Đồ án Thiết bị thi công và thử nghiệm thiết bị vệ sinh đường cống (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết bị thi công và thử nghiệm thiết bị vệ sinh đường cống (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT BỊ THI CÔNG VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ VỆ SINH ĐƯỜNG CỐNG GVHD: THS. BÙI TUẤN ANH SVTH: NGUYỄN TRÍ NHẬT MSSV: 09111061 SVTH: NGHIÊM VĂN CƯƠNG MSSV: 09111016 SKL003015 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ THI CÔNG VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ VỆ SINH ĐƯỜNG CỐNG SVTH : NGUYỄN TRÍ NHÂṬ MSSV : 09111061 SVTH : VÕ TRI AN MSSV : 09111002 SVTH : NGHIÊM VĂN CƯƠNG MSSV : 09111016 GVHD: THS. BÙ I TUẤ N ANH Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7, năm 2014
3. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM, chúng tôi đã được các thầy, cô giáo truyền đạt cho những kiến thức cả về lý thuyết và thực hành, để chúng tôi áp dụng những kiến thức đó vào thực tế và làm quen với công việc trong tương lai. Đồ án tốt nghiệp thật sự là cơ hội tốt để chúng tôi có thể áp dụng những gì đã học và chuẩn bị hành trang bước vào cuộc sống. Lời cảm ơn đầu tiên chúng tôi chân thành gửi đến toàn thể Ban Giám Hiệu trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy, bộ môn Cơ Điện Tử đã tạo ra một môi trường cực kỳ tốt cho chúng tôi học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian qua. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn quí thầy cô, các bạn sinh viên đang làm việc và nghiên cứu tại phòng thí nghiệm mở Open Lab của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM và đặc biệt là giáo viên hướng dẫn Th.S Bùi Tuấn Anh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng tôi hoàn thành tốt đề tài này. Ngoài ra không thể không nhắc đến sự giúp đỡ của Xí nghiệp Thoát nước Lưu vực Nam Nhiêu Lộc đã hỗ trợ chúng tôi rất nhìu trong quá trình thực hiện đề tài. Tuy nhiên, do thời gian và năng lực có hạn nên chắc chắn có những phần thiếu sót hoặc chưa đáp ứng được thực tế. Vì vậy chúng tôi rất mong nhận được sự đóng góp của quí thầy, cô và các bạn để hoàn thành tốt đồ án. Tp.HCM, tháng 7 năm 2014 (Nhóm sinh viên thực hiện) ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử i
4. TÓ M TẮ T ĐỒ Á N Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ thì những sản phẩm phục vụ cho đời sống và công việc của con người cũng ra đời nhiều hơn, đặc biệt là những sản phẩm thay thế cho con người làm việc trong môi trường nguy hiểm, ảnh hưởng tới sức khỏe. Tiến trình đô thị hóa đang diễn ra mạnh mẽ nhưng cơ sở hạ tầng lại không đáp ứng kịp, trong đó hệ thống cống thoát nước là một ví dụ tiêu biểu khi tình trạng ngập, tắt nghẽn cũng như ứ đọng nước diễn ra thường xuyên , do vâỵ viêc̣ phát triển robot giám sát đường cống cùng với robot vê ̣sinh đường cống đươc̣ xem là yếu tố quan troṇ g trong công cuôc̣ hiêṇ đaị hóa đất nước. Việc có một thiết bị tham gia vào làm sạch đường cống sẽ mang lại nhiều tiện ích và cho người công nhân hạn chế những rủi ro trong công việc. Trong đề tài này, chúng tôi se ̃ nghiên cứ u, chế taọ và thử nghiêṃ thiết bị vê ̣sinh đường cống, hoạt động trong cống hộp có kích thước 1.2m x 1.2m trở lên. Với yêu cầu thiết bị có thể di chuyển và làm viêc̣ ổn điṇ h trong môi trườ ng nước, bùn và rác thải. Qua quá trình thử nghiêṃ , chúng tôi se ̃ khắc phuc̣ và áp duṇ g sản phẩm vào thưc̣ tế, qua đó mang laị nhiều lơị ích cho xa ̃ hôị . ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử ii
