ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ
THỐNG RỬA XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG

Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Số thẻ sinh viên :
Lớp:

PGS.TS TRẦN XUÂN TÙY
BÙI PHAN VƯƠNG
NGUYỄN VĂN LƯU
101130191
101130209
13CDT2

Đà Nẵng, 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên:

Bùi Phan Vương

13CDT1

MSSV: 101130191

Nguyễn Văn Lưu 13CDT2
MSSV: 101130209
2. Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo mơ hình hệ thống rửa xe ơ tơ tự động
3. Người hướng dẫn: Trần Xuân Tùy
Học hàm/ học vị: PGS. TS.
II. Nhận xét đồ án tốt nghiệp:
1. Về tính cấp thiết, sáng tạo và ứng dụng của đồ án: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
4. NCKH: (nếu có bài báo khoa học hoặc ĐATN là đề tài NCKH: cộng thêm 1đ)
………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………..
5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
III. Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
IV.Đánh giá:
1. Điểm đánh giá:
2. Đề nghị:

/10
Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2018
Người hướng dẫn


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:

1. Họ và tên sinh viên:

Bùi Phan Vương
Nguyễn Văn Lưu

13CDT1
13CDT2

MSSV: 101130191
: 101130209

2. Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo mơ hình hệ thống rửa xe ơ tơ tự động.
3. Người phản biện: ..………………………….………… Học hàm/ học vị: ………….
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
Điểm Điểm
tối đa trừ

TT Các tiêu chí đánh giá
1

Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải
quyết đủ nhiệm vụ đồ án được giao

80

1a

- Hiểu và vận dụng được kiến thức Toán và khoa học tự
nhiên trong vấn đề nghiên cứu


15

1b

- Hiểu và vận dụng được kiến thức cơ sở và chuyên ngành
trong vấn đề nghiên cứu

25

1c

- Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm mơ phỏng,
tính tốn trong vấn đề nghiên cứu

10

1d

- Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng
dụng trong vấn đề nghiên cứu

10

1e

- Có kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề

10

1f


- Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; có thể ứng dụng
thực tiễn:

10

2

Kỹ năng viết:

20

2a

- Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích

15

2b

- Thuyết minh đồ án khơng có lỗi chính tả, in ấn, định dạng

5

3

Điểm
cịn lại

Tổng điểm đánh giá: theo thang 100

Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)

3. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
4. Ý kiến khác:
………………………………………………………………………………………..
5. Đề nghị:
Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 201…
Người phản biện


TĨM TẮT
Tên đề tài:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG RỬA XE Ô TÔ TỰ
ĐỘNG.
Sinh viên thực hiện: Bùi Phan Vương

13CDT1

MSSV: 101130191

Nguyễn Văn Lưu

13CDT2

: 101130209


Đồ án Tốt nghiệp là một trong những học phần bắt buộc của sinh viên ngành
Cơ Điện Tử nói riêng cũng như sinh viên khối ngành kĩ thuật nói chung. Để thiết kế
hồn chỉnh một cơ cấu, một cụm chi tiết máy hay một máy thì địi hỏi sinh viên phải
có hiểu biết và nắm chắc các kiến thức về lĩnh vực cơ khí cũng như điện tử. Đây là
điều kiện thuận lợi cho chúng em để được ứng dụng các kiến thức đã học vào thực
tế.
Đất nước phát triển gắn liền với giao thông vận tải phát triển, đời sống vật chất
nâng cao. Dẫn đến sự xuất hiện ngày càng nhiều xe ô tô, thay thế dần xe gắn máy,
trả lại bộ mặt đường phố hiện đại và sạch đẹp. Bên cạnh đó các thiết bị sử dụng
trong dịch vụ rửa xe chuyên nghiệp hơn. Cuộc sống mọi người trở nên năng động
thì nhu cầu rửa xe nhanh là tất yếu, bởi họ xem thời gian là “vàng” mà chỉ có nhà
Rửa Xe Tự Động mới đáp ứng được vì cùng một thời điểm nó có thể rửa được
nhiều xe
Với nhu cầu thực tế ngày càng cao, công nghệ rửa xe ngày càng phát triển và
đặt ra những yêu cầu ngày càng cao hơn. Ưu tiên về thời gian, tiết kiệm được chi
phí, không gian làm việc. Với những yêu cầu đề ra, chúng em quyết định chọn đề
tài tốt nghiệp “Thiết kế và chế tạo mơ hình hệ thống rửa xe ơ tô tự dộng” làm đề
tài nghiên cứu.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT
Họ tên sinh viên

