Nghiên Cứu Chế Tạo Máy Giặt Nón Bảo Hiểm Tại Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy

Đồ án nghiên cứu cơ điện tử nghiên cứu chế tạo máy giặt nón bảo hiểm, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán kỹ thuật.

• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Đề tài: Nghiên Cứu Chế Tạo Máy Giặt Nón Bảo Hiểm Tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Địa điểm: TP.HCM

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
• 1.1. Tổng quan về máy giặt nón bảo hiểm
• 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.3. Lý do lựa chọn đề tài
• 1.4. Mục tiêu của đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Cấu tạo tổng quát của máy giặt nón bảo hiểm
• 1.7. Lý thuyết về quy trình giặt nón bảo hiểm
• 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 2.1. Thiết kế và triển khai hệ thống phần cứng
• 2.1.1. Bộ phận truyền động
• 2.1.2. Bộ phận khung, vỏ máy
• 2.1.3. Bộ phận giá đỡ nón bảo hiểm
• 2.2. Phần điện – điều khiển
• 2.2.1. Các thiết bị điện tử trong hệ thống
• 2.2.2. Tổng quan về PLC Mitsubishi FX2N
• 2.2.3. Tổng quát về HMI
• 2.2.4. Động cơ giảm tốc 775
• 2.2.5. Bộ điều khiển tốc độ động cơ Dimmer DC 20A
• 2.2.6. Máy bơm mini Sinleader và các phụ kiện đi kèm
• 2.2.7. Máy bơm áp suất Honda và các phụ kiện đi kèm
• 2.2.8. Đèn UV diệt khuẩn
• 2.2.9. Các thiết bị khác có trong hệ thống
• 3. HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
• 3.1. Hướng dẫn vận hành
• 3.2. Yêu cầu đề ra
• 3.3. Công cụ điều khiển và hệ thống giám sát
• 3.4. Hướng dẫn vận hành
• 3.5. Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển
• 3.6. Lập trình điều khiển
• 4. THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 4.1. Kết quả đạt được
• 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Khám phá dự án máy giặt nón bảo hiểm của sinh viên SPKT

Dự án Nghiên Cứu Chế Tạo Máy Giặt Nón Bảo Hiểm Tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM là một giải pháp công nghệ đột phá, ra đời từ nhu cầu thực tiễn của xã hội. Tại Việt Nam, với hơn 90 triệu dân và số lượng xe máy chiếm đa số, nón bảo hiểm là vật dụng không thể thiếu. Tuy nhiên, việc vệ sinh nón bảo hiểm thường bị xem nhẹ, dẫn đến các vấn đề về sức khỏe da đầu như nấm mốc, ngứa ngáy, đặc biệt trong điều kiện khí hậu nóng ẩm. Quá trình giặt tay truyền thống không chỉ tốn thời gian mà còn không đảm bảo loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn và khó làm khô triệt để. Nhận thấy khoảng trống này, nhóm sinh viên Khoa Cơ khí Chế tạo máy của trường HCMUTE đã thực hiện nghiên cứu khoa học sinh viên nhằm tạo ra một thiết bị tự động hóa quy trình làm sạch. Đây không chỉ là một đồ án tốt nghiệp cơ khí thông thường, mà còn là một sản phẩm NCKH mang tính ứng dụng thực tiễn cao. Mục tiêu của đề tài là chế tạo một mô hình máy giặt nón tự động có khả năng giặt, sấy và khử khuẩn hiệu quả, giúp tiết kiệm thời gian, công sức và bảo vệ sức khỏe người dùng. Dự án là minh chứng cho tinh thần sinh viên SPKT sáng tạo, kết hợp kiến thức về cơ điện tử, tự động hóa và thiết kế máy để giải quyết một vấn đề cấp thiết trong đời sống hàng ngày, hứa hẹn mở ra tiềm năng thương mại hóa và nâng cao chất lượng cuộc sống.