5. ABSTRACT Along with the development of sciences and technology, products catering for human life and work are produced more and more, specially products replacing people working in hazardous environment which do harm to people’s health. The process of urbanization is robustly carrying out; however, infrastructure can not meet the rapid progress. The poor condition of sewer system is a typical example, the status of flooded, congested, and stagnant water usually occurs. Consequently, producing machines to supervise, as well as to clean sewer pipes is considered significant feature of national modernization. Having a machine being engaged in cleaning the pipes will contribute plenty of advandtages, and workers could limit risks in working. In this topic, we are going to research, to fabricate, and to test sewer cleaning machine which operate in culvert boxes in size 1.2m x1.2m and more. The machine is required to have ability to move and stably work in water, mud and garbage environment. During the testing time, we will fix and apply the products in practice, thereby this prodcuct will bring benefits to the society. ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử iii
6. MUC̣ LUC̣ Trang LỜI CẢM ƠN i TÓ M TẮ T ĐỒ Á N ii ABSTRACT iii MUC̣ LUC̣ iv DANH MUC̣ CÁC TỪ VIẾ T TẮ T vi DANH MUC̣ CÁC BẢNG BIỂ U vii DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ viii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1 1.1. Lý do chọn đề tài: 1 1.2. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu: 3 1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước: 4 1.3.1 Trong nước: 4 1.3.2 Ngoài nước: 6 1.4 Mục tiêu của đề tài: 11 1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 11 1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 14 2.1 Khảo sát và phân tích tình hình cống ngầm một số nơi ở TP HCM . 14 2.2 Kết quả khảo sát một số địa điểm thực hiện vệ sinh cống trên địa bàn Tp Hồ Chí Minh. 16 2.2.1 Khảo sát trên đường 3 Tháng 2 ,quận 10 ( đoạn từ Lê Hồng Phong đến Lý Thường Kiệt): 16 2.2.2 Khảo sát tải ngã 3 Phùng Văn Cung – Thích Quảng Đức, quận Phú Nhuận. 18 2.2.3 Khảo sát tại ngã tư Lê Văn sỹ - Phạm Văn Hai quận Tân Bình : 22 2.2.4 Khảo sát tại khu chế xuất Tân Thuận. 25 2.3 Ý tưở ng thiết kế robot vê ̣sinh đường cố ng. 26 2.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. 13 ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử iv
7. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÍ THUYẾ T 28 3.1 Cầu xe. 28 3.2 Bô ̣li hơp̣ đảo chiều. 30 3.3 Bô ̣giảm xóc. 31 3.4 Bá nh xe và cá c phu ̣tùng khá c. 33 3.5 Lý thuyết tính toá n. 35 CHƯƠNG 4: THIẾ T KẾ CƠ KHÍ CHO ROBOT 41 4.1 Yêu cầu củ a xe: 41 4.2 Phương á n thiết kế và giải phá p lưạ choṇ : 41 4.3 Trình tự công việc được tiến hành: 41 4.4 Vâṭ liêụ sử duṇ g: 42 4.5 Thiết kế mô hình trên solidworlk: 45 4.5.1 Thiết kế nhíp xe: do kích thước nhíp xe trong thiết kế không có sẵn mà phải điều chỉnh lại cho phù hợp với khung xe: 45 4.5.2 Khung xe: 45 4.5.3 Máng đẩy: 51 CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO, THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 55 5.1 Thi công chế tạo: 55 5.2 Quy trình tháo lắp xe: 57 5.3 Thực nghiệm đánh giá: 59 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG ÁN PHÁT TRIỂN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined. ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử v
8. DANH MUC̣ CÁC TỪ VIẾ T TẮ T ĐATN Đồ Án Tốt Nghiệp TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh SGK Sách Giáo Khoa NSB Nhà suất bản TTZ Khu chế xuất Tân Thuận m khối lượng ih tỷ số truyền hộp số ip tỷ số truyền hộp số phụ io tỷ số truyền lực chính ic tỷ số truyền lực cạnh P là công suất động cơ (kW) n là số vòng quay của trục khuỷu (v/ph) M mô men xoắn của động cơ (N.m) ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử vi
9. DANH MUC̣ CÁC BẢNG BIỂ U Trang Bảng 1.1: So sánh ưu nhược điểm của các robot. 9 Bảng 1.2: Một số kích thước cống hộp 12 Bảng 3.1: Hê ̣số cản lăn của xe khi chuyển đôṇ g trên các điạ hình (Nguồn: 36 Bảng 3.2: Hiệu suất các bộ truyền. 37 Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật thép chữ V (trích từ trang 42 Bảng 4.2: Thành phần hóa học của một số mác thép 43 Bảng 4.3: Độ bền cơ lý của một số mác thép 43 Bảng 4.4: Tần số tác dụng lực và độ biến dạng 49 Bảng 5.1: Thông số kĩ thuật cơ bản của xe sau khi hoàn thành 55 Bảng 5.2 Kết quả thực nghiệm. 60 ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử vii
10. DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Trang Hình 1.1: Đường phố TPHCM mênh mông nước sáng 30/4. 1 Hình 1.2: Ngập nước trên tuyến đường tại thành phố Hồ Chí Minh 2 Hình 1.3: Rác thải, bùn đất lấy lên từ lòng cống. 2 Hình 1.4: Công nhân nạo vét cống trong môi trường độc hại: 3 Hình 1.5: Robot cues. 4 Hình 1.6: Robot của nhóm anh Trần Phương Nam. 5 Hình 1.7: Robot của kỹ sư Hưng. 6 Hình 1.8: Robot KARO. 7 Hình 1.9: Robot MAKRO. 8 Hình 2.1: Ngập lụt tại thành phố Hồ Chí Minh. 15 Hình 2.2: Hố ga. 16 Hình 2.3: Cuốc , đồ hốt rác và các công cụ hổ trợ. 16 Hình 2.4: Xe tải nhỏ với thiết kế chuyên dụng. 17 Hình 2.5: Công nhân vất vả đưa lấy rác trong cống và chuyền lên trên. 17 Hình 2.6: Hai công nhân đổ rác vào thùng xe. 18 Hình 2.7: Xe tải nhỏ. 18 Hình 2.8: Thùng xúc rác. 19 Hình 2.9: Bộ khung máy tời. 19 Hình 2.10: Công cụ lao động và công cụ hổ trợ khác 20 Hình 2.11: Công nhân múc rác vào thùng. 20 Hình 2.12: Công nhân điều khiển máy tời. 21 Hình 2.13: Hai công nhân đổ rác vào thùng. 21 Hình 2.14: Công nhân kết nối các thanh tre với nhau và đưa từ nắp cống này đến nắp cống kế tiếp. 22 Hình 2.15: Hình dáng “trái cầu lôi”. 23 Hình 2.16: Bộ khung có gắn đầu máy kéo. 23 Hình 2.17: Công nhân cột trái cầu lôi vào đầu giây cáp. 24 Hiǹ h 2.18: Kết quả 1 lần kéo “Trái cầu lôi”. 25 Hình 2.19: Sơ đồ khu chế xuất Tân Thuận 25 Hình 2.20: Cống hở ở TTZ 26 Hình 2.21: Hệ thống cống hộp ở TTZ 26 ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử viii