1 Bùi Phan Vương
2

Nguyễn Văn Lưu

Số thẻ SV
101130191

Lớp
13CDT1

Ngành
Kỹ thuật cơ điện tử

101130209

13CDT1

Kỹ thuật cơ điện tử

1. Tên đề tài đồ án:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG RỬA XE Ô TÔ TỰ
ĐỘNG.
2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Tham khảo từ mơ hình thực tế.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a. Phần chung:
TT

Họ tên sinh viên


Nội dung

1

Bùi Phan Vương

2

Nguyễn Văn Lưu

Tổng quan của hệ thống thực tế, lựa chọn phương án
Các nguyên lý tính tốn cho mơ hình, lựa chọn linh kiện
Thiết kế, chế tạo cho mơ hình.
Chỉnh sửa chương trình cho mơ hình.
Hồn thành thuyết minh.

b. Phần riêng:
TT
1

Họ tên sinh viên
Bùi Phan Vương

Nội dung
Tổng quan về hệ thống
Đưa ra các giải pháp truyền động, tính tốn lựa chọn
phương án.

2


Nguyễn Văn Lưu

Tính tốn, lựa chọn các linh kiện điện tử.
Thiết kế hệ thống điều khiển.

4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
a. Phần chung:


TT

Họ tên sinh viên

1

Bùi Phan Vương

2

Nguyễn Văn Lưu

Nội dung
- Sơ đồ động
- Bản vẽ tổng thể.
- Bản vẽ lưu đồ thuật toán.

1 A0
1 A0
1 A0


b. Phần riêng:
TT

Họ tên sinh viên
Bùi Phan Vương

Nội dung
Bản vẽ kết cấu của hệ thống
3 A0

Nguyễn Văn Lưu

Sơ đồ mạch điện
Bản chi tiết các cụm

1 A0
2 A0

5. Họ và tên người hướng dẫn: PGS. TS. Trần Xuân Tùy.
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
05/02/2018
7. Ngày hoàn thành đồ án:
31/05/2018

Đà nẵng, ngày 23 tháng 05 năm 2018
Thông qua bộ môn
Ngày

tháng


năm

Người hướng dẫn

Tổ trưởng bộ môn
(Ký, ghi rõ họ tên)

PGS. TS. Trần Xuân Tùy


LỜI MỞ ĐẦU
Cuộc sống gắn liền với sự tiện lợi, được sử dụng các dịch vụ tốt nhất,nhanh
nhất. Đối với các nước phát triển cơng nghệ tự động hóa được áp dụng vào nhiều
lĩnh vực khác nhau, trong đó có thể kể đến những ứng dụng thực tế trong cuộc sống
hằng ngày là:” Rửa xe tự động” không thể thiếu ở các nước phát triển với mật độ ô
tô lớn. Mơ hình rửa xe ra đời góp phần mang lại sự chuyên nghiệp hơn trong dịch
vụ rửa xe, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống công nghiệp là sự tiện lợi
và nhanh chóng, nhưng cũng khơng kém phần hiệu quả so với các dịch vụ cổ điển.
Đối với nước ta thì dịch vụ này cịn khá mới. Chưa được áp dụng rộng rãi,
nhưng trong tương lai, cùng với xu thế phát triển chung trên thế giới. Nước ta sẽ
ngày càng phát triển. Đất nước phát triển gắn liền với giao thông vận tải phát triển,
đời sống vật chất nâng cao. Dẫn đến sự xuất hiện ngày càng nhiều xe ô tô, thay thế
dần xe gắn máy, trả lại bộ mặt đường phố hiện đại và sạch đẹp. Bên cạnh đó các
thiết bị sử dụng trong dịch vụ rửa xe chuyên nghiệp hơn. Cuộc sống mọi người trở
nên năng động thì nhu cầu rửa xe nhanh là tất yếu, bởi họ xem thời gian là “vàng”
mà chỉ có nhà Rửa Xe Tự Động mới đáp ứng được vì cùng một thời điểm nó có thể
rửa được nhiều xe. Tiết kiệm rất nhiều thời gian cho những người năng động. Khi
được giao làm đề tài này chúng tôi mong muốn với những kiến thức mà bản than
tiếp thu được sẽ được áp dụng vào thực tế.

Chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy Trần Xuân Tùy để chúng
em hoàn thành được đề tài này.