1.1. Thực trạng vệ sinh nón bảo hiểm và lý do chọn đề tài

Theo tài liệu nghiên cứu, thực trạng người dùng xe máy tại Việt Nam thường xuyên đối mặt với các vấn đề do nón bảo hiểm bẩn gây ra. Mồ hôi, bụi bẩn và độ ẩm tạo môi trường lý tưởng cho vi khuẩn và nấm mốc phát triển, gây ngứa và các bệnh về da đầu. Việc tự giặt nón tại nhà không hiệu quả do xà phòng thông thường khó loại bỏ vi khuẩn ẩn sâu và quá trình phơi khô tự nhiên kéo dài, dễ làm nón ám mùi khó chịu hoặc hư hỏng. Nhu cầu về một dịch vụ hoặc thiết bị làm sạch mũ bảo hiểm chuyên nghiệp là rất lớn. Đây chính là lý do thôi thúc nhóm sinh viên Bùi Hữu Thạch, Lê Võ Hữu Uy, và Nguyễn Tuấn Đạt, dưới sự hướng dẫn của GVHD Đồng Sĩ Linh, thực hiện đề tài Nghiên Cứu Chế Tạo Máy Giặt Nón Bảo Hiểm. Mục đích là cung cấp một giải pháp tiện lợi, nhanh chóng và hiệu quả, đáp ứng nhu cầu thực tế của cộng đồng.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu và phương pháp tiếp cận của dự án

Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế và chế tạo thành công một mô hình máy giặt nón tự động có khả năng thực hiện chu trình giặt - sấy - khử khuẩn hoàn chỉnh. Máy phải đảm bảo loại bỏ bụi bẩn, mồ hôi, vi khuẩn và nấm mốc mà không làm hỏng hay biến dạng nón. Để đạt được mục tiêu này, nhóm đã áp dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thực nghiệm. Nhóm đã nghiên cứu các kiến thức về thủy lực, khí nén, và tự động hóa, đặc biệt là sử dụng bộ điều khiển logic khả trình PLC. Quá trình thiết kế bao gồm xây dựng mô hình động học, lắp đặt phần cứng cơ khí, thiết kế mạch điện tử và lập trình điều khiển hoạt động. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các loại nón bảo hiểm phổ biến (1/2 và 3/4 đầu), nhằm tạo ra một sản phẩm có ứng dụng thực tiễn rộng rãi.

II. Phân tích cấu tạo cơ khí máy giặt nón bảo hiểm HCMUTE

Cấu trúc cơ khí là nền tảng quyết định sự ổn định và hiệu quả của máy giặt nón bảo hiểm. Dựa trên bản thiết kế trong đồ án tốt nghiệp cơ khí, cấu tạo máy làm sạch nón được chia thành ba bộ phận chính: khung vỏ, bộ phận truyền động, và giá đỡ nón. Mỗi bộ phận đều được tính toán kỹ lưỡng về vật liệu, kết cấu và khả năng chịu tải để đảm bảo hoạt động bền bỉ. Khung máy sử dụng nhôm định hình 30x30, mang lại độ cứng vững cao và khả năng chống oxy hóa, trong khi vỏ máy kết hợp nhựa và tấm mica dày 5mm để tối ưu trọng lượng và thẩm mỹ. Bộ phận truyền động là trái tim của hệ thống, sử dụng động cơ giảm tốc 775 kết hợp hệ thống Pully và bánh răng để tạo ra chuyển động quay ổn định cho giá đỡ nón với tốc độ đã được tính toán. Giá đỡ nón được thiết kế đặc biệt với 4 trục hình elip, giúp cố định nón chắc chắn trong suốt chu trình giặt, sấy. Vật liệu chính như inox và nhôm được ưu tiên sử dụng để chống ăn mòn và đảm bảo vệ sinh. Toàn bộ thiết kế cơ khí này không chỉ là sự lắp ráp các linh kiện, mà là kết quả của quá trình mô phỏng và kiểm nghiệm độ bền bằng phần mềm SolidWorks, đảm bảo hệ thống vận hành trơn tru và an toàn dưới tải trọng thực tế.