11. Hình 3.1: Cầu truyền động. 28 Hình 3.2: Nguyên lý truyền động của cầu. 29 Hình 3.3: Khóa vi sai (nguồn ảnh 29 Hình 3.4: Bộ ly hợp đảo chiều. 30 Hình 3.5: Bộ ly hợp đảo chiều thường gặp 30 Hình 3.6: Nhíp xe. 31 Hình 3.7: Lò xo giảm xóc 32 Hình 3.8: Kết cấu lá nhíp. 32 Hình 3.9: Nhíp xe được dùng trong thiết kế. 33 Hình 3.10: Bánh xe được ứng dụng trong thiết kế chế tạo xe đẩy. 33 Hình 3.11: Bánh xe. 34 Hình 3.12: Ổ bi giữ trục bánh sau. 34 Hình 3.13: Một số ốc sử dụng trong tháo lắp xe. 35 Hiǹ h 3.14: Sơ đồ phân bố lưc̣ khi xe di chuyển. 35 Hình 3.14: Động cơ xăng sử dụng. 38 Hình 3.15: Sơ đồ hệ thống động lực: 39 Hình 4.1: Biến dạng thép chữ V. 44 Hình 4.2: Nhíp xe trong thiết kế. 45 Hình 4.3: Kích thước nhíp xe. 45 Hình 4.4: Ứng suất phân bố và biến dạng nhíp. Error! Bookmark not defined. Hinh 4.5: Biến dang của than xe khi chưa có thanh xiên. 46 Biểu đồ 4.1: Biến dạng của khung xe tại điểm Max khi có va không có 2 thanh xiên. 47 Hình 4.6: Khung xe tổng quát. 47 Hình 4.7: Kích thước chi tiết của khung xe. 48 Hình 4.8: Phân bố lực trên khung xe 48 Biểu đồ 4.2: Sai lệch biến dạng. 49 Hình 4.9: Kết qua mô phỏng ứng suất của khung xe ( Max: 42.9 N/mm2). 50 Hình 4.10: Kết qua mô phỏng chuyển vị của khung xe ( Max: 0.182mm) 50 Hình 4.11: Sự thay đổi chuyển vị của máng trước và sau khi gia cố thêm các thanh xiên. 51 Biều đồ 4.3: Sự thay đổi ứng suất (a) và chuyển vị (b) của máng trước và sau khi gia cố thêm cho khung các thanh xiên để tăng độ cứng vững cho khung 52 ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử ix
12. Hình 4.12: Cấu tạo máng đẩy. 52 Hình 4.13: Phân bố ứng suất trên máng đẩy. 53 Hình 4.14: Chuyển vị của máng đẩy dưới tác dụng của lực. 53 Hình 4.15: Mô hình xe ũi sau khi thiết kế xong. 54 Hình 5.1: Mô hình xe ủi sau khi gia công đạt được 55 Hình 5.2: Phía sau khung xe 56 Hình 5.3: Phía trước khung xe thiết kế 57 Hình 5.4: Khung xe sau khi gắn cố định các chi tiết 57 Hình 5.5: Trình tự tháo lắp các chi tiết. 58 Hình 5.6: Xe sau khi đã hoàn thành 59 Hình 5.7: Thực nghiệm đẩy trên một đống cát 59 ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử x
13. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Lý do chọn đề tài: Ngày nay, với tình hình đô thị hóa đang diễn ra nhân, các hệ thống kênh rạch, vùng trũng bị san lấp quy hoạch dành cho việc xây dựng đô thị, thay vào đó là các hệ thống cống ngầm thoát nước. Chính điều này đã làm cho việc thoát nước ở các khu đô thị ngày càng khó khăn, khi mà hệ thống cống ngầm gặp trục trặc, việc ghẹt cống làm cho các khu đô thị rơi vào tình trạng ngập úng và trở thành bài toán bức xúc nan giải cho các thành phố lớn. Hình 1.1: Đường phố TPHCM mênh mông nước sáng 30/4. Trong những năm qua, thành phố Hồ Chí Minh đã đưa ra nhiều chủ trương, giải pháp để thực hiện công tác chống ngập. Tuy nhiên, vấn đề ngập úng vẫn tồn tại và ngày càng phát sinh nhiều điểm ngập mới nhất là trên các địa bàn vùng ven ngoại thành. ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử 1
