I. Thiết kế máy gieo hạt đậu phộng Khái quát về nhu cầu và yêu cầu kỹ thuật
Đồ án tốt nghiệp tập trung vào thiết kế và thi công mô hình máy gieo hạt đậu phộng, giải quyết vấn đề năng suất thấp trong canh tác truyền thống. Nhu cầu khách hàng chính là nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm bớt sức lao động thủ công. Yêu cầu kỹ thuật bao gồm: độ sâu gieo hạt (3-6cm), khoảng cách giữa các hạt (10cm), khoảng cách giữa các hàng (20-25cm), mỗi lỗ một hạt, kích thước máy nhỏ gọn (dưới 0.5m rộng, 1.2m dài, 0.5m cao), trọng lượng dưới 100kg, đảm bảo an toàn cho người sử dụng và độ bền ít nhất 10 năm. Yêu cầu kinh tế hướng đến giá thành dưới 10 triệu đồng, dễ sử dụng và phù hợp với nông dân. Máy gieo hạt đậu phộng được thiết kế cho quy mô hộ gia đình ở vùng Đông Nam Bộ, năng suất mục tiêu 0.3 hecta/giờ. Đây là một dự án tốt nghiệp HCMUTE, phản ánh nghiên cứu khoa học HCMUTE trong lĩnh vực máy móc nông nghiệp.
1.1 Phân tích nhu cầu thị trường và hiện trạng canh tác đậu phộng
Việc canh tác đậu phộng hiện nay vẫn chủ yếu dựa trên lao động thủ công, dẫn đến năng suất thấp và hiệu quả kinh tế không cao. Trồng đậu phộng đòi hỏi kỹ thuật làm đất kỹ càng, bao gồm cày sâu, bừa kỹ và làm sạch cỏ dại để tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của cây. Điều kiện đất tốt cần phải tơi xốp, thoát nước tốt. Các phương pháp trồng truyền thống như trồng theo lỗ hay trồng rạch hàng đều tốn nhiều công sức và thời gian. Do đó, nhu cầu về một máy gieo hạt đậu phộng tự động, hiệu quả, và phù hợp với điều kiện kinh tế của hộ gia đình là rất lớn. Ứng dụng công nghệ trong nông nghiệp là giải pháp cần thiết để hiện đại hóa ngành nông nghiệp Việt Nam. Nông nghiệp bền vững chỉ có thể đạt được khi kết hợp giữa kỹ thuật canh tác hiện đại và nguồn lực con người. Thiết kế máy nông nghiệp đáp ứng nhu cầu này đóng góp tích cực vào mục tiêu này. Máy móc nông nghiệp hiện đại, đặc biệt là máy gieo hạt thông minh, có thể cải thiện đáng kể năng suất và chất lượng sản phẩm.
1.2 Xác định các yêu cầu kỹ thuật và kinh tế cho thiết kế
Thiết kế máy gieo hạt cần đáp ứng các tiêu chí kỹ thuật nghiêm ngặt để đảm bảo chất lượng gieo trồng. Độ sâu gieo hạt, khoảng cách giữa các hạt và hàng, và khả năng gieo chính xác mỗi lỗ một hạt là những yếu tố quan trọng quyết định năng suất. Kích thước và trọng lượng máy phải nhỏ gọn để phù hợp với điều kiện làm việc của hộ gia đình. Lựa chọn vật liệu máy gieo hạt cũng cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo độ bền và tuổi thọ máy. Chi phí sản xuất máy gieo hạt là yếu tố quan trọng trong việc đưa sản phẩm ra thị trường. Giá thành phải cạnh tranh để thu hút người tiêu dùng. Hiệu quả máy gieo hạt được đánh giá dựa trên năng suất, độ chính xác và khả năng sử dụng lâu dài. Giải pháp gieo hạt hiệu quả là mục tiêu hướng tới, góp phần xây dựng nông nghiệp công nghệ cao.