2.1. Thiết kế bộ phận khung vỏ và giá đỡ nón chuyên dụng

Khung và vỏ máy đóng vai trò là bộ xương sống, liên kết và bảo vệ các thành phần bên trong. Nhóm sinh viên HCMUTE đã chọn nhôm định hình 30x30 làm vật liệu chính cho khung nhờ độ bền, tính đồng đều và khả năng chịu lực tốt. Vỏ máy được làm từ tấm mica 5mm, vừa đảm bảo tính thẩm mỹ, vừa dễ dàng quan sát hoạt động bên trong. Riêng bộ phận giá đỡ nón được gia công từ nhôm, thiết kế 4 trục theo hình elip để phù hợp với không gian bên trong nón, giữ nón cố định khi máy hoạt động. Theo tài liệu, bộ phận này đã được kiểm nghiệm độ bền bằng mô phỏng SolidWorks, chịu được tải trọng lên đến 6kg (tương đương 60N) ở trạng thái tĩnh mà không có biến dạng đáng kể, đảm bảo an toàn tuyệt đối trong quá trình vận hành.

2.2. Nguyên lý hoạt động của bộ phận truyền động cơ khí

Bộ phận truyền động quyết định chuyển động quay của nón. Hệ thống sử dụng động cơ giảm tốc 775 (120 vòng/phút), truyền động qua cặp Pully (tỉ số truyền 1:1) và sau đó đến cặp bánh răng (tỉ số truyền 4:1). Cụ thể, Pully thứ nhất nối với động cơ, truyền qua dây đai đến Pully thứ hai. Bánh răng nhỏ (20 răng) gắn đồng trục với Pully thứ hai sẽ dẫn động bánh răng lớn (80 răng) gắn với giá đỡ nón. Tính toán cho thấy, khi động cơ quay 120 vòng/phút, giá đỡ nón sẽ quay với tốc độ 30 vòng/phút. Đây là tốc độ tối ưu đã được tính toán để đảm bảo nước và dung dịch tẩy rửa được phân bố đều mà không gây hư hại cho nón. Toàn bộ cơ cấu được làm từ inox và nhôm để tăng độ bền và chống gỉ sét.

III. Hướng dẫn hệ thống điện và điều khiển tự động của máy giặt

Để tự động hóa hoàn toàn quy trình, hệ thống điều khiển điện đóng vai trò trung tâm, được xem là bộ não của mô hình máy giặt nón tự động. Trái tim của hệ thống này là bộ điều khiển PLC Mitsubishi FX2N – 16MT – 001, một thiết bị mạnh mẽ và đáng tin cậy trong công nghiệp. PLC nhận tín hiệu từ các nút nhấn và giao diện HMI (Human Machine Interface) Wecon LEVI 700LC, sau đó xử lý và xuất lệnh điều khiển các cơ cấu chấp hành như động cơ, máy bơm, van điện từ và đèn UV. Giao diện HMI cho phép người dùng giám sát trạng thái và điều khiển máy một cách trực quan thông qua màn hình cảm ứng. Hệ thống điện sử dụng nhiều nguồn cấp khác nhau: nguồn 220VAC cho máy bơm áp suất cao, nguồn 24VDC cho PLC và relay, và nguồn 12VDC cho động cơ giảm tốc, máy bơm dung dịch và đèn UV. Tất cả các thiết bị được kết nối thông qua một sơ đồ mạch điện chi tiết, bảo vệ bằng CB và khởi động từ để đảm bảo an toàn. Giải pháp công nghệ này cho phép máy hoạt động linh hoạt ở cả hai chế độ tự động và thủ công, đáp ứng chính xác yêu cầu của một sản phẩm NCKH hiện đại và hiệu quả.