Đà Nẵng, ngày 23 tháng 05năm 2018

Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

i


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo
trong trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng nói chung và các thầy cơ giáo
trong khoa Cơ khí, bộ mơn Cơ điện tử nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho
em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua.
Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trần Xuân Tùy, thầy
đã trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình làm Đồ án tốt nghiệp.
Trong thời gian chúng em làm việc với thầy, chúng em khơng ngừng tiếp thu thêm
nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu
khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình
học tập và cơng tác sau này.
Đề tài được hồn thành trong sự hỗ trợ và động viên rất nhiều từ gia đình, thầy
cơ cũng như bạn bè. Đó là những tình cảm thật đáng trân trọng không sao đền đáp
hết, và thật phấn khởi biết bao khi thấy mọi người vẫn ln ở bên cạnh trong những
hồn cảnh khó khăn nhất.
Qua đây chúng em cũng rất mong nhận được những ý kiến đóng góp q báu
của thầy cơ trong Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp để chúng em rút được nhưng bài học và
kinh nghiệm khi bước vào đời.
Cuối cùng xin chúc gia đình, người thân, q thầy cơ cùng bạn bè nhiều sức
khoẻ và thành công trong mọi công việc. Xin chân thành cảm ơn!


Đà Nẵng, ngày 23 tháng 05 năm 2018

Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

ii


CAM ĐOAN
Kính gửi: - Trường Đại Học Bách Khoa – ĐH Đà Nẵng.
- Khoa Cơ Khí.
Chúng em xin cam đoan nội dung của đồ án không phải sao chép bất cứ đồ án
hay cơng trình nào đã có trước đây. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã
được cảm ơn, các thơng tin trích dẫn trong đồ án đã được ghi nguồn gốc rõ ràng và
được phép cơng bố.

Đà Nẵng, ngày 23 tháng 05 năm 2018.
Nhóm sinh viên thực hiện:

Bùi Phan Vương

iii

Nguyễn Văn Lưu


MỤC LỤC
TÓM TẮT ....................................................................................................................
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ TỐT NGHIỆP ..............................................................
LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii
CAM ĐOAN ............................................................................................................. iii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................ vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... ix
Chương 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RỬA XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG ...................... 1
1.1 Giới thiệu về hệ thống rửa xe ơtơ tự động. ......................................................... 1
1.2 Mục đích nghiên cứu đề tài. ............................................................................... 1
1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ..................................................................... 2
1.3.1 Đối tượng nghiên cứu. ................................................................................. 2
1.3.2 Phạm vi nghiên cứu. .................................................................................... 2
1.3.3 Phương pháp nghiên cứu............................................................................. 2
1.4 Giới thiệu chung về hệ thống rửa xe ô tô tự động. .............................................. 2
1.5 Một số hệ thống rửa xe ơ tơ có trên thị trường hiện nay...................................... 2
1.5.1 Hệ thống rửa xe tự phục vụ. ........................................................................ 2
1.5.2 Hệ thống rửa xe có chổi cọ. ......................................................................... 3
1.5.3 Hệ thống rửa xe theo kiểu đường hầm. ........................................................ 4
1.5.4 Hệ thống rửa xe chỉ duy nhất với cánh tay rửa. ........................................... 4
1.5.5 Lựa chọn phương án thiết kế. ...................................................................... 5
Chương 2: THIẾT KẾ TÍNH TỐN PHẦN CƠ KHÍ. ................................................. 6
2.1 Thiết kế, u cầu khung chính của mơ hình. ....................................................... 6
2.2 Thiết kế, yêu cầu khối dẫn động dọc, ngang của mơ hình. .................................. 7
2.3 Chi tiết các khối dẫn động. ................................................................................. 9
2.4 Tính tốn, chọn động cơ dẫn động các khối dọc, ngang của mơ hình................ 12
2.4.1 Khối dọc. ................................................................................................... 12
2.4.2 Khối ngang. ............................................................................................... 13

iv



2.5 Lựa chọn, tính tốn cơ cấu truyền động. ........................................................... 14
2.5.1 Tính tốn cơng suất, lựa chọn loại đai trong hệ dẫn động dọc................... 14
2.5.2 Tính tốn cơng suất, lựa chọn loại đai trong hệ dẫn động ngang............... 16
2.5.3 Tính tốn cơng suất, lựa chọn hệ truyền động trong cụm quay cánh tay
phun nước. ......................................................................................................... 17
2.6 Tính tốn, chọn thiết bị cho hệ thống quạt thổi khơ. ......................................... 19
2.7 Tính toán, chọn thiết bị máy bơm. .................................................................... 20
2.8 Chọn các thiết bị cơ bản khác. .......................................................................... 21
2.8.1 Vòi phun nước áp lực cao. ......................................................................... 21
2.8.2 Ống dẫn nước áp lực cao. ......................................................................... 21
2.8.3 Khớp nối quay. .......................................................................................... 22
2.8.4 Van điều khiển thủy lực. ............................................................................ 23
Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN. ................................................... 24
3.1 Cảm biến dùng trong hệ thống. ........................................................................ 24
3.2 RoLe Trung gian .............................................................................................. 26
3.3 Biến tần điều khiển động cơ dẫn động dọc. ...................................................... 27
3.4 Driver điều khiển động cơ servo. (Khối ngang và cụm quay phun nước).......... 27
3.6 Giới thiệu PLC FX2NC. ................................................................................... 29
3.6.1 Đặc điểm. .................................................................................................. 29
3.6.2 Đặc tính kỹ thuật. ...................................................................................... 29
3.6.3 Lập trình một số lệnh cơ bản trên bộ PLC FX. .......................................... 32
3.6 Nguyên lý hoạt động của hệ thống và sơ đồ thuật tốn. (mơ hình) .................... 38
3.7 Lưu đồ thuật tốn của chương trình .................................................................. 40
Chương 4: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CHO MƠ HÌNH. ................................................. 41
4.1 Ngun lý hoạt động và cấu tạo của mơ hình. .................................................. 41
4.2 Cấu tạo của mơ hình......................................................................................... 43
4.3 Tính tốn chọn động cơ cho bộ truyền.............................................................. 46
4.4 Các linh kiện điện tử. ....................................................................................... 47
4.4.1 Cảm biến. .................................................................................................. 47
4.4.2 Relay Trung gian. ...................................................................................... 48

