TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ

----------  ---------

BÀI TẬP LỚN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CĐT
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ SẢN PHẨM CĐT CON LẮC 1 BẬC TỰ DO KIỂU QUAY

CBHD :TS.Nguyễn Văn Trường
Nhóm:11
Nhóm Sinh viên :Nguyễn việt Hưng-2018603675
Hồng Duy Long-2018605131
Hồng Trung Kiên-2018602155

Hà Nội – Năm 2021


PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM
I. Thơng tin chung
1. Tên lớp:
ME6061.2
Khóa: 13
2. Tên nhóm: N11
Họ và tên thành viên: Nguyễn Việt Hưng-2018603675
Hoàng Duy Long-2018605131
Hoàng Trung Kiên-2018602155
II. Nội dung học tập
1. Tên chủ đề: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử con lắc ngược 1 bậc tự do
kiểu quay .

2. Hoạt động của sinh viên
Nội dung 1: Phân tích nhiệm vụ thiết kế
- Thiết lập danh sách yêu cầu
Nội dung 2: Thiết kế sơ bộ
- Xác định các vấn đề cơ bản
- Thiết lập cấu trúc chức năng
- Phát triển cấu trúc làm việc
- Lựa chọn cấu trúc làm việc
Nội dung 3: Thiết kế cụ thể
- Xây dựng các bước thiết kế cụ thể
- Tích hợp hệ thống
- Phác thảo sản phẩm bằng phần mềm CAD và/hoặc bằng bản vẽ phác.
Áp dụng các cơng cụ hỗ trợ: Mơ hình hóa mơ phỏng, CAD, HIL,… để thiết kế
sản phẩm.
3. Sản phẩm nghiên cứu : Báo cáo thu hoạch bài tập lớn.
III. Nhiệm vụ học tập
1. Hoàn thành bài tập lớn theo đúng thời gian quy định (từ ngày
25/03/2021 đến ngày 02/05/2021).
2. Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước hội đồng
đánh giá.

1


IV. Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án
1. Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế hệ thống cơ điện tử và các
tài liệu tham khảo.
2. Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án
(nếu có): Máy tính.
KHOA CƠ KHÍ


GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TS. Nguyễn Anh Tú

TS. Nguyễn Văn Trường

2


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

3


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

4


MỤC LỤC
MỤC LỤC ......................................................................................................... 5
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................ 6
DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................. 6
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................... 7
Chương 1 PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ............................................. 8
1.1 Phân tích thị trường ................................................................................. 8
1.1.1 Phân tích nhu cầu thị trường ............................................................ 8
1.1.2 Nhu cầu thực tế ................................................................................ 9
1.1.3 Các sản phẩm có trên thị trường ...................................................... 9
1.1.4 Khảo sát nhóm đối tượng trực tiếp ................................................ 11
1.1.5 Khảo sát online ............................................................................... 11
1.2 Thiết lập danh sách yêu cầu .................................................................. 12
Chương 2 THIẾT KẾ SƠ BỘ ......................................................................... 14
2.1 Thiết lập cấu trúc chức năng ................................................................. 14
2.2 Phát triển cấu trúc làm việc ................................................................... 17
2.3 Lựa chọn cấu trúc làm việc ................................................................... 18
Chương 3 THIẾT KẾ CỤ THỂ....................................................................... 19
3.1 Các bước xây dựng thiết kế cụ thể ........................................................ 19
3.2 Check list cho thiết kế cụ thể ................................................................ 21
3.3 Phân tích các bước xây dựng thiế kế cụ thể .......................................... 23
3.4 Tích hợp hệ thống ................................................................................. 33
3.4.1 Bản vẽ tổng thể............................................................................... 33

3.4.2 Sơ đồ mạch nguyên lý .................................................................... 33
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 37