3.1. Vai trò của PLC Mitsubishi và HMI trong vận hành máy

PLC Mitsubishi FX2N – 16MT – 001 là trung tâm điều khiển chính, chịu trách nhiệm thực thi chương trình logic để vận hành tuần tự các bước giặt, sấy. Với 8 ngõ vào và 8 ngõ ra, PLC này đủ khả năng quản lý tất cả thiết bị của máy. Chương trình được nạp vào PLC sẽ quyết định thời gian quay, thời gian bơm nước, thời gian sấy và khi nào cần kích hoạt đèn UV diệt khuẩn. Màn hình HMI Wecon đóng vai trò là cầu nối giữa người dùng và máy. Thông qua HMI, người vận hành có thể khởi động/dừng chu trình, chọn chế độ, và theo dõi tiến trình hoạt động của máy một cách trực quan, thay vì chỉ sử dụng các nút nhấn cơ học.

3.2. Sơ đồ mạch điện và các thiết bị điện tử quan trọng

Hệ thống điện được thiết kế cẩn thận để đảm bảo an toàn và ổn định. Sơ đồ mạch cho thấy nguồn điện tổng 220V được cấp qua CB, sau đó chia ra các bộ nguồn tổ ong để chuyển đổi thành 24V và 12V. Các thiết bị quan trọng khác bao gồm: Máy bơm áp suất Honda (220V) dùng để xả sạch, máy bơm mini Sinleader (12V) dùng để bơm dung dịch giặt, động cơ giảm tốc 775 (12V) để quay mâm, và van điện từ khí nén để điều khiển hệ thống sấy. Relay trung gian được sử dụng làm tầng đệm, bảo vệ ngõ ra của PLC khỏi các tải công suất lớn. Toàn bộ hệ thống dây và thiết bị được bố trí gọn gàng trong tủ điện, có mô hình 3D và sơ đồ chi tiết trong báo cáo.

IV. Quy trình giặt nón bảo hiểm 4 bước của máy tự động SPKT

Điểm ưu việt của dự án Nghiên Cứu Chế Tạo Máy Giặt Nón Bảo Hiểm chính là quy trình làm sạch khép kín và tự động hóa. Nguyên lý hoạt động máy giặt nón được thiết kế dựa trên 4 bước cơ bản, đảm bảo hiệu quả làm sạch tối ưu. Đầu tiên là bước xả nước làm ướt, loại bỏ sơ bộ bụi bẩn bám trên bề mặt. Tiếp theo, máy chuyển sang giai đoạn giặt chính, bơm dung dịch tẩy rửa chuyên dụng và phun đều vào bên trong và ngoài nón trong khi giá đỡ quay liên tục. Sau đó, hệ thống bơm áp suất cao sẽ xả sạch toàn bộ xà phòng và chất bẩn còn sót lại. Cuối cùng là bước quan trọng nhất: sấy khô nón bảo hiểm và khử khuẩn. Hệ thống van khí nén sẽ thổi luồng khí nóng để làm khô lớp lót, đồng thời đèn UV diệt khuẩn được kích hoạt để tiêu diệt 100% vi khuẩn và nấm mốc, giúp khử mùi nón bảo hiểm triệt để. Toàn bộ quy trình này có thể được thực hiện hoàn toàn tự động chỉ với một nút bấm (chế độ AUTO) hoặc điều khiển từng bước riêng lẻ (chế độ MANUAL), mang lại sự linh hoạt tối đa cho người sử dụng. Đây là một quy trình khoa học, vượt trội hơn hẳn so với phương pháp giặt tay thông thường.

4.1. Chế độ vận hành tự động AUTO và thủ công MANUAL

Máy cung cấp hai chế độ vận hành linh hoạt. Ở chế độ AUTO, người dùng chỉ cần đặt nón vào máy, chọn chế độ và nhấn nút ON. Máy sẽ tự động thực hiện toàn bộ chu trình từ xả, giặt, xả sạch, sấy đến khử khuẩn theo thời gian đã được lập trình sẵn trong PLC. Chế độ này phù hợp cho sự tiện lợi và nhanh chóng. Ngược lại, chế độ MANUAL cho phép người dùng toàn quyền kiểm soát từng công đoạn. Bằng cách sử dụng các nút nhấn riêng biệt cho XẢ, GIẶT, SẤY trên tủ điều khiển hoặc HMI, người dùng có thể lặp lại một bước nào đó nếu cần, ví dụ như sấy lâu hơn cho những chiếc nón quá ẩm. Sự linh hoạt này giúp máy đáp ứng được nhiều tình huống sử dụng khác nhau.