14. Hình 1.2: Ngập nước trên tuyến đường tại thành phố Hồ Chí Minh Hình 1.3: Rác thải, bùn đất lấy lên từ lòng cống. Với sự phát triển của xã hội con người ngày càng tạo ra nhiều sản phẩm phục vụ cho du cầu của mình, thực trạng xả rác thải trực tiếp xuống cống thoát nước vẫn tồn tại, một số chất trong rác thải có thể là kim loại nặng không có khả năng phân hủy và có thể tích lũy trong lòng cống dẫn đến tắc nghẽn cống làm nước bị ứ động không ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử 2
15. thoát được. Bên cạnh đó việc sạt lở sói mòn trôi đất cũng một phần làm cho cống bị lấp đầy, lâu ngày hình thành khối lớn vật cản làm thu hẹp khả năng thoát nước của cống. Mặt khác, trên thực tế việc tổ chức thi công có nhiều khiếm khuyết ảnh hưởng đến hệ thống thoát nước (việc thi công thiếu các biện pháp dẫn dòng, gây bít dòng chảy; lắp đặt mặt bằng cống mất đồng bộ làm cho chỗ cao chỗ thấp gây ứ động nước; ). Ngày nay, với sự phát triễn của xã hội thì hệ thống cống thoát nước đều có sự đầu tư kĩ lưỡng và to lớn, hàng trăm km cống ngầm đã và đang được lắp đặt phục vụ cho việc thoát nước của thành phố. Với các cống hộp có tiết diện lớn từ 1.2m trở lên, có rất nhiều bùn đất, chất thải lắn đọng đòi hỏi công nhân phải chui vào cống vệ sinh và vận chuyển lên trên. Làm việc trong lòng cống là môi trường rất nguy hiểm, thiếu không khí và độc hại, vì vậy cần phải có các thiết bị phụ trợ như máy móc để làm tăng công suất, giảm thời gian và hơn hết giúp con người tránh tiếp xúc nhều với môi trường độc hại. a b Hình 1.4: Công nhân nạo vét cống trong môi trường độc hại: a. Công nhân đang vét bùn đất trong cống b. Công nhân đang lấy bùn đất từ các hố ga đưa lên mặt đất 1.2. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu: Hệ thống đường ống thoát nước cũ kỹ sẽ gây ra nhiều hiện tượng như lượng bùn, rác lắng đọng nhiều sẽ gây ngập khi có mưa nhiều, đường ống có vết nứt, có hư hỏng gây ra vỡ đường ống, là những vấn đề cực kỳ nan giải đối với bất cứ thành phố nào trên thế giới. Dù nhận thức được tính chất quan trọng của vấn đề, nhiều chính quyền thành phố vẫn không khắc phục được kịp thời hệ thống ống nước do rất khó tiếp cận những đường ống bị bể hoặc rò rỉ. Hiện nay, cách thức được áp dụng là đào ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử 3
