lại của hai thanh cố định máng cố định với
máng bằng buloong.
25
Hình 23 Máng hót rác
Hình 24 Máng hót được gắn vào trục chổi quét
3.3.8 Năng lượng
Để duy trì hoạt động của rô bốt quét rác cần cung cấp nguồn điện
cho các động cơ một chiều bằng cách sử dụng 2 acquy khô 12v đấu nối
tiếp để cấp cho những động cơ sử dụng 24v và đấu trực tiếp cho các động
cơ sử dụng nguồn điện là 12v
Duy trì năng lượng cho acc quy nhóm đã sử dụng pin năng lượng
mặt trời sạc trực tiếp cho 2 acquy.