4.2. Giải pháp làm sạch sấy khô và khử mùi nón bảo hiểm

Giải pháp cốt lõi của máy nằm ở sự kết hợp của ba yếu tố: cơ học, hóa học và vật lý. Yếu tố cơ học là chuyển động quay của mâm nón và áp lực phun nước cao giúp đánh bật vết bẩn. Yếu tố hóa học là việc sử dụng dung dịch giặt chuyên dụng được bơm tự động. Yếu tố vật lý là quá trình sấy khô nón bảo hiểm bằng khí nén và khử mùi nón bảo hiểm bằng đèn UV diệt khuẩn. Đặc biệt, đèn UV sử dụng tia UVC có khả năng phá hủy DNA của vi sinh vật, tiêu diệt vi khuẩn và nấm mốc mà không cần hóa chất, đảm bảo an toàn cho da đầu. Sự kết hợp này tạo ra một quy trình vệ sinh nón bảo hiểm toàn diện, mang lại kết quả sạch sẽ, khô ráo và thơm tho.

V. Đánh giá kết quả và hướng phát triển máy giặt nón bảo hiểm

Sau quá trình thiết kế, chế tạo và thử nghiệm, dự án Nghiên Cứu Chế Tạo Máy Giặt Nón Bảo Hiểm của nhóm sinh viên SPKT sáng tạo đã đạt được những kết quả đáng ghi nhận. Mô hình phần cứng đã được chế tạo thành công, và chương trình điều khiển hoạt động ổn định, đáp ứng đúng các yêu cầu đề ra ban đầu. Nhóm đã nắm vững cơ sở lý thuyết và nguyên lý hoạt động của hệ thống cơ điện tử phức tạp. Tuy nhiên, qua các lần thử nghiệm, tài liệu cũng thẳng thắn chỉ ra một số hạn chế cần khắc phục như tiếng ồn từ động cơ, hệ thống ống nước còn thô sơ và hiện tượng rò rỉ nước ban đầu. Những vấn đề này đã được xử lý một phần nhưng vẫn cần cải tiến thêm. Hướng phát triển trong tương lai rất rộng mở. Nhóm đề xuất cải thiện quy trình sấy để tối ưu hiệu quả, giảm kích thước tổng thể của máy để tăng tính di động, và sử dụng vật liệu cao cấp hơn để tăng độ bền. Xa hơn, việc tích hợp công nghệ thông minh như IoT để điều khiển qua smartphone và trí tuệ nhân tạo (AI) để tự động nhận diện độ bẩn là những bước đi tiềm năng, hứa hẹn đưa sản phẩm NCKH này tiến gần hơn đến việc thương mại hóa và phục vụ cộng đồng.

5.1. Kết quả đạt được và những hạn chế trong thử nghiệm

Kết quả lớn nhất là nhóm đã chế tạo thành công một mô hình máy giặt nón tự động hoạt động được, chứng minh tính khả thi của ý tưởng. Máy đã thực hiện được đầy đủ các chức năng giặt, sấy, khử khuẩn. Video thử nghiệm cho thấy máy vận hành đúng theo lưu đồ giải thuật đã lập trình. Tuy vậy, hạn chế được ghi nhận bao gồm máy còn rung và ồn, áp suất nước ban đầu chưa đạt yêu cầu và lồng giặt bị rò rỉ. Mặc dù các lỗi này đã được khắc phục, chúng cho thấy cần có sự tính toán kỹ lưỡng hơn về vật liệu và lắp ráp trong các phiên bản sau để đảm bảo độ hoàn thiện công nghiệp.