II. Thi công và lựa chọn ý tưởng thiết kế máy gieo hạt
Phần này tập trung vào xây dựng và chọn lọc ý tưởng thiết kế. Mô hình máy gieo hạt đậu phộng được thiết kế dựa trên phân tích chức năng, bao gồm các giai đoạn: tạo rãnh, gieo hạt, và lấp đất. Sơ đồ phân tích chức năng giúp xác định các thành phần chính và mối quan hệ giữa chúng. Cơ cấu gieo hạt được lựa chọn kỹ lưỡng, cân nhắc giữa hiệu quả và chi phí. Cơ cấu tạo rãnh và cơ cấu lấp đất cũng được thiết kế để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả. Mô hình 3D máy gieo hạt được sử dụng để trực quan hóa thiết kế. Thiết kế CAD máy gieo hạt hỗ trợ quá trình thiết kế và sản xuất. Mục tiêu là tạo ra một máy gieo hạt đậu phộng hiệu quả, giá rẻ, dễ sử dụng và phù hợp với điều kiện của hộ gia đình. Sơ đồ bố trí chung của máy và sơ đồ bố trí khung máy được thể hiện chi tiết. Phân tích thiết kế máy gieo hạt bao gồm việc lựa chọn các bộ phận cơ khí phù hợp. Quá trình sản xuất máy gieo hạt được mô tả.
2.1 Phân tích chức năng và lựa chọn cơ cấu gieo hạt
Phân tích chức năng của máy bao gồm ba giai đoạn chính: làm đất, gieo hạt và lấp đất. Thiết kế tập trung vào việc đảm bảo sự chính xác và hiệu quả của mỗi giai đoạn. Cơ cấu gieo hạt là phần quan trọng nhất, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất. Đồ án đã nghiên cứu và so sánh các loại cơ cấu gieo hạt khác nhau, cuối cùng lựa chọn cơ cấu gieo hạt dạng đĩa do tính khả thi và hiệu quả cao. Thiết kế chi tiết cơ cấu gieo hạt bao gồm việc tính toán kích thước, tốc độ quay của đĩa và số lượng hạt gieo trong một vòng quay. Mô phỏng máy gieo hạt được thực hiện để kiểm tra tính khả thi của thiết kế. Phân tích thiết kế máy gieo hạt được thực hiện dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu của đề tài. Việc lựa chọn vật liệu máy gieo hạt ảnh hưởng đến chất lượng và độ bền của máy. Giải pháp gieo hạt chính xác đóng vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất. Máy gieo hạt tự động là hướng phát triển của công nghệ nông nghiệp.
2.2 Thiết kế các cơ cấu khác và sơ đồ bố trí máy
Ngoài cơ cấu gieo hạt, các cơ cấu khác như cơ cấu tạo rãnh và cơ cấu lấp đất cũng được thiết kế kỹ lưỡng. Cơ cấu tạo rãnh sử dụng cày lật đất hai chiều để tạo ra rãnh gieo có độ sâu và rộng phù hợp. Cơ cấu lấp đất sử dụng hai thanh gạt để phủ đất lên hạt giống một cách đều đặn. Việc lựa chọn loại cày và thiết kế thanh gạt dựa trên phân tích kỹ thuật và mô phỏng. Sơ đồ bố trí chung của máy cho thấy sự sắp xếp hợp lý của các cơ cấu để đảm bảo hoạt động hiệu quả. Sơ đồ bố trí khung máy thể hiện kết cấu vững chắc và khả năng chịu lực của máy. Thiết kế CAD được sử dụng để tạo ra các bản vẽ chi tiết của các bộ phận. Mô hình 3D giúp trực quan hóa thiết kế và phát hiện các lỗi thiết kế tiềm ẩn. Quá trình thi công mô hình máy gieo hạt được mô tả, bao gồm các bước chính. Cơ cấu điều khiển tự động là hướng phát triển tiếp theo của máy. Máy gieo hạt chính xác là bước tiến quan trọng trong nông nghiệp hiện đại.
III. Kết luận và kiến nghị
Đồ án đã hoàn thành việc thiết kế và thi công mô hình máy gieo hạt đậu phộng. Kết quả đạt được đáp ứng yêu cầu đề ra, bao gồm các tiêu chí về kỹ thuật, kinh tế và khả năng sử dụng. Hiệu quả máy gieo hạt được đánh giá là khả quan. Ứng dụng PLC trong máy gieo hạt có thể được xem xét trong các phiên bản nâng cấp. Điều khiển tự động máy gieo hạt là một hướng phát triển quan trọng trong tương lai. Nông nghiệp công nghệ cao cần được đầu tư phát triển mạnh mẽ. Máy gieo hạt đậu phộng là một bước tiến nhỏ trong quá trình này. Các kiến nghị hướng đến việc hoàn thiện hơn nữa thiết kế, cải tiến hiệu suất và mở rộng ứng dụng. Bài báo khoa học về máy gieo hạt có thể được xuất bản để chia sẻ kết quả nghiên cứu.