4.4.3 Đèn báo tín hiệu. ....................................................................................... 48
4.4.4 Nút nhấn.................................................................................................... 49
v


4.4.5 Động cơ bước Nema 17, 23 (chuẩn 42, 57). .............................................. 49
4.4.6 Cơng tắc hành trình................................................................................... 50
4.4.7 Driver điều khiển động cơ bước. ............................................................... 50
4.4.8 Động cơ bơm nước áp lực, bơm nước xà phòng. ....................................... 52
4.5 Động cơ thổi khô.............................................................................................. 53
4.6 Bộ nguồn cung cấp cho hệ thống. ..................................................................... 54
4.5 Khối điều khiển trung tâm ................................................................................ 54
4.5 Lưu đồ thuật tốn và kết nối dây của mơ hình. ................................................. 55
4.6 Sơ đồ mạch điện của mơ hình........................................................................... 56
4.7 Hình ảnh thực tế mơ hình. ................................................................................ 57
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO. ...................................................................................... 60
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 61

vi


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Hệ thống rửa xe tự phục vụ ........................................................................... 3
Hình 1.2 Hệ thống rửa xe có chổi cọ ............................................................................ 3
Hình 1.3 Mơ hình rửa xe kiểu đường hầm.................................................................... 4
Hình 1.4 Hệ thống với 2 cánh tay rửa........................................................................... 5
Hình 2.1 Hình ảnh tổng qt của mơ hình .................................................................... 6
Hình 2.2 Kích thước của mơ hình ................................................................................ 7
Hình 2.3 Khối dẫn động dọc. ....................................................................................... 7

Hình 2.4 Cụm con lăn nằm bên trong lịng ray trượt. ................................................... 8
Hình 2.5 Hệ dẫn động cụm chạy dọc............................................................................ 8
Hình 2.6 Cụm chạy ngang............................................................................................ 9
Hình 2.7 Hệ thống thổi khơ. ......................................................................................... 9
Hình 2.8 Con lăn và ray trượt của mơ hình. ............................................................... 10
Hình 2.9 Cụm treo chuyển động ngang. ..................................................................... 10
Hình 2.10 Chi tiết khối chuyển động ngang. .............................................................. 11
Hình 2.11 Cánh tay phun nước áp lực. ....................................................................... 11
Hình 2.12 bố trí các vịi phun áp lực. ......................................................................... 11
Hình 2.13 Động cơ dẫn động khối dọc. ...................................................................... 13
Hình 2.14 Động cơ servo. .......................................................................................... 14
Hình 2.15 Hệ truyền động trong thực tế. .................................................................... 16
Hình 2.16 Mơ phỏng bố trí quạt gió. .......................................................................... 19
Hình 2.17 Hình ảnh vịi phun áp lực. ......................................................................... 21
Hình 2.18 Khớp nối xoay. .......................................................................................... 22
Hình 2.19 Van điện từ đóng mở. ................................................................................ 23
Hình 3.1 Cảm biến Pepper Fuchs. .............................................................................. 24
Hình 3.2 Vị trí bố trí các cảm biến tiệm cận phát hiện xe. .......................................... 25
Hình 3.3 Kích thước của cảm biến UM30 – 213 ........................................................ 26
Hình 3.4 Role Trung gian 8 chân MY2N ................................................................... 26
Hình 3.5 Sơ đồ chân .................................................................................................. 26
Hình 3.6 Biến tần ATV71. ......................................................................................... 27
Hình 3.7 Driver servo ASD-B2-0721-B ..................................................................... 28

vii


Hình 3.8 Bộ điều khiển FX2NC của Mitsubishi. ........................................................ 29
Hình 4.1 Cấu trúc của mơ hình. ................................................................................. 43
Hình 4.2 Thanh nhơm định hình 20x20. ..................................................................... 43