5


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Xe tự cân bằng Xiaomi Ninebot Mini ................................................ 8
Hình 1.2 Như cầu sử dụng xe tự cân bằng tại TP HCM ................................... 9
Hình 1.3 Khảo sát 100 người sử dụng xe........................................................ 11
Hình 2.1 Chức năng tổng thể .......................................................................... 14
Hình 2.2 Chức năng cụ thể .............................................................................. 15
Hình 3.1 ENCODER calt GHS 38-06............................................................. 24
Hình 3.2 Bản vẽ chi tiết Encoder .................................................................... 25
Hình 3.3 Motor takanawa 555......................................................................... 25
Hình 3.4 Bản vẽ chi tiết motor ........................................................................ 26
Hình 3.5 Bộ đổi nguồn .................................................................................... 26
Hình 3.6 Bo mạch ARDUINO UNO R3......................................................... 27
Hình 3.7 Vi điều khiển .................................................................................... 27
Hình 3.8 Sơ đồ khối thuật tốn PID ................................................................ 28
Hình 3.9 Bản vẽ chi tiết con lắc ...................................................................... 29
Hình 3.10 Bản vẽ chi tiết cần quay ................................................................. 30
Hình 3.11 Bản vẽ chi tiết bệ đỡ....................................................................... 30
Hình 3.12 Mơ hình mạch cầu H ...................................................................... 31
Hình 3.13 Màn hình LCD (màn hình có khả năng hiển thị 4 dịng với mỗi dịng
20 ký tự) .......................................................................................................... 31
Hình 3.14 Bản vẽ tổng thể............................................................................... 33
Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý.............................................................................. 33


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Danh sách sản phẩm tiêu biểu trên thị trường ................................. 10
Bảng 1.2 Khảo sát người dùng ........................................................................ 11
Bảng 1.4 Danh sách yêu cầu ........................................................................... 13
Bảng 2.1 Cấu trúc làm việc ............................................................................. 17
Bảng 2.2 Lựa chọn cấu trúc làm việc.............................................................. 18
Bảng 3.1 check list cụ thể ............................................................................... 22

6


LỜI MỞ ĐẦU
Hệ thống con lắc ngược là một hệ thống điều khiển kinh điển, nó được sử
dụng trong giảng dạy và nghiên cứu ở hầu hết các trường đại học trên khắp thế
giới. Hệ thống con lắc ngược là mơ hình phù hợp để kiểm tra các thuật tốn
điều khiển hệ phi tuyến cao trở lại ổn định. Đây là một hệ thống SIMO (Single
Input Multi Output) điển hình vì chỉ gồm một ngõ vào là lực tác động cho động
cơ mà phải điều khiển cả vị trí và góc lệch con lắc ngược sao cho thẳng đứng
(ít nhất hai ngõ ra). Ngồi ra, phương trình tốn học được đề cập đến của con
lắc ngược mang tính chất phi tuyến điển hình. Vì thế, đây là một mơ hình nghiên
cứu lý tưởng cho các phịng thí nghiệm điều khiển tự động. Các giải thuật hay
phương pháp điều khiển được nghiên cứu trên mơ hình con lắc ngược nhằm
tìm ra các giải pháp tốt nhất trong các ứng dụng điều khiển thiết bị tự động
trong thực tế: điều khiển tốc độ động cơ, giảm tổn hao công suất, điều khiển vị
trí, điều khiển nhiệt độ, điều khiển cân bằng hệ thống,…..

7


Chương 1 PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1.1 Phân tích thị trường
1.1.1 Phân tích nhu cầu thị trường
Trong những năm gần đây, hệ thống con lắc ngược tự cân bằng được ứng
dụng nhiều trong xe điện hai bánh, nhu cầu về xe điện hai bánh (xe máy điện
và xe đạp điện) ngày càng gia tăng tại các đô thị Việt Nam. Ngoài ra, việc sử
dụng xe hai bánh tự cân bằng cũng ngày càng phổ biến tại các khu vui chơi giải
trí, khn viên cũng như tại nhà ngày càng nhiều đặc biệt tại các tỉnh, thành
phố lớn như: Hà Nội, Quảng Ninh, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh,… Xe
tự cân bằng ngày càng phỏ biến và quen thuộc với tất cả mọi người, đối tượng
sử dụng rất rộng rãi từ già đến trẻ, học sinh, sinh viên,...

Hình 1.1 Xe tự cân bằng Xiaomi Ninebot Mini
Qua đó nhóm chúng em đang hướng đến nhóm khách hàng tiềm năng để
phát triển dự án của mình:
 Trẻ em
 Thanh thiếu niên
 Người u thích cơng nghệ
8


1.1.2 Nhu cầu thực tế
Xe điện 2 bánh là một chiếc xe có thể đưa bạn đi đến mọi nơi trong nhà,
cơng viên, đường phố…cực ngầu và cá tính. Kích thước nhỏ gọn của chiếc xe
này là một sự nổi bật, với chiều dài khoảng bằng từ vai trái đến vai phải của
một người chiếc xe này có thể di chuyển linh hoạt ở những nơi có diện tích nhỏ
hẹp. Đây là một phương tiện di chuyển tuyệt vời trong một thành phố lớn,cũng
như thành phố nhỏ hẹp bận rộn.
Nhu cầu sử dụng xe tự cân bằng tại Thành phố Hồ Chí Minh từ năm 20102020.
Nhu cầu sử dụng xe tự cân bằng tại thành phố HCM
400

350
300

Số xe

250
200
150
100
50
0
2010

2012

2014

2016

2018

2020

Năm

Hình 1.2 Như cầu sử dụng xe tự cân bằng tại TP HCM
1.1.3 Các sản phẩm có trên thị trường
STT

Hãng sản phẩm


Thơng số kỹ thuật

Giá thành(đ)

1

Xiaomi Ninebot Plus

Kích thước: chiều rộng
57.7cm, chiều dài: 28cm
Chịu sức tải <=100kg
Tính năng: điều khiển xe
từ xa, thiết lập tính năng
tự đi theo, chức năng tải,
kết nối bluetooth với

12.200.000

9


2

Smart Blance Wheel

3

X-Hector


4

X-Giant

5

X-Thunder

6

Mini robot

điện thoại, sử dụng
LED,…
Kích thước: chiều rộng
34.6cm, chiều dài:26cm
Chịu sức tải <=150kg
Tính năng: vận tốc đạt
được 15-20km/1 lần sạc,
kết nối bluetooth với
điện thoại…
Kích thước: chiều rộng
42.2cm, chiều dài:30cm
Chịu sức tải <=120kg
Tính năng:Vật liệu làm
bằng caosu,động cơ đạt
chuẩn với 250W,chạy 23h/1 lần sạc,kết hợp loa
mini với thiết bị thơng
minh,…
Kích thước: chiều rộng

38.6cm, chiều dài: 24cm
Chịu sức tải <=110kg
Tính năng: Đạt tốc độ tối
đa với động cơ 350W, sử
dụng cảm biến điện tử
kết hợp hỗ trợ bluetooth,
…
Kích thước: chiều rộng
44.6cm, chiều dài: 29cm
Chịu sức tải <=100kg
Tính năng: cơng xuất
động cơ lên đến 700W,
có hỗ trợ đèn báo hiệu
của pin và nguồn khi xe
hoạt động,…
Kích thước: chiều rộng
37.6cm, chiều dài: 26cm
Chịu sức tải <=125kg
Tính năng: có cần điều
khiển xe, có kết nối hệ
thống Bluetooth với điện
thoại,…

3.740.000

5.200.000

7.500.000

6.500.000


7.500.000

Bảng 1.1 Danh sách sản phẩm tiêu biểu trên thị trường
10


1.1.4 Khảo sát nhóm đối tượng trực tiếp
STT Họ và tên

Nghề nghiệp

Hãng sản phẩm

Đánh giá

X-Giant

An tồn, tiện
dụng

1

Nguyễn Mạnh Dũng

Học sinh(12t)

2

Ngơ Việt Anh


Sinh viên

Xiaomi Ninebot
Plus

Hiện đại, dễ sử
dụng

3

Nguyễn Thị Nhàn

Giáo viên

Xiaomi Ninebot
Plus

Hiện đại, dễ sử
dụng

4

Ngơ Sỹ Liên

Kỹ sư điện tử

X-Giant

An tồn, tiện

dụng

5

Phạm Mạnh Toàn

Tự do

Smart Blance
Wheel

Kiểu dáng đẹp,
tiện dụng

6

Lê Văn Linh

Học sinh(5t)

Mini robot

Kiểu dáng hấp
dẫn và bắt mắt

7

Nguyễn Thị Thìn

Kế tốn


X-Hector

Tiện ích, dễ sử
dụng

Bảng 1.2 Khảo sát người dùng
1.1.5 Khảo sát online
Khảo sát đối tượng sử dụng xe tự cân bằng(100 người)
40
35

Số người

30
25
20
15
10
5
0
Xiaomi Ninebot
Plus

Smart Blance
Wheel

X-Hector

X-Giant


X-Thunder

Hãng sản phẩm

Hình 1.3 Khảo sát 100 người sử dụng xe

11

Mini robot


1.2 Thiết lập danh sách yêu cầu

Changes

Thiết kế sản phẩm CĐT con lắc ngược 1 bậc
tự do kiểu quay
D
Danh sách yêu cầu
W
1. Kích Thước
D

Chiều dài con lắc 20 cm

D

Đường kính con lắc 2 cm


D

Chiều dài cần quay cân bằng 10 cm

D

Đường kính cần quay 2 cm

W

Bệ đỡ: vững chắc, cách điện

Date:
Page:
Responsible

2. Động Học
D

Góc quay của con lắc 0 tới 360 độ

D

Vận tốc động cơ được tính tốn chính xác
3.Vật liệu:

D

Con lắc, cần quay: nhôm - bền nhẹ, chắc


D

chắn

D

Bệ đỡ: sắt - chắc chắn, giảm độ rung.

D

Motor: 10000v/p

D

Công suất động cơ 60W
Bộ điều khiển: vi xử lý

W

4.Tính linh hoạt

W

Khả năng cân bằng nhanh chóng
Dễ sử dụng, bảo trì đơn giản

D

5. Năng lượng:


D

Nguồn vào: 12-24V
Đầu ra: Moment động cơ

D

6. Tín hiệu

D

Encoder độ phân giải cao, chính xác

D

Bộ điều khiển: vi xử lý (chip, arduino)
12

Nhóm 11


Hiển thị: góc quay con lắc
W

7. An tồn
Vùng làm việc bán kính 30cm tính từ động

D

cơ


W

8.Sản xuất và kiểm sốt
Sản xuất 1 tất cả các bộ phận bán lẻ
Sử dụng các bộ phận mua ngoài phù hợp

D

với tiêu chuẩn
9.Lắp đặt và vận chuyển

D

Hệ thống nhỏ gọn, dễ tháo rời.

D

10.Vận hành và bảo trì

W

Dễ dàng sử dụng với mọi người.
Thường xuyên bảo trì các thiết bị của hệ

W

thống.
Bảo hành 12 tháng.


D

11.Giá thành
~$100-$500
12.Lịch trình
Hồn thành 28/04/2021
Bảng 1.3 Danh sách u cầu

13


Chương 2 THIẾT KẾ SƠ BỘ
2.1 Thiết lập cấu trúc chức năng
Thiết lập cấu trúc hàm ban đầu liên quan đến việc hình thành hàm tổng
thể, được trích xuất trực tiếp từ câu lệnh bài toán.
Trong bài này, các chức năng phụ thiết yếu là kết quả của dòng năng
lượng và đối với các phép đo là dịng tín hiệu:
 Biến đổi năng lượng đầu vào thành tải(momen quay)
 Biến đổi năng lượng đầu vào thành năng lượng phụ cho các chức năng
điều khiển
 Kiểm soát năng lượng và tốc độ tải
 Thay đổi cường độ tải
 Hướng dẫn năng lượng tải
 Đặt tải lên cần lắc
 Đo tải
 Đo vị trí góc quay
Chức năng tổng thể:

Con lắc
Điện năng

Tín hiệu điều khiển

Con lắc cân bằng

Đo góc và điều
khiển động cơ

Cơ năng
Tín hiệu điện

Hình 2.1 Chức năng tổng thể

14


Chức năng cụ thể:

Bộ phận cảm biến
Con lắc

Cảm biến
góc quay

Động
cơ

Cảm biến gia
tốc

Màn hình

hiển thị

Điện năng

Vi điều khiển

Hình 2.2 Chức năng cụ thể

15


Chức năng con
- Biến đổi năng lượng: biến đổi điện năng thành cơ năng
Tín hiệu
điều khiển
Tín hiệu
điều khiển

Điện năng

Ổn định tốc
độ

Bộ điều
chỉnh vận tốc

Động cơ

Dẫn động


Bộ đo tốc
độ động cơ

Cơ
năng

Tín hiệu

- Chức năng chuyển đổi tín hiệu: cảm biến đo góc quay
Tín hiệu

Điện
năng

Đo vị trí

Mã hóa góc
lệch của trục

Xung đầu ra

Tín hiệu

- Bộ điều khiển
Điện năng
Tín hiệu từ cảm
biến

Khuếch đại
thuật tốn


Xử lý tín
hiệu

Tín hiệu điều
khiển
Tín hiệu
hiển thị

Tín hiệu
đầu ra

16


2.2 Phát triển cấu trúc làm việc
Giải pháp
Yêu cầu
Kích thước

1

Chiều dài con
lắc 20 cm

2

Chiều dài con
lắc 20 cm


3

Chiều dài con
lắc 20 cm

Đường kính con Đường kính con
lắc 2 cm
lắc 2 cm

Đường kính con
lắc 2 cm

Chiều dài cần
quay cân bằng
15 cm

Chiều dài cần
quay cân bằng
10 cm

Chiều dài cần
quay cân bằng
10 cm

Đường kính cần Đường kính cần
quay 2 cm
quay 2 cm

Đường kính cần
quay 2 cm


Bệ đỡ hình
Bệ đỡ trịn bán
vng 20x20cm kính 20 cm

Bệ đỡ trịn bán
kính 20 cm

Bệ đỡ

Gang

Nhựa PE

Nhựa PVP

Con lắc

inox

thép

nhôm

Motor

Tốc độ:1000v/p Tốc độ:1200v/p

Tốc độ:800v/p


Công suất:10W

Công suất:15W

Công suất:8W

Arduino Mega
2560 R3

Chip DSP
TMS320F28335

Arduiono UNO

OMRON
1000xung/vịng

HanYoung
1000xung/vịng

Autonics
1000xung/vịng

~800k vnd

~700k vnd

~2tr vnd

Vi điều khiển


Encoder

Nguồn

12V-5000 mAh 15V-5000mAh

R3

24V-5000mAh

Màn hình hiển
Amoled
thị góc quay con
lắc

LCD

LCD

Thuật tốn điều
khiển

PID

Fuzzy

LQR

Bảng 2.1 Cấu trúc làm việc

17


2.3 Lựa chọn cấu trúc làm việc
Giải pháp

1

2

3

Tính năng

Yêu cầu
Kích thước

1

1

1

Nhỏ nhẹ, phù
hợp, chắc chắn

Bệ đỡ

0


1

1

Chắc chắn, cách
điện

Con lắc

0

0

1

Thẳng dài, trọng
lượng vừa phải

Motor

1

1

0

Tốc độ quay ổn
định

Vi điều khiển


0

1

0

Tính tốn chính
xác, nhanh nhạy

Encoder

1

1

0

Đo góc chính
xác, giá thành rẻ

Nguồn

1

0

0

Phù hợp với cơng

suất tiêu thụ
mạch

Màn hình hiển
thị góc quay con
lắc

1

0

1

Hiển thị rõ thơng
tin vị trí góc
quay, giá rẻ

Thuật tốn điều
khiển

1

1

0

Giảm độ vọt lố

Tổng


5

8

4

Xếp hạng

2

1

2

Bảng 2.2 Lựa chọn cấu trúc làm việc

18


Chương 3 THIẾT KẾ CỤ THỂ
3.1 Các bước xây dựng thiết kế cụ thể
concept

Kích thước: Chiều dài con lắc 20 cm
Đường kính con lắc 2 cm
Chiều dài cần quay cân bằng 15 cm
Đường kính cần quay 2 cm
Bệ đỡ hình vng 20x20cm
Góc giữa trục cần quay và con lắc = 90 độ
Đơ dơ trục nhỏ


Layout thơ
Encoder: đo vị trí góc quay
Motor : điều chình vị trí con lắc
Hình dạng: bệ đỡ mạch điện hình hộp vng, mặt dưỡi
có 4 chân đỡ, mặt trên có màn hình hiển thị góc, ngàm cố
định motor, phía trên có cần quay và con lắc liên kết với
motor.
Bên trong: ngàm giữ linh kiện, bộ nguồn, dây điện.
Vật liệu: Nhựa PE, nhựa ABS, nhựa PC, nhôm, gang
Lựa chọn layout như trên
Vật liệu: Bệ đỡ Nhựa PE
Con lăc, cần quay: nhôm

19


Phần bo bên trong sử dụng ngàm, ốc vít để cố định bo mạch vào bệ đỡ
Sử dụng 4 chân đế cao su chống trượt khi con lắc hoạt động.

Chức năng phụ trợ: khe tản nhiệt, màn hình
LCD hiển thị vị trí góc quay, nút bấm.

Phát triển chi tiết các layout
chính

Phát triển chi tiết các chức năng phụ

Đánh giá lại các layout:
Độ bền: nhựa PE bền chịu va đập cao, cách điện; nhôm

nhẹ, bền
Kinh tế: giá thành phù hợp, vật liệu dễ tìm kiếm
khối lượng: cần quay bằng nhơm nhẹ, bệ đỡ nhựa PE chắc
chắn giữ vững khi con lắc hoạt động

Mơ tả cấu trúc xây dựng
hệ thống hồn chỉnh: Thể
hiện trên bản vẽ chi tiết

Điểu yếu
Thiết kế chưa được bắt mắt
Ít ứng dụng thực tế
20


Tìm lỗi thiết kế của layout
Bệ đỡ: vật liệu nhẹ, không đủ khả
năng cố định hệ thống =>Sử dụng
vật liệu: sắt, thép không gỉ

Chuẩn bị tài liệu sản xuất
vào lắp ráp

Chốt lại layout
Chuyển sang giai
đoạn thiết kế chi tiết

3.2 Check list cho thiết kế cụ thể
Chức năng


Chức năng chính:
+Vỏ: cố định phần lõi,chống va đập.
+Lõi: xử lí tín hiệu
+Encoder: đo vị trí góc quay
+Motor : điều chình vị trí con lắc
Chức năng phụ trợ: khe tản nhiệt, màn hình LCD hiển thị
vị trí góc quay, nút nguồn

Ngun tắc làm Đo vị trí góc quay và điểu chỉnh vị trí con lắc.
việc
Bố cục

Bố cục tổng thể hệ thống:
+Độ bền cho phép: chịu được tải trọng 20N

21


+Độ cứng: 0,2-0,25 N/mm2
+Độ biến dạng cho phép: 45 Mpa
An toàn

Đã xử lý được vấn đề an toàn điện, nhiệt.

Cộng thái học

Kiểm soát được các yếu tố gây nguy hiểm đến người
dùng như nhiệt điện, các góc cạnh nhọn đã được bo lại…
Hình dạng, kiểu dáng, màu sắc ưa nhìn.


Sản xuất

Sử dụng vật liệu có giá thành khơng q cao,phù hợp với
chi phí đề ra.

Kiểm tra chất

Tiến hành kiểm tra định kỳ trong quá trình vận hành để

lượng

đảm bảo chất lượng của sản phẩm.

Lắp ráp và

Sản phẩm lắp ráp đơn giản, chặt chẽ, gọn gàng.

vận chuyển

Đảm bảo được an toàn và bảo mật khi vận chuyển, có sử
dụng các vật liệu chống va đập để giữ cho sản phẩm không
bị hư hại.

Vận hành và

Hệ thống hoạt động dễ dàng

bảo dưỡng

Bảo dưỡng định kỳ hệ thống (bộ phận xử lý tín hiệu, bộ

phận truyền động)

Tái chế

Đã sử dụng nhựa PE có khả năng tái chế.

Chi phí

Chi phí thiết kế, sản xuất, lắp ráp, vận chuyển… đã nằm
trong nguồn kinh phí cho phép.
Có phát sinh thêm chi phí phụ trong q trình sản xuất
nhưng đã được kiểm soát.

Tiến độ

Thời gian thiết kế và sản xuất đảm bảo đúng tiến độ đề ra.

Bảng 3.1 Check list cụ thể
22


3.3 Phân tích các bước xây dựng thiế kế cụ thể
Nhận diện phương án, xác định các yêu cầu và làm rõ các ràng buộc về
khơng gian
Xác định kích thước:
 Chiều dài con lắc 20 cm
 Đường kính con lắc 2 cm
 Chiều dài cần quay cân bằng 15 cm
 Đường kính cần quay 2 cm
 Bệ đỡ hình vng 20x20cm

Xác định vật liệu:
 Bế đỡ: nhựa PE.
 Con lắc và cần quay: nhôm.
Những yêu cầu khác:
 Dễ dàng lắp đặt và tháo rời.
 Sản xuất và bán lẻ các bộ phận.
Xác định phương án - Xác định các bộ phận thực hiện chức năng chính
Các bộ phận thực hiện chức năng chính:

23


-Encoder: Sử dụng ENCODER catl GHS 38-06

Hình 3.1 ENCODER calt GHS 38-06
Thông số kỹ thuật:
 Mô-men khởi động: <0.05 Nm
 Chống rung (Độ bền): 10 đến 500Hz Biên độ kép 2mm hoặc 150m / s 2
hướng X, Y, Z 1 quét 11 phút 3 quét
 Tần số đáp ứng tối đa: 300 kHz
 Tải trọng lực đẩy cho phép trục đầu ra: 25N
 Độ phân giải: 3600 xung
 Tốc độ tối đa: 6000 vòng/phút
 Dòng điện tiêu thụ: <80mA
 Cung cấp điện áp: 5~30 V
 Nhiệt độ làm việc: -30 ~ 85°C

24