5.2. Tiềm năng thương mại hóa và các cải tiến trong tương lai

Hướng phát triển của đề tài rất khả quan. Sản phẩm có thể được cải tiến để trở thành máy giặt nón thương mại đặt tại các bãi giữ xe, tòa nhà văn phòng, hoặc trạm dừng chân. Các cải tiến được đề xuất bao gồm: Tối ưu hóa hiệu quả năng lượng, sử dụng vật liệu chống va đập và nhẹ hơn, thiết kế giao diện thân thiện hơn. Đặc biệt, việc tích hợp các công nghệ 4.0 như IoT để người dùng có thể đặt lịch giặt và thanh toán trực tuyến sẽ là một bước đột phá. Nghiên cứu sâu hơn về các loại dung dịch giặt-sấy an toàn và hiệu quả cũng là một hướng đi cần thiết để hoàn thiện giải pháp công nghệ này, đưa sản phẩm từ một đồ án tốt nghiệp cơ khí trở thành một thiết bị hữu ích trên thị trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY '¬&&¬' ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY GIẶT NÓN BẢO HIỂM GVHD: ĐỒNG SĨ LINH SVTH MSSV 1. BÙI HỮU THẠCH 20146418 1. LÊ VÕ HỮU UY 20146456 1. NGUYỄN TUẤN ĐẠT 20146323 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Cơ điện tử PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ ( Dành cho giảng viên hướng dẫn ) Sinh viên thực hiện : 1.

Bùi Hữu Thạch MSSV: 20146418 2. Lê Võ Hữu Uy MSSV: 20146456 3. Nguyễn Tuấn Đạt MSSV: 20146323 Ngành đào tạo : Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử Tên đề tài : Nghiên cứu chế tạo máy giặt nón bảo hiểm Giảng viên hướng dẫn : Đồng Sĩ Linh Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Nhận xét về tinh thần làm việc, thái độ sinh viên.

Nhận xét về kết quả thực hiện của đồ án Cơ điện tử 2. Kết cấu , cách thức trình bày đồ án Cơ điện tử. Kết quả đạt được. Những tồn tại ( nếu có ).

Kết luận Được phép bảo vệ Không được phép bảo vệ TP Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 202 Giảng viên hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Cơ điện tử PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ ( Dành cho giảng viên phản biện ) Sinh viên thực hiện : 1. Bùi Hữu Thạch MSSV: 20146418 2. Lê Võ Hữu Uy MSSV: 20146456 3. Nguyễn Tuấn Đạt MSSV: 20146323 Ngành đào tạo : Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử Tên đề tài : Nghiên cứu chế tạo máy giặt nón bảo hiểm Giảng viên phản biện : Ý KIẾN NHẬN XÉT 1.

Kết cấu, cách thức trình bày đồ án Cơ điện tử. Kết quả đạt được. Những tồn tại ( nếu có ). Kết luận Được phép bảo vệ Không được phép bảo vệ TP Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 202 Giảng viên phản biện TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Cơ điện tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn : Đồng Sĩ Linh SVTH : Bùi Hữu Thạch MSSV : 20146418 SĐT : [phone] Lê Võ Hữu Uy MSSV : 20146456 SĐT : [phone] Nguyễn Tuấn Đạt MSSV : 20146323 SĐT : [phone].

Tên đề tài - Nghiên cứu chế tạo máy giặt nón bảo hiểm 2. Nội dung đồ án Thiết kế phần cứng bộ điều khiển : - Thiết kế, hoàn thiện mô hình cơ khí - Thiết kế toàn bộ mạch điều khiển cho mô hình Kỹ thuật điều khiển : - Lập trình chương trình điều khiển và giám sát cho mô hình 3. Các sản phẩm dự kiến - Mô hình máy giặt nón bảo hiểm - Chương trình điều khiển và giám sát - Bản vẽ thiết kế mô hình và bản báo cáo đồ án 4. Ngôn ngữ báo cáo: Bản báo cáo Tiếng Anh Tiếng Việt Trình bày bảo vệ Tiếng Anh Tiếng Việt TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Tên đề tài : Nghiên cứu chế tạo máy giặt nón bảo hiểm GVHD : Đồng Sĩ Linh Sinh viên thực hiện : Bùi Hữu Thạch MSSV : 20146418 Sinh viên thực hiện : Lê Võ Hữu Uy MSSV : 20146456 Sinh viên thực hiện : Nguyễn Tuấn Đạt MSSV : 20146323 Liên hệ : 0356400260 Email : [e-mail] Lời cam kết : “ Chúng em xin can đoan đề tài này là công trình do chúng em nghiên cứu và thực hiện.