Hình 4.3 Ray trượt dùng trong mơ hình. .................................................................... 43
Hình 4.4 Cánh ray rửa nhựa in. .................................................................................. 44
Hình 4.5 Lắp ghép cụm động cơ sấy. ......................................................................... 44
Hình 4.6 Động cơ bước Nema 17............................................................................... 45
Hình 4.7 Model và thơng số của động cơ được dùng.................................................. 45
Hình 4.8 Động cơ bước Nema 23............................................................................... 46
Hình 4.9 Bộ phận kẹp dây đai. ................................................................................... 46
Hình 4.10 Cảm biến E3F – DS30C4 .......................................................................... 47
Hình 4.11 Role dùng trong mơ hình. .......................................................................... 48
Hình 4.12 Loại đèn báo dùng trong mơ hình. ............................................................. 48
Hình 4.13 Nút nhấn dùng trong mơ hình. ................................................................... 49
Hình 4.14 Thơng số kỹ thuật của 23KM-K255U ........................................................ 49
Hình 4.15 Cơng tắc hành trình đã dùng. ..................................................................... 50
Hình 4.16 Module TB 6560 ....................................................................................... 50
Hình 4.17 Sơ đồ khối của module TB 6560 ............................................................... 51
Hình 4.18 Sơ đồ kết nối TB 6560 với bộ điều khiển và động cơ. ............................... 52
Hình 4.19 Sơ đồ vị trí các chân và nút nhấn trên module. .......................................... 52
Hình 4.20 Động cơ bơm nước mini ............................................................................ 52
Hình 4.21 Động cơ bơm mini dùng để bơm xà phịng. ............................................... 53
Hình 4.22 Động cơ thổi khơ. ...................................................................................... 53
Hình 4.23 Bộ nguồn 24 VDC. .................................................................................... 54
Hình 4.24 Bộ nguồn 12V 5A. .................................................................................... 54
Hình 4.25 Khối điều khiển trung tâm của mơ hình. .................................................... 55
Hình 4.26 Sơ đồ mạch điện của mơ hình. ................................................................... 57
Hình 4.27 Tồn bộ mơ hình. ...................................................................................... 57
Hình 4.28 Mơ hình nhìn từ phía trước. ....................................................................... 57
Hình 4.29 Cụm chuyển động ngang và dọc của mơ hình. ........................................... 58
Hình 4.30 Hệ thống bơm cấp nước cho mơ hình. ....................................................... 58

viii



DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Các thông số của đai răng. (Tài liệu [1] trang 68) ....................................... 15
Bảng 2.2 Chiều rộng đai răng b. (Tài liệu [1] trang 69) ............................................. 15
Bảng 2.3 Hệ số ka ...................................................................................................... 17
Bảng 2.4 Công suất cho phép [P] (Trang 81 tài liệu [1]) .......................................... 18
Bảng 2.5 Thông số của máy bơm. .............................................................................. 20
Bảng 2.6 Thông số của động cơ bơm ......................................................................... 20
Bảng 2.7 Thông số của vịi phun áp lực ..................................................................... 21
Bảng 2.8 Thơng số và loại dây dẫn nước áp lực cao. .................................................. 22
Bảng 2.9 Thông số của Khớp nối quay. ..................................................................... 22
Bảng 3.1 Thông số của các loại cảm biến................................................................... 25
Bảng 3.2 Đặc tính kỹ thuật của FX2NC ..................................................................... 32
Bảng 3.3 Lệnh Load, Load Inverse của bộ PLC FX ................................................... 33
Bảng 3.4 Lệnh out của bộ PLC FX ............................................................................ 33
Bảng 3.5 Lệnh And, And Inverse của bộ PLC FX ...................................................... 33
Bảng 3.6 Lệnh Or, Or Inverse của bộ PLC FX ........................................................... 34
Bảng 3.7 Lệnh Or Block của bộ PLC FX ................................................................... 34
Bảng 3.8 And Block của bộ PLC FX ......................................................................... 34
Bảng 3.9 MPS, MRD và MPP của bộ PLC FX .......................................................... 35
Bảng 3.10 Lệnh Master Control và Master Control Reset .......................................... 35
Bảng 3.11 Lệnh Set và Rst của bộ PLC FX................................................................ 36
Bảng 3.12 Lệnh Pulse và Falling Pulse của bộ PLC FX ............................................. 36
Bảng 3.13 Lệnh Or Pulse, Or Falling Pulse của bộ PLC FX....................................... 37
Bảng 3.14 Lệnh Timer và Counter của bộ PLC FX .................................................... 38
Bảng 3.15 Lệnh End của bộ PLC FX ......................................................................... 38
Bảng 4.1 Khai báo chân của PLC............................................................................... 56

ix



ĐATN: Thiết kế và chế tạo mơ hình rửa xe ô tô tự động

GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy

Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RỬA XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG

1.1 Giới thiệu về hệ thống rửa xe ôtô tự động.
Với sự phát triển ngày càng nhanh của xã hội, hệ thống hạ tầng giao thơng được
nâng cao, kéo theo đó là phương tiện giao thông ngày càng được phổ biển đặc biệt
là xe ôtô. Cùng với nhịp độ phát triển của xã hội, chúng ta luôn ưu tiên cho sự tiện
lợi và tiết kiệm được thời gian càng nhiều càng tốt. Với việc rửa xe truyền thống
bằng công sức của con người thì việc này tốn nhiều thời gian, cần ít nhất là một
nhân công cho 1 chiếc xe. Về lâu dài, việc này tốn kém nhiều chi phí, nhiều khi
cũng ảnh hưởng khá nhiều đến sức khỏe người lao động do các loại hóa chất tẩy rửa
gây ảnh hưởng.
Để tiết kiệm thời gian và công suất hơn, nhiều nước trên thế giới đã áp dụng mơ
hình rửa xe ơ tơ hoàn toàn tự động để hoạt động hiệu quả hơn. Để việc làm sạch
chiếc xe của mình một cách nhanh chóng hơn, tiết kiệm thời gian cũng như chi phí
việc áp dụng công nghệ rửa xe này vào là khả thi.
Đồng thời hệ thống rửa xe phải đáp ứng điều kiện đầu tiên là đảm bảo được khả
năng làm sạch các bụi bẩn, đất bám trên gầm xe, thân xe. Hệ thống được bố trí
trong khu vực giao thơng đơng đúc nên cần phải tiết kiệm được diện tích. Kích
thước nhỏ gọn. Và vốn đầu tư phải phù hợp với chủ đầu tư.
1.2 Mục đích nghiên cứu đề tài.
Qua tìm hiểu, chúng em thấy công nghệ rửa xe ô tô tự động rất hay, mới mẻ, có
tính ứng dụng cao được nhiều nước trên thế giới áp dụng.
Đề tài này là bước đầu tiên để tìm hiểu, thi cơng sản phẩm mơ hình rửa xe ơ tơ

tự động, đồng thời cũng áp dụng những kiến thức đã học để giải quyết những vấn
đề thực tiễn. Thông qua việc nghiên cứu và làm việc nghiêm túc để rèn luyện tác
phong khoa học, cũng như hoàn thiện phương pháp, tư duy nghiên cứu, giải quyết
một vấn đề thực tiễn. Quan trọng hơn, đề tài cịn là bước “tổng kết và hồn thiện”
những kỹ năng cịn thiếu sót trước khi thực sự trở thành người kỹ sư. Về mặt ứng
dụng thực tiễn, đề tài có tính ứng dụng cao, thích hợp với những thành phố có mật
độ xe cộ đơng đúc, tiết kiệm được thời gian, tiền bạc.

SVTH: Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

Trang 1


ĐATN: Thiết kế và chế tạo mơ hình rửa xe ô tô tự động

GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
1.3.1 Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm các module, khối chức năng... làm
sao để chúng hoạt động thống nhất, đồng bộ trên một mơ hình. Bao gồm các đối
tượng chính sau:
- PLC Mitsubishi FX2NC và phần mềm GX Works2
- Hệ truyền động đơn giản, đai răng.
- Động cơ bơm nước, động cơ sấy, động cơ bước, động cơ servo...
- Van đóng mở, vịi phun áp lực (80bar)...
- Driver động cơ, công suất hệ thống,
- Cảm biến...
1.3.2 Phạm vi nghiên cứu.
Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu các chức năng cơ bản và có tính ứng dụng cao

