NGHIÊN cứu, TÍNH TOÁN, THIẾT kế hệ THỐNG PHUN KHỬ KHUẨN

KHỬ KHU N

NGHIÊN CU, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHUN
2022
NGUYỄN HỮU NHẬT - CAO HOÀNG TUẤN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
CHUN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO
ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ
THỐNG PHUN KHỬ KHUẨN

Người hướng dẫn : TS. Nguyễn Xuân Bảo
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Nhật
Mã sinh viên
: 1811504110132
Sinh viên thực hiện : Cao Hoàng Tuấn
Mã sinh viên
: 1811504110147
Lớp
: 18C1

Đà Nẵng, tháng 6 năm 2022

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO
ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ
PHUN KHỬ KHUẨN

Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Xuân Bảo
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Nhật
Mã sinh viên: 1811504110132
Sinh viên thực hiện: Cao Hoàng Tuấn
Mã sinh viên: 1811504110147
Lớp: 18C1

Đà Nẵng, tháng 6 năm 2022


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho người hướng dẫn)
1. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Nhật-Cao Hoàng Tuấn
2. Lớp: 18C1
Mã SV: 1811504110132 - 1811504110147
3. Tên đề tài: Nghiên cứu,tính tốn và thiết kế hệ thống phun khử khuẩn
4. Người hướng dẫn: Nguyễn Xuân Bảo
Học hàm/ học vị: Tiến Sĩ
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
1. Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
4. Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
III. Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm tối đa 2đ)
………………………………………………………………………………………..
IV. Đánh giá:
1. Điểm đánh giá: ……../10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)
2. Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ

☐ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 20…
Người hướng dẫn


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho người phản biện)
I. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Nhật-Cao Hoàng Tuấn
2. Lớp: 18C1

Mã SV: 1811504110132 – 1811504110147

Tên đề tài: Nghiên cứu,tính tốn và thiết kế hệ thống phun khử khuẩn
3. Người phản biện: ..………………………….………… Học hàm/ học vị: ………….
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
1. Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án:

………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
4. Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
TT Các tiêu chí đánh giá

Điểm
tối đa

1

Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải quyết các
nhiệm vụ đồ án được giao

8,0

1a

- Tính cấp thiết, tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phần
mới so với các ĐATN trước đây);
- Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; giá trị ứng dụng thực tiễn;

1,0

Điểm
đánh giá


1b

- Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức cơ bản, cơ
sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu;
- Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá;
- Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình
đáp ứng yêu cầu đặt ra;

3,0

1c

- Chất lượng sản phẩm ĐATN về nội dung báo cáo, bản vẽ, chương
trình, mơ hình, hệ thống,…;

3,0

1d

- Có kỹ năng sử dụng phần mềm ứng dụng trong vấn đề nghiên cứu (thể
hiện qua kết quả tính tốn bằng phần mềm);
- Có kỹ năng sử dụng tài liệu liên quan vấn đề nghiên cứu (thể hiện qua
các tài liệu tham khảo).

1,0

2

Kỹ năng trình bày báo cáo đồ án tốt nghiệp

2,0

2a

- Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích;

1,0

2b

- Hình thức trình bày.

1,0

3

Tổng điểm theo thang 10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

1. Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ: …………………………………
………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………...

………………………………………………………………………………………...
2. Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án

☐ Bổ sung để bảo vệ

☐ Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày

tháng

Người phản biện

năm 20…


TĨM TẮT

Tên đề tài: Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Nhật
Mã SV: 1811504110132

Lớp: 18C1

Sinh viên thực hiện: Cao Hoàng Tuấn
Mã SV: 811504110147

Lớp: 18C1

Từ cuộc khủng hoảng tài chính châu Á năm 1997 cho đến cuộc khủng hoảng tài chính

năm 2007. Hệ quả là chúng ta mất gần một thập kỷ để mọi thứ trở lại bình thường,
nhưng trước đó nó đã kịp xóa sạch hàng triệu việc làm và hàng tỷ USD thu nhập trong
vỏn vẹn hơn một năm . Và rồi bắt đầu năm 2020, chúng ta đang chuẩn bị đón Tết
Nguyên Đán , kỳ nghỉ lễ lớn nhất trong năm. Bảo đài bắt đầu đưa tin về một chủng
virus lạ ở Trung Quốc , chủng virus có liên quan đến đại dịch SARS 2003. Từ tâm
dịch Vũ Hán , dịch bệnh Corona ( COVID - 19 ) lây lan tồn lãnh thổ Trung Quốc ,
sau đó lây lan ra tất cả các châu lục khác . Chúng ta đã sống chung với dịch bệnh này
một khoảng thời gian dài , chỉ cần một bệnh nhân bị nhiễm có thể dễ dàng lây lan
trong cộng đồng .
Vì vậy nhóm chúng em Là sinh viên Trường Đại Học sư phạm kỹ thuật, được sự
hướng dẫn của thầy, nhóm em đã cứu thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, tính tốn, thiết
kế hệ thống phun khử khuẩn”. Với mong muốn góp một phần nhỏ bé sự hiểu biết của
mình nhằm tìm kiếm những hướng đi mới trong việc ứng dụng tự động hóa vào trong
y tế.


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HỊA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Xuân Bảo
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Nhật
: Cao Hoàng Tuấn

Mã SV: 1811504110132
Mã SV: 1811504110147

1. Tên đề tài:
Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Thân robot: Dài: 600mm, Rộng: 500mm, Cao: 600mm
Kết cấu: Nhôm
3. Nội dung chính của đồ án:
Lý thuyết:

Tổng quan về hệ thống
Tính tốn, thiết kế đầu phun khử khuẩn
Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công chi tiết

Bản vẽ:

Bảng vẽ 3D
Bảng vẽ chế tạo

4. Các sản phẩm dự kiến
Bảng thuyết minh tổng hợp về thiết kế mơ hình in 3D
Mơ hình 3D vẽ trên phần mềm Solidworks
5. Ngày giao đồ án: 23/2/2021
6. Ngày nộp đồ án: 24/6/2022


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Nhật-Cao Hoàng Tuấn

4. 2. Mã sinh viên: 1811504110132 – 1811504110147 Lớp: 18C1
3. Họ và tên người hướng dẫn: T.s Nguyễn Xuân Bảo
4. Đề tài
Tên đề tài: Nghiên cứu , tính tốn , thiết kế hệ thống phun khử khuẩn

Thời gian thực hiện: Từ ngày: 15/02/2022 đến ngày: 10/06/2022
5. Mục tiêu
Tính tốn , nghiên cứu hoàn chỉnh được hệ thống phun khử khuẩn
6. Nội dung chính

Tổng quan về phun khử khuẩn
Phân tích chọn phương án thiết kế
Tính tốn thiết kế kết cấu Robot
Tính tốn thiết kế nguồn dẫn động hệ thống điều khiển
Lập trình cho Robot
7. Kết quả dự kiến đạt được

Bảng thuyết minh tổng hợp về thuyết kế hệ thống phun khử khuẩn
Mơ hình 3D vẽ trên solidwords
Bản vẽ lắp Robot phun khử khuẩn
Bản vẽ chi tiết ,bản vẽ nguyên công gối đỡ
Bản vẽ tách chi tiết


8. Tiến độ thực hiện
Thời gian

TT

Tuần 1,2

1

2

Tuần 3,4

3

Tuần 5,6

4

Tuần 7,8

5

Tuần 9,10

Nội dung công việc

Kết quả dự kiến đạt được

Tổng quan về hệ thống phun khử
khuẩn

Làm được bản word về tổng quan hệ
thống phun khử khuẩn

Phân tích chọn phương án thiết kế

Làm được bản word về phân tích
phương án thiết kế
Vẽ được bản vẽ lắp

Tính tốn thiết kế cơ cấu Robot

Làm được bản word về kết cấu robot
Vẽ được bản vẽ chi tiết

Tính tốn thiết kế nguồn dẫn động hệ
thống điều khiển

Làm được bản word về nguồn dẫn
động hệ thống điều khiển
Vẽ được quy trình ngun cơng gối đỡ

Lập trình cho Robot

Chạy được cod trên Arduino

10
11
12
13
14
15

Đà Nẵng, ngày ..…tháng ..…năm 20….

BỘ MƠN DUYỆT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN

NGUYỄN HỮU NHẬT
CAO HỒNG TUẤN


LỜI NÓI ĐẦU
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, việc ứng dụng những thành tựu khoa học
kỹ thuật vào trong y tế ngày càng phổ biến, rộng rãi. Để đáp ứng nhu cầu thực tế,
người cán bộ kỹ thuật phải nắm vững kiến thức chuyên môn, vận hành thành thạo máy
móc, trang thiết bị hiện đại vào trong y tế. Nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của
lực lượng y tế đang phòng chống dịch từng ngày.
Từ những yêu cầu trên, đội ngũ cán bộ kỹ thuật trong nước nói chung, các sinh
viên thuộc các chuyên nghành kỹ thuật nói riêng đang gánh trên vai những trọng trách
nặng nề, trọng trách xây dựng nền kinh tế nước nhà ngày càng phát triển theo chiều
hướng cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa. Tự động hóa cũng là một trong những lĩnh vực
đặt biệt quan trọng, bởi tầm quan trọng của lĩnh vực tự động hóa trong y tế hiện nay là
vơ cùng quan trọng. Việc ứng dụng tự động hóa trong sản xuất giúp cho cán bộ y tế an
tâm phòng chống dịch, giảm thời gian tiếp xúc trong vùng dịch và tiết kiệm sức người.
Là sinh viên Trường Đại Học sư phạm kỹ thuật, được sự hướng dẫn của thầy,
nhóm em đã cứu thực hiện đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống Phun Khử
Khuẩn. Với mong muốn góp một phần nhỏ bé sự hiểu biết của mình nhằm tìm kiếm
những hướng đi mới trong việc ứng dụng tự động hóa vào trong y tế.
Sau thời gian 5 tháng làm đề tài tốt nghiệp bằng chính nổ lực của nhóm em và

được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy TS. Nguyễn Xuân Bảo và thầy Ths. Đào Thanh
Hùng, các thầy trong khoa Cơ Khí, trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật – Đại học Đà
Nẵng và các anh kỹ thuật nơi công ty chúng em thực tập đến nay nhóm đã hồn thành
xong đồ án tốt nghiệp này đúng với thời gian quy định.
Vì lần đầu trong cơng tác thiết kế, kiến thức cịn nhiều hạn hẹp, mặc dù đã được
sự hướng dẫn của thầy TS. Nguyễn Xuân Bảo và thầy Ths Đào Thanh Hùng nhưng
cũng không tránh khỏi những bở ngỡ, thiếu sót và gặp nhiều khó khăn. Nên rất mong
được sự giúp đỡ vả chỉ bảo của các thầy trong khoa.
Em xin chân thành cảm ơn q thầy cơ Khoa Cơ Khí, trường Đại học Sư Phạm
Kỹ Thuật – Đại học Đà Nẵng với lòng biết ơn sâu sắc nhất trong thời gian học tập tại
trường.


CAM ĐOAN

Em xin được cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế phun khử
khuẩn”là sản phẩm nghiên cứu của nhóm em trong thời gian qua. Mọi số liệu sử dụng
phân tích trong báo cáo là do chúng em tự tìm hiểu, phân tích một cách khách quan,
trung thực, có nguồn gốc rõ ràng và chưa được cơng bố dưới bất kỳ hình thức nào. Em
xin chịu hồn tồn trách nhiệm nếu có sự khơng trung thực trong thơng tin sử dụng
trong cơng trình nghiên cứu này.
Sinh viên thực hiện

NGUYỄN HỮU NHẬT

CAO HOÀNG TUẤN


LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này, em đã nhận được rất nhiều lời
động viên của rất nhiều người trong đó có gia đình, thầy cô giáo, người yêu cũng như
bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Bảo, người thầy giáo hướng dẫn
em trong suốt nhiều năm qua, cho dù những lúc em làm chưa tốt, thầy cũng đã tận tình
chỉ bảo em từng bước từng bước để em có thể hồn thành đồ án tốt nghiệp.
Em xin cảm ơn bạn bè thân thiết của em ở lớp 18C1 đã đem lại cho em những
niềm vui, những kĩ năng và còn nhiều hơn thế trong suốt những năm học.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Sư Phạm
Kỹ Thuật , ngành cơ khí chế tạo đã tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thiện đồ án
này.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hữu Nhật
Cao Hoàng Tuấn


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PHUN KHỬ KHUẨN .............................................1
1.1 Đặt vấn đề: .................................................................................................................1
1.2 Ưu và nhược điểm so với các loại máy phun khử khuẩn trên thị trường ..................2
1.3 Các loại máy trên thị trường ...................................................................................... 4
1.4 Các phương pháp phun khử khuẩn. ...........................................................................5
1.5 Các loại hóa chất khử khuẩn. .................................................................................... 6
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. ..............8
2.1 Các phương án thiết kết kết cấu tay phun khử khuẩn ...............................................8
2.1.1 Phương án thiết kế phun khử khuẩn (1) ........................................................ 8
2.1.2 Phương án thiết kế phun khử khuẩn (2)......................................................... 9
2.2 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống phun sương ..................................................9
2.2.1 Phun sương bằng siêu âm. .............................................................................9
2.2.2 Phun sương bằng máy bơm ly tâm. ............................................................. 11

2.3 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống điều khiển cho robot phun khử khuẩn .......11
2.3.1 Điều khiển bằng relay. .................................................................................11
2.3.2 Điều khiển bằng PLC ................................................................................... 12
2.3.3 Điều khiển bằng vi điều khiển. ....................................................................12
2.3.4 Điều khiển bằng máy tính, điện thoại. ......................................................... 13
2.3.5 Tay điều khiển (Remote). ............................................................................16
2.4 Lựa chọn nguồn năng lượng .................................................................................... 16
CHƯƠNG 3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU ROBOT. .................................20
3.1 Tính tốn thiết kế tay phun. ..................................................................................... 20
3.2 Tính moment tại các khớp. ...................................................................................... 21
3.3 Tính tốn các thơng số cơ bản của robot. ................................................................ 21
3.4 Tính tốn sơ bộ trọng lượng robot. ..........................................................................22
CHƯƠNG 4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ NGUỒN DẪN ĐỘNG – HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN. ..............................................................................................................24
4.1 Lựa chọn đông cơ ....................................................................................................24
4.1.1 Động cơ dẫn động ........................................................................................ 24


4.1.2 Chọn máy bơm. ............................................................................................ 25
4.1.3 Chọn động cơ cho khớp xoay ......................................................................25
4.1.4 Chọn động cơ cho khớp gập ........................................................................26
4.2 Chọn mạch điều khiển. ............................................................................................ 27
4.2.1 Chọn mạch điều khiển cho động cơ dẫn động. ............................................27
4.2.2. Chọn mạch vi điều khiển. ...........................................................................30
CHƯƠNG 5 LẬP TRÌNH CHO ROBOT ................................................................ 34
5.1 Giới thiệu về phần mềm Adruino IDE. ...................................................................34
5.2 Lưu đồ hoạt động .....................................................................................................35
5.3 Lập trình cho Robot bằng phần mềm Adruino IDE. ...............................................36
KẾT QUẢ LUẬN VĂN – ĐÁNH GIÁ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..40

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Tình hình dịch COVID 19 trên thế giới tính đến ngày 1/7/2020 ...................1
Hình 1. 2: Phun khử trùng ở nơi cơng cộng. ...................................................................2
Hình 1. 3: Phun thuốc tại lớp học .................................................................................... 3
Hình 1. 4: Máy phun khử khuẩn ...................................................................................... 3
Hình 1. 5: Phun khử trùng ở nơi có địa hình dốc, bụi cỏ. ...............................................3
Hình 1. 6: Dịng máy phun STIHL ..................................................................................4
Hình 1. 7: Máy phun Clorox dạng xe đẩy. ......................................................................4
Hình 1. 8: cấu tạo bơm piston thủy lực ...........................................................................5
Hình 1. 9: cấu tạo máy bơm ly tâm .................................................................................6
Hình 1. 10: Cồn 90𝑜 trong y tế ........................................................................................ 6
Hình 1. 11: Bột vơi ..........................................................................................................7
Hình 2. 1: Sơ đồ động phương án (1) sử dụng phun 2 khớp (1 xoay, 1 tịnh tiến). .........8
Hình 2. 2: Sơ đồ động phương án (2) sử dụng phun 2 khớp (1 xoay, 1 gập). .................9
Hình 2. 3: Nguyên lý hoạt động của tinh thể áp điện. ................................................... 10
Hình 2. 4: Nguyên lý hoạt động của phun sương bằng siêu âm. ...................................10
Hình 2. 5: Relay. ............................................................................................................12
Hình 2. 6: PLC ...............................................................................................................12
Hình 2. 7: Vi điều khiển ................................................................................................ 13
Hình 2. 8: Phịng giám sát điều khiển qua máy tính...................................................... 14
Hình 2. 9: Tay điều khiển 6 kênh .................................................................................. 16
Hình 2. 10: Pin Lithium-Ion. ......................................................................................... 17
Hình 2. 11: Pin Li-polymer. .......................................................................................... 17
Hình 3. 1: Sơ đồ kết cấu tay phun .................................................................................20
Hình 3. 2: Nhơm hộp 20mmx20mm..............................................................................20
Hình 3. 3: Bình 10 lít .....................................................................................................22
Hình 4. 1: Động cơ JGB37-555. .................................................................................... 24
Hình 4. 2: Máy bơm mini áp lực 12V 12W 2L ............................................................. 25
Hình 4. 3: ĐỢNG CƠ BƯỚC 4.5NM 86BYGH450A .................................................. 25

Hình 4. 4: Động cơ bước giảm tốc nema 17 – 1.5A...................................................... 27
Hình 4. 5: Mạch cầu H. Nguyên lý hoạt động: .............................................................. 28
Hình 4. 6: Đồ thị PWM. ................................................................................................ 29
Hình 4. 7: Mạch BTS7960 kết nối với động cơ. ........................................................... 30
Hình 4. 8: Sơ đồ chân ATMega 328 dạng chân cắm..................................................... 31
Hình 4. 9: Board Adruino Uno R3. ...............................................................................31
Hình 4. 10: Mạch giảm áp XL4015 5A. ........................................................................32
Hình 4. 11: Ắc qui ATLAS. .......................................................................................... 33


Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ PHUN KHỬ KHUẨN

1.1 Đặt vấn đề:
Từ cuộc khủng hoảng tài chính châu Á năm 1997 cho đến cuộc khủng hoảng tài
chính năm 2007. Hệ quả là chúng ta mất gần một thập kỷ để mọi thứ trở lại bình
thường , nhưng trước đó nó đã kịp xóa sạch hàng triệu việc làm và hàng tỷ USD thu
nhập trong vỏn vẹn hơn một năm . Và rồi bắt đầu năm 2020 , chúng ta đang chuẩn bị
đón Tết Nguyên Đán , kỳ nghỉ lễ lớn nhất trong năm . Bảo đài bắt đầu đưa tin về một
chủng virus lạ ở Trung Quốc , chủng virus có liên quan đến đại dịch SARS 2003. Từ
tâm dịch Vũ Hán , dịch bệnh Corona ( COVID - 19 ) lây lan tồn lãnh thổ Trung Quốc
, sau đó lây lan ra tất cả các châu lục khác . Chúng ta đã sống chung với dịch bệnh này
một khoảng thời gian dài , chỉ cần một bệnh nhân bị nhiễm có thể dễ dàng lây lan
trong cộng đồng .

Hình 1. 1: Tình hình dịch COVID 19 trên thế giới tính đến ngày 1/7/2020
Chúng ta đặt ra nhiều giải pháp, từ việc hạn chế tiếp xúc đến cách ly xã hội,
phong tỏa từng quốc gia đến việc phong tỏa cả châu lục như Châu Âu. Cho phép học

sinh, sinh viên được nghỉ học, khuyến khích người dân có ý thức trong cộng đồng và
rất nhiều những giải pháp khác. Một trong số những giải pháp thiết yếu được đặt ra là
SVTH: Nguyễn Hữu Nhật – Cao Hoàng Tuấn

1

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Bảo


Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn

vấn đề khử trùng tại các nơi công cộng, tập trung nhiều người như bệnh viện, trường
học, các khu dân cư, sân bay,…Đấy cũng là lí do để chúng em có thể lên ý tưởng thiết
kế và chế tạo robot phun khử khuẩn trong đồ án tốt nghiệp lần này.

Hình 1. 2: Phun khử trùng ở nơi công cộng.
1.2 Ưu và nhược điểm so với các loại máy phun khử khuẩn trên thị trường
Ưu điểm
- Có thể điều khiển từ xa.
- Hạn chế sử dụng lao động và sức lao động do mang vác máy móc cồng kềnh.
- Tránh tiếp xúc với các vùng, các nguồn có nguy cơ lây nhiễm.

SVTH: Nguyễn Hữu Nhật – Cao Hoàng Tuấn

2

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Bảo


Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn

Hình 1. 3: Phun thuốc tại lớp học
- Vịi phun với cơ cấu các bậc tự do có thể điều khiển lên xuống, xoay. Thuận
tiên trong việc phun khử trùng ở các vị trí khác nhau.
- Hạn chế sử dụng các dây dẫn.

Hình 1. 4: Máy phun khử khuẩn
Nhược điểm
- Kết cấu với khối lượng từ 20kg. khó khăn và di chuyển trong các địa hình
khơng bằng phẳng như các sườn dốc, đồi cỏ, lùm cây,…
- Vẫn phụ thuộc vào sức người trong các tình hình địi hỏi việc di chuyển lên các
bậc tam cấp, vỉa hè,…

Hình 1. 5: Phun khử trùng ở nơi có địa hình dốc, bụi cỏ.
- Máy chưa đảm bảo về mặt mỹ thuật.

SVTH: Nguyễn Hữu Nhật – Cao Hoàng Tuấn

3

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Bảo


Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn

1.3 Các loại máy trên thị trường
- Việt Nam: Sử dụng chủ yếu là các dịng máy phun STIHL.

Hình 1. 6: Dịng máy phun STIHL
Thế giới:

Hình 1. 7: Máy phun Clorox dạng xe đẩy.

SVTH: Nguyễn Hