Máy phân loại và làm sạch dừa tự động: Nghiên cứu và thiết kế từ HCMUTE

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

1.1. Giới thiệu về trái dừa

1.2. Nghiên cứu đặc tính trái dừa

1.3. Tiêu chuẩn xuất khẩu dừa

1.4. Phương pháp làm sạch trái dừa thủ công

1.5. Phương pháp đánh giá chất lượng trái dừa

1.6. Các tác nhân gây hại cho trái dừa

1.6.1. Hiện tượng dừa không có nước

1.6.2. Nứt, rụng trái

1.6.3. Chuột gây hại trái dừa

1.7. Tính cấp thiết của đề tài

1.8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.9. Mục tiêu nghiên cứu đề tài

1.10. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài

1.10.1. Đối tượng nghiên cứu

1.10.2. Phạm vi nghiên cứu

1.11. Phương pháp tiếp cận

1.11.1. Cách tiếp cận

1.11.2. Phương pháp nghiên cứu

1.11.3. Nghiên cứu tình hình ngoài nước

1.11.4. Nghiên cứu tình hình trong nước

2. ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1. Phương án làm sạch vỏ trái dừa

2.1.1. Ru-lo lau

2.1.2. Cơ cấu trục vít- rulo

2.1.3. Sử dụng nhiều đầu khí nén

2.1.4. Sử dụng nhiều đầu phun nước

2.1.5. Lau xung quanh bằng cơ cấu bánh răng hành tinh

2.2. Phương án làm sạch phần cuống

2.2.1. Sử dụng khí nén

2.2.2. Sử dụng đầu phun nước

2.2.3. Sử dụng đầu chổi lau

2.2.4. Làm sạch phần cuống bằng cách hút chân không

2.3. Đánh giá chất lượng

2.3.1. Hệ thống thị giác máy tính

2.3.2. Ý tưởng sử dụng tỷ trọng

2.3.3. Sử dụng âm thanh

2.3.4. Sử dụng siêu âm

2.4. Phân loại trái dừa

2.4.1. Băng tải và khí nén

2.4.2. Sử dụng tay gắp

3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

3.1. Tính toán chọn động cơ

3.2. Động cơ băng truyền xích

3.3. Động cơ bộ phận lau phần cuống và phần dưới trái dừa

3.4. Động cơ bộ phận lau xung quanh

3.5. Tính toán băng chuyền xích

3.5.1. Chọn loại xích

3.5.2. Chọn số răng đĩa xích

3.5.3. Xác định số bước xích

3.5.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích

3.5.5. Kiểm nghiệm số lần va đập của xích trong 1 giây

3.5.6. Tính kiểm nghiệm xích về độ bền

3.5.7. Xác định thông số của đĩa xích và lực tác dụng

3.6. Tính toán lực đầu phun nước

4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN - ĐIỀU KHIỂN

4.1. Hệ thống điện

4.2. Xử lý ảnh tính thể tích

4.3. Thống kê kích thước, thể tích thực tế của trái dừa

4.4. Tìm mối quan hệ giữa các kích thước và thể tích của trái dừa

4.5. Tìm kích thước trái dừa thông qua camera

4.6. Tính thể tích trái dừa

4.7. Đánh giá chất lượng trái dừa

5. QUY TRÌNH CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ

5.1. Nguyên công 1: Tiện

5.1.1. Bước 1: Vạt mặt khoan tâm

5.1.2. Bước 2: Tiện bậc ∅ 30 bên A

5.1.3. Bước 3: Tiện bậc ∅ 25 bên A

5.1.4. Bước 4: Vát cạnh 2x45° bên A

5.1.5. Bước 5: Tiện bậc ∅ 30 bên B

5.1.6. Bước 6: Tiện bậc ∅ 25 bên B

5.1.7. Bước 7: Vát cạnh 2x45° bên B

5.2. Nguyên công 2: Phay rãnh then

6. KẾT QUẢ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO

6.1. Kết quả thiết kế

6.2. Kết quả thực nghiệm

6.3. Khả năng làm sạch trái dừa

6.4. Khả năng phân loại trái dừa

7. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

7.1. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu và thiết kế máy phân loại và làm sạch dừa tự động từ HCMUTE

Đề tài nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy phân loại và làm sạch dừa tự động từ trường HCMUTE (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh) tập trung vào việc tự động hóa quá trình xử lý dừa, từ khâu làm sạch đến phân loại. Việc này nhằm giải quyết các hạn chế của phương pháp thủ công truyền thống, tăng năng suất, giảm chi phí lao động và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu đề cập đến các vấn đề liên quan đến quá trình chế biến dừa tự động, bao gồm phân loại dừa theo kích thước, phân loại dừa theo chất lượng, làm sạch dừa hiệu quả, và tự động hóa quy trình. Ứng dụng PLC trong điều khiển máy móc cũng được nghiên cứu. Mục tiêu chính hướng đến việc thiết kế một hệ thống máy móc chế biến dừa hiệu quả, đáp ứng các tiêu chuẩn xuất khẩu. Nghiên cứu còn đánh giá các xu hướng công nghệ chế biến dừa, cũng như các vấn đề kỹ thuật gặp phải trong quá trình thiết kế và chế tạo.

1.1. Nghiên cứu máy chế biến dừa Đặc điểm và thách thức

Phần này tập trung vào việc phân tích đặc điểm của trái dừa, bao gồm cấu tạo, kích thước, trọng lượng và chất lượng. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dừa như sâu bệnh, nứt vỡ, thiếu nước được đề cập. Nghiên cứu đánh giá hiện trạng chế biến dừa thủ công, chỉ ra những hạn chế về năng suất, hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm. Các phương pháp làm sạch dừa thủ công được mô tả chi tiết. Nghiên cứu cũng phân tích tiêu chuẩn xuất khẩu dừa, đặt ra yêu cầu về chất lượng và ngoại quan sản phẩm. Các phương pháp đánh giá chất lượng dừa thủ công hiện nay, ví dụ như dựa trên trọng lượng và âm thanh, cũng được đề cập đến cùng với độ chính xác hạn chế của chúng. Thách thức đặt ra là cần thiết kế một hệ thống tự động hóa khắc phục những nhược điểm của phương pháp truyền thống. Nghiên cứu máy chế biến dừa cần xem xét nhiều yếu tố, đảm bảo khả năng làm sạch triệt để, phân loại chính xác và đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng cao. An toàn thực phẩm trong chế biến dừa cũng là một yếu tố cần được xem xét.

1.2. Thiết kế hệ thống cơ khí và điện điều khiển

Phần này trình bày chi tiết thiết kế hệ thống cơ khí của máy phân loại và làm sạch dừa tự động. Các thành phần cơ khí chính như băng tải, hệ thống làm sạch vỏ và cuống, cơ cấu phân loại được mô tả. Tính toán chọn động cơ và các thông số kỹ thuật khác được thực hiện để đảm bảo hiệu quả hoạt động của máy. Thiết kế hệ thống điện - điều khiển sử dụng PLC được trình bày, bao gồm sơ đồ mạch điện, thuật toán điều khiển và giao diện người dùng. Việc lựa chọn các ứng dụng công nghệ cao như hệ thống thị giác máy tính để đánh giá chất lượng dừa được đề cập. Mô hình máy phân loại dừa và mô hình máy làm sạch dừa được trình bày. Các phương pháp phân loại dừa theo kích thước và phân loại dừa theo chất lượng được đề cập đến. Nghiên cứu này cũng bao gồm tính toán lực đầu phun nước, thiết kế máy móc nông nghiệp, và điều khiển tự động máy chế biến dừa. Chi phí sản xuất máy chế biến dừa và hiệu quả kinh tế của máy chế biến dừa cũng được cân nhắc.

1.3. Kết quả thiết kế chế tạo và đánh giá

Phần này trình bày kết quả thiết kế và kết quả thực nghiệm của máy phân loại và làm sạch dừa tự động. Khả năng làm sạch và phân loại của máy được đánh giá thông qua các chỉ số cụ thể. Hiệu quả của máy được so sánh với phương pháp thủ công. Hiệu quả kinh tế của máy được tính toán, bao gồm giảm chi phí lao động và tăng năng suất. Nghiên cứu nêu lên hướng phát triển của máy phân loại và làm sạch dừa tự động trong tương lai, ví dụ như tích hợp thêm các tính năng tự động hóa khác, cải thiện độ chính xác phân loại và tăng năng suất. Thị trường máy chế biến dừa cũng được đề cập đến. Vấn đề kỹ thuật trong chế tạo được phân tích, cùng với giải pháp khắc phục. Nghiên cứu mang tính ứng dụng cao, có thể đóng góp vào việc hiện đại hóa ngành chế biến dừa ở Việt Nam. Giải pháp tự động hóa chế biến dừa được đề xuất nhằm nâng cao năng suất và chất lượng.

Nghiên cứu thiết kế máy phân loại và làm sạch dừa tự động tại HCMUTE