Chúng em không sao chép bất kì một bài viết, một công trình nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kì sự vi phạm nào, chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm “ Lời cảm ơn : - Chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Cơ khí Chế tạo máy, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện cho chúng em được học tập, tìm hiểu thực hiện tốt đề tài này. - Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Đồng Sĩ Linh đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo về các kiến thức chuyên ngành cũng như đã truyền cảm hứng và động lực cho chúng em hoàn thành đề tài này. - Chúng em xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Cơ điện tử nói riêng và các thầy cô trong khoa Cơ khí Chế tạo máy nói chung, cũng như các thầy cô trong trường đã giảng dạy chúng em bằng cả tâm huyết, đã hỗ trợ chúng em nhiệt tình trên mọi mặt - Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè và người thân đã luôn động viên, quan tâm, giúp đỡ trong suốt thời gian học tập cà hoàn thành đồ án.

- Cuối cùng, dùng đã rất cố gắng để có thể hoàn thiện tốt đồ án, nhưng với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm vẫn còn hạn chế, nhóm chúng em vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong nhận được sự góp ý và những lời nhận xét quý báu từ các thầy cô để nhóm có thể hoàn thiện và nâng cao kiến thức. Nhóm chúng em xin tiếp nhận bằng cả lòng biết ơn. Nhóm sinh viên thực hiện. MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN.

9 DANH MỤC HÌNH ẢNH. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI. Tổng quan về máy giặt nón bảo hiểm. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước.

Lý do lựa chọn đề tài. Mục tiêu của đề tài. Phương pháp nghiên cứu. Cấu tạo tổng quát của máy giặt nón bảo hiểm.

Lý thuyết về quy trình giặt nón bảo hiểm. THIẾT KẾ HỆ THỐNG. Thiết kế và triển khai hệ thống phần cứng. Bộ phận truyền động:…………………………………………………….

Bộ phận khung, vỏ máy…………………………………………………. Bộ phận giá đỡ nón bảo hiểm:……………………………………………25 3. Phần điện – điều khiển. Các thiết bị điện tử trong hệ thống.

Tổng quan về PLC Mitsubishi FX2N. Tổng quát về HMI. Động cơ giảm tốc 775. Bộ điều khiển tốc độ động cơ Dimmer DC 20A.

Máy bơm mini Sinleader và các phụ kiện đi kèm. Máy bơm áp suất Honda và các phụ kiện đi kèm. Đèn UV diệt khuẩn. Các thiết bị khác có trong hệ thống.

HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN. Hướng dẫn vận hành. Yêu cầu đề ra :. Công cụ điều khiển và hệ thống giám sát :.

Hướng dẫn vận hành. Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển. Lập trình điều khiển. THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC.

Kết quả đạt được. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN. Hướng phát triển. 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