của các module chức năng. Và áp dụng chúng vào những mơ hình nhỏ để có tính
ứng dụng cao.
Phần cứng:
Nghiên cứu khung máy, các chi tiết chính. Áp dụng cơng nghệ CNC để có
những chi tiết chính xác.
Lắp ráp lại tồn bộ phần cứng cho máy sao cho máy hoạt động ổn định, đúng
với yêu cầu.
Phần mềm:
Sử dụng phần mềm viết chương trình chuyên dụng.
Đảm bảo hoạt hệ thống hoạt động đúng với yêu cầu.
1.3.3 Phương pháp nghiên cứu.
Nghiên cứu lý thuyết về hệ điều khiển PLC dùng cho động cơ bước, các khối
chức năng, cảm biến.
Chạy và kiểm tra trên mơ hình biểu diễn.
1.4 Giới thiệu chung về hệ thống rửa xe ô tô tự động.
Hệ thống rửa xe càng phổ biến, với sự tham gia của nhiều loại hình, từ tự phục
vụ rửa cho đến 1 cửa hàng chuyên dụng. 1 cửa hàng rửa xe ô tô khá đông khách,
nhưng phải phụ thuộc quá nhiều vào nhân công,
1.5 Một số hệ thống rửa xe ơ tơ có trên thị trường hiện nay.
1.5.1 Hệ thống rửa xe tự phục vụ.
Hệ thống này đơn giản, dễ sử dụng hầu như tất cả mọi người đều có thể dùng,
chi phí u cầu cũng thấp.
Người dùng cũng hiểu được xe của mình bị vấn đề gì để dễ dàng xử lý.
SVTH: Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

Trang 2


ĐATN: Thiết kế và chế tạo mơ hình rửa xe ô tô tự động


GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy

Tuy nhiên hệ thống này không được phổ biến. Thời gian rửa xe không rõ ràng.
Nên số lượng rửa xe không thể kiểm sốt.

Hình 1.1 Hệ thống rửa xe tự phục vụ
1.5.2 Hệ thống rửa xe có chổi cọ.
Mơ hình này rất phù hợp với các ứng dụng thương mại bao gồm các đại lý xe
hơi, cửa hàng làm việc sửa chữa xe ô tô và các trạm dịch vụ nhỏ.
Mỗi giờ rửa từ 8 – 12 xe.
Ưu điểm
- Không yêu cần không gian lớn.
- Kết cấu đơn giản.
- Vốn đầu tư không q lớn.
Nhược điểm
- Số lượng rửa khơng lớn.

Hình 1.2 Hệ thống rửa xe có chổi cọ

SVTH: Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

Trang 3


ĐATN: Thiết kế và chế tạo mơ hình rửa xe ô tô tự động

GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy

1.5.3 Hệ thống rửa xe theo kiểu đường hầm.
Ở đây các xe sẽ được di chuyển chậm qua các thiết bị. Đầu tiên là làm ướt xe,

rồi qua các quá trình làm sạch, cuối cùng là thổi khơ nước cịn đọng trên thân xe.
Quá trình này diễn ra liên tục, xe vào ra k bị tắc ngẵn, nên năng suất của hệ
thống này cực cao. Trên 60 xe mỗi giờ.
Tuy nhiên hệ thống này u cầu khơng gian lớn, chi phí đầu tư cao. Hệ thống
điều khiển phức tạp, chi phí bảo trì lớn.

Hình 1.3 Mơ hình rửa xe kiểu đường hầm
1.5.4 Hệ thống rửa xe chỉ duy nhất với cánh tay rửa.
Được thế kiểu dáng đẹp, hiệu quả mang lại khá cao. Thiết kế tiết kiệm không
gian. Hệ thống tự động đưa về lại vị trí ban đầu theo quy trình.
Với các đầu phun áp lực, thì nó có thể đẩy được các vết bẩn khó nhất trên thân
xe. Đồng thời việc cho xe vào ra cũng dễ dàng hơn, tiết kiệm được thời gian.
Không gây thiệt hại cho xe của khách hoặc vận hành máy trong trường hợp rủi
ro.
Chi phí đầu tư ban đầu cũng không cao.
Năng suất rửa xe cũng không cao khoảng 8 – 16 xe mỗi giờ.

SVTH: Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

Trang 4


ĐATN: Thiết kế và chế tạo mơ hình rửa xe ô tô tự động

GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy

Hình 1.4 Hệ thống với 2 cánh tay rửa.
1.5.5 Lựa chọn phương án thiết kế.
Sau khi tham khảo các mơ hình đã có, ta chọn phương phán thứ 4 làm đề tài
nghiên cứu và phát triển.

Mơ hình của phương án này có cấu tạo đơn giản, chi phí đầu tư thấp, khơng u
cầu khơng gian lớn, phù hợp với những nơi khơng có điều kiện về diện tích. Các
doanh nghiệp nhỏ, vừa có thể đầu tư.
Đồng thời đảm bảo xe không bị ảnh hưởng khi thiết bị có vấn đề vì hoạt động
rửa k có sự tiếp xúc trực tiếp của các thiết bị với thân xe.

SVTH: Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

Trang 5


ĐATN: Thiết kế và chế tạo mơ hình rửa xe ô tô tự động

GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy

Chương 2:
THIẾT KẾ TÍNH TỐN PHẦN CƠ KHÍ.