16. đường ở những khu vực bị nghi ngờ hư hỏng, dù phương pháp này rất bị động và hao tiền tốn của. Đó là chưa kể có những khu vực không thể đào hầm được vì nhiều lý do. Đứng trước vấn đề cấp thiết trên, các nhà nghiên cứu tìm cách chế tạo robot có khả năng di chuyển bên trong đường ống và khắc phục sự cố. 1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước: 1.3.1 Trong nước: Hiện nay ở Việt Nam, việc sửa chữa và làm sạch đường cống chủ yếu vẫn dùng sức lao động của con người, có một vài robot chuyên dụng nhưng nó được nhập khẩu từ nước ngoài với kinh phí rất đắt và chưa phù hợp với hệ thống đường cống ở Việt Nam.  Robot Cues của công ty cấp thoát nước Tp.HCM: Hình 1.5: Robot CUSE. Đây là robot được nhập khẩu từ hãng CUES của Mỹ bao gồm: 2 robot khảo sát. 1 xe chuyên dụng. Robot được trang bị 2 camera riêng biệt: camera 1 quay ngang và quay nghiêng, camerra 2 quay ngang, nghiêng và phóng đại. Camerra 1 có thể quay 315o và cho phép quay ngang cơ học 280o và 313o quang học. Camerra 2 có thể quay 360o và cho phép quay cơ học 285o với phép quay ngang 331o ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử 4
17. Hệ thống ghi hình và trình diễn dữ liệu hình ảnh thu được về đường cống thông qua màn hình TV 14”, tiêu chuẩn màu PAL và NTSC, loa gắn trong. Sau khi kết thúc công việc khảo sát sẽ xuất kết quả ra file video.  Robot Triton của công ty cấp thoát nước Hải Phòng [4]: Vào năm 2003,Công ty Cấp Thoát Nước Hải Phòng cũng lần đầu tiên ứng dụng robot vào khảo sát đường ống thực thế đây là dư ̣ án khảo sát hê ̣thống thoát nước của Hải Phòng, thưc̣ hiêṇ bằng vốn vay của Ngân Hàng Thế Giớ i (World Bank). Đơn vi ̣trưc̣ tiếp thi công là công ty PER AARSLEFF (PAA) của Đan Mac̣ h, công nghê ̣ đươc̣ ứ ng duṇ g là CCTV (Closed Circuit Television). Robot Triton thưc̣ chất là môṭ chiếc camera đươc̣ kết nối với hê ̣ thống maṇ g máy tính đăṭ trên chiếc xe đăc̣ duṇ g và đươc̣ điều khiển bằng môṭ bàn điều khiển đăṭ trên xe (nếu đườ ng kính ống nhỏ hơn 300mm thì sử duṇ g Robot nhỏ hơn có tên Sirius).  Robot của nhóm sinh viên Trần Phương Nam: Hình 1.6: Robot của nhóm anh Trần Phương Nam. Tháng 11/2011, nhóm sinh viên anh Trần Phương Nam trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh thực hiện đồ án tốt nghiệp với tên đề tài là “Thiết kế và chế tạo Robot vệ sinh và giám sát đường ống nước thải” (hình 1.3) dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Trường Thịnh [17]. Robot này làm nhiệm vụ vệ sinh và giám sát đường ống nước thải, robot làm việc ở đường cống có đường kính 300mm, hình thức di chuyển của robot là bánh xích đặc biệt, kết cấu cơ khí thì phức tạp, camera hồng ngoại cố định. Robot này được mọi người biết đến thông qua các phương tiện truyền thông, tuy nhiên chưa ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử 5
18. được đưa vào sử dụng rộng rãi vì nó còn một số nhược điểm cần cải thiện như là robot di chuyển bằng xích nên thường xuyên gặp trở ngại khi môi trường cống ở Việt Nam có nhiều than vụn và đá nhỏ và cụm vệ sinh (phần lưỡi cắt) làm việc chưa hiệu quả do môi trường cống rất độc hại, kim loại dễ bị oxi hóa.  