62 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 : Sơ đồ khối hệ thống .18 Hình 2 : Chi tiết cơ cấu truyền động.20 Hình 3 : Nhôm định hình 30 x 30.23 Hình 4 : Tấm mica 5mm.23 Hình 5 : Mô hình tổng quan của máy.23 Hình 6 : Hình ảnh máy thực tế.24 Hình 7 : Cơ cấu giá đỡ nón.25 Hình 8 : Mô phỏng kiểm nghiện độ bền trong SolidWorks.26 Hình 9 : Hình ảnh PLC Mitsubishi FX2N – 16MT – 001.28 Hình 10 : Mô tả chi tiết PLC Mitsubishi FX2N – 16MT – 001.28 Hình 11 : Hình ảnh HMI Wecon.30 Hình 12 : Động cơ giảm tốc 775.31 Hình 13 : Bản vẽ chi tiết của động cơ giảm tốc 775.31 Hình 14 : Hình ảnh và sơ đồ đấu nối của Dimmer DC 20A.32 Hình 15 : Hình ảnh bơm mini Sinleader.33 Hình 16 : Óng nhựa dẻo: ∅12 mm.34 Hình 17 : Đầu nói ống các loại.34 Hình 18 : Đầu bét phun nước.34 Hình 20: Hình ảnh máy bơm Honda.35 Hình 21 : Óng nhựa dẻo: ∅16 mm.36 Hình 22 : :Đầu bét phun nước.36 Hình 23: Hình ảnh đèn UV.36 Hình 24: Hình ảnh CB nguồn .37 Hình 25: Hình ảnh nút nhấn.37 Hình 26: Hình ảnh công tắc và ESTOP.38 Hình 27: Hình ảnh nguồn 24V 2.38 Hình 28: Khởi động từ .38 Hình 29: Relay trung gian .38 Hình 30: Van khí nén 5/2.38 Hình 31: Hình ảnh nguồn 12V 10A.38 Hình 32: Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển.39 Hình 33: Sơ đồ kết nối nguồn với lưới điện.39 Hình 34: Sơ đồ ngõ vào của PLC. 40 Hình 35: Sơ đồ ngõ ra của PLC.40 Hình 36: Sơ đồ nối từ tiếp điểm relay tới thiêt bị.41 Hình 37: Mô hình tủ điện 3D .41 Hình 38: Sơ đồ mạch toàn hệ thống .42 Hình 39: Hệ thống điện thực tế.43 Hình 40: Chi tiết hệ thống điều khiển .46 Hình 41: Giao diện trang 1 HMI.47 Hình 42: Giao diện trang 2 HMI.47 Hình 43: Hướng dẫn vận hành chế độ AUTO.48 Hình 44: Hướng dẫn vận hành chế độ MANUAL.49 Hình 45: Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển .50 Hình 46: Chương trình PLC điều khiển.51 Hình 47: Chương trình HMI. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1. Giới thiệu Đối diện với sự phổ cập ngày càng rộng rãi của việc sử dụng nón bảo hiểm trong cuộc sống hàng ngày, đặc biệt là trong việc điều khiển xe máy, việc giữ gìn và bảo quản nón trở thành một thách thức đối với người sử dụng.

Để đáp ứng nhu cầu thực tế này và cải thiện trải nghiệm sử dụng nón bảo hiểm, nghiên cứu và chế tạo máy giặt nón bảo hiểm trở thành một đề tài hứa hẹn. Đề tài này không chỉ đơn thuần là một nỗ lực để giải quyết vấn đề hằng ngày mà còn là sự kết hợp của các lĩnh vực kỹ thuật, công nghệ, và nhu cầu người dùng. Chế tạo máy giặt nón bảo hiểm đòi hỏi sự tiếp thu và áp dụng các kiến thức về thủy lực, khí nén, tự động hóa, và cả về vật liệu cũng như quy trình làm sạch. Nhiệm vụ chính của đề tài này là phát triển một máy giặt nón bảo hiểm tự động, hiệu quả và tiện ích, nhằm giảm thiểu thời gian và công sức mà người dùng phải bỏ ra.

Mục tiêu cuối cùng không chỉ là tạo ra một sản phẩm thông minh mà còn là giải pháp toàn diện giúp nâng cao chất lượng cuộc sống và an toàn trong khi sử dụng nón bảo hiểm. Với sự tích hợp của công nghệ PLC (Programmable Logic Controller) và các yếu tố quan trọng như nhiệt độ, áp suất, máy giặt nón bảo hiểm sẽ không chỉ giúp giữ cho nón luôn sạch sẽ mà còn bảo vệ nón khỏi các vấn đề như nấm mốc hay biến dạng do quá trình giặt.