2.1 Thiết kế, u cầu khung chính của mơ hình.
Với khả năng đảm bảo mơ hình có thể rửa cho nhiều loại xe và xe có kích thước
lớn nhất là 5900x2900x2100mm.
Hệ truyền động đơn giản, dễ bảo trì, có hệ thống sấy nằm gọn bên trong hệ
thống.

Hình 2.1 Hình ảnh tổng qt của mơ hình
Tồn bộ khung của mơ hình được làm bằng thép khơng gỉ, với hóa chất, nước.
Ước lượng khối lượng tồn bộ của mơ hình này nặng 3 tấn. Sau khi loại bỏ các
khối lượng khung cố định còn 2 tấn.
Yêu cầu tổng thể.
Kích thước 7500x3800x3300mm


SVTH: Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

Trang 6


ĐATN: Thiết kế và chế tạo mơ hình rửa xe ơ tơ tự động

GVHD: PGS.TS. Trần Xn Tùy

Hình 2.2 Kích thước của mơ hình
2.2 Thiết kế, u cầu khối dẫn động dọc, ngang của mơ hình.
Khối dẫn động dọc, đảm bảo được khả năng chịu được tải trọng lớn. Do tồn bộ
các khối lượng chính của phần chuyển động đều nằm trên này.
Mơ phỏng cấu trúc của khối.

Hình 2.3 Khối dẫn động dọc.
Được treo từ hệ 3 bánh lăn mỗi cụm, 2 cụm mỗi bên. Mỗi cụm có 3 con lăn, tất
cả các con lăn này đều nằm trong ray trượt của hệ thống.

SVTH: Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

Trang 7


ĐATN: Thiết kế và chế tạo mơ hình rửa xe ô tô tự động

GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy

Với thiết kế kiểu này, các chuyển động của hệ thống dễ dàng và trơn tru hơn

nhiều. Đồng thời với kiểu thiết kế treo đã nâng cao khả năng tự động định tâm và
cải thiện tuổi thọ của các con lăn khỏi yếu tố mơi trường.

Hình 2.4 Cụm con lăn nằm bên trong lịng ray trượt.
Hệ truyền động chính bằng đai răng nên cải thiện được độ chính xác, và hiệu
quả của hệ thống. Khi các bộ phận của hệ thống ít chuyển động tạo ra một hệ thống
có cấu trúc đơn giản hơn rất nhiều.

Hình 2.5 Hệ dẫn động cụm chạy dọc.
Hệ dẫn động ngang của mơ hình bao chứa trong đó động cơ dẫn động, động cơ
xoay cánh tay phun, đó là 2 linh kiện chính.

SVTH: Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

Trang 8


ĐATN: Thiết kế và chế tạo mơ hình rửa xe ô tô tự động

GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy

Hình 2.6 Cụm chạy ngang.
Động cơ xoay cánh tay phun thông qua một bộ truyền đai răng..
Hệ dẫn động chính cũng sử dụng bánh đai răng và đai răng tương tự như hệ dẫn
động khối dọc.
Bộ phận thổi khô. Được đặt trên cụm chuyển động dọc hệ thống, giúp cho việc
thổi khô nước trên mọi ngóc ngách của xe dễ dàng hơn.

Hình 2.7 Hệ thống thổi khô.
2.3 Chi tiết các khối dẫn động.

Với 2 ray trượt 2 bên, cả khối dẫn động này được treo trên 4 cụm bố trí ở 4 góc
của khối. Mỗi cụm có 3 con lăn, 2 con lăn trợ lực, và chịu trách nhiệm dẫn động cho
cả khối. 1 con lăn nằm ngang, dẫn hướng cho cụm chuyển động mượt mà hơn, tránh
va chạm vào thành bên trong của ray trượt.
SVTH: Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

Trang 9


ĐATN: Thiết kế và chế tạo mơ hình rửa xe ô tô tự động

GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy

Hình 2.8 Con lăn và ray trượt của mơ hình.
Cả khối được treo trên 2 thanh chính. 2 thanh chính này cũng chính là ray trượt
cho cụm chuyện động ngang.

Hình 2.9 Cụm treo chuyển động ngang.
Khối chuyển động ngang tương tự cũng được gá trên 4 cụm con lăn chuyển
động trong lòng ray trượt. Trong hệ này gồm có 2 động cơ, 1 động cơ dẫn động cho
cả hệ, 1 động cơ đảm bảo cho cụm quay của cánh tay rửa của hệ thống. Và hệ
chuyển động của cánh tay rửa nên cần phải đảm bảo được độ cứng vững mối lắp
ghép đó.

SVTH: Bùi Phan Vương – Nguyễn Văn Lưu

Trang 10