Robot của kĩ sư Nguyễn Minh Hưng ( Tp Buôn Mê Thuột): Vào năm 2004, Kỹ sư xây dựng Nguyễn Minh Hưng (SN 1971) chuyên viên dự án Thoát nước và Vệ sinh môi trường TP Buôn Ma Thuột đã tự mày mò chế tạo ra một con robot kiểm tra đường cống ngầm.Robot có 6 bánh, nặng gần 30 kg. Trong trường hợp vướng chướng ngại vật bị lật úp hoặc lật ngang nó vẫn chạy bình thường. Nó có thể mang theo đường ống dẫn nước áp lực cao để thông tắc cống trong trường hợp cần thiết. Hình ảnh ghi lại có độ nét cao, dễ dàng để người điều khiển phân tích và đánh giá thực trạng của từng đoạn cống ngầm. Hình 1.7: Robot của kỹ sư Hưng. 1.3.2 Ngoài nước:  Robot KARO: Vào năm 1998, robot thăm dò đường ống KARO cũng được nghiên cứu và thử nghiệm tại Đức. Dự án được tài trợ bởi The German Ministry for Research and Education (BMBF). ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử 6
19. Hình 1.8: Robot KARO. KARO sử dụng một dải nhiều các cảm biến, cụ thể là: cảm biến vi sóng microwave và cảm biến quang học 3D, camera và cảm biến siêu âm. KARO có thể được sử dụng trong các đường ống biến dạng, trong các ống dẫn lớn bị nứt,  Robot MAKRO: Vào năm 1997 – 2001, robot MAKRO được chế tạo và phát triển bởi một nhóm kĩ sư người Đức. ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử 7
20. Hình 1.9: Robot MAKRO. MAKRO gồm 6 đoạn được nối liền với nhau bởi 5 motor điều khiển cho phép robot có thể leo từng bước và quay trở lại. MAKRO là robot tự động hoàn toàn, có thể vệ sinh làm sạch những đường cống có kích thước trong khoảng 300mm đến 600mm trong điều kiện khô ráo. Được duy trì năng lượng bằng pin NiCd, cho phép robot hoạt động liên tục trong 2 giờ. ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử 8
21. Tóm tắt những ưu điểm và nhược điểm của các robot: Bảng 1.1: So sánh ưu nhược điểm của các robot. STT TÊN ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM 1 - Robot - Có thể khảo sát hiện trạng - Hoạt động ở đường cống cues của của các tuyến cống ngầm có tương đối sạch. công ty cấp đường kính nhỏ mà con - Chiều cao lớp bùn, vật cản thoát nước người không thể đi vào. trong phải < 5cm. Tp HCM. - Camera quan sát linh hoạt - Mực nước trong lòng cống và chất lượng ảnh tốt. <20cm đối với trường hợp sử - Tính tự động hóa cao, đảm dụng Robot lớn hoặc <10cm bảo an toàn lao động hơn đối với trường hợp sử dụng việc công nhân khảo sát. Robot nhỏ. - Đảm bảo tính chính xác về - Giá thành cao, một robot và xử lý số liệu. một xe chuyên dụng khoảng 5 tỷ Việt Nam đồng. - Khi gặp sự cố cũng khó sửa chữa. 2 - Robot - Có thể khảo sát các tuyến - Yêu cầu đường cống ngầm Triton của cống ngầm có kích thước tương đối sạch, không có vật công ty cấp nhỏ mà con người không cản. thoát nước thể vào. - Lớp bùn không cao quá 5cm. Hải Phòng. - Đảm bảo an toàn lao động - Không áp dụng hết chức năng hơn việc khảo sát bằng của robot và hay gặp sự cố khi camera do người trực tiếp khảo sát ở hệ thống đường cống quay. ngầm Việt Nam. - Xử lý chính xác số liệu - Giá thành rất đắt, một con khảo sát bằng phần mềm. robot khoảng 3 tỷ đồng, và một xe chuyên dụng 4.5 tỷ Việt Nam đồng. - Robot chỉ di chuyển được trong cống thẳng. 3 - Robot của - Kích thước nhỏ gọn - Chỉ hoạt động ở 1 loại cống nhóm sinh - Vừa làm nhiệm vụ khảo có đường kính 300mm. viên trường sát vừa có thể làm vệ sinh. ĐH SPKT TP.HCM – Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ môn Cơ Điện Tử 9
22. S K L 0 0 2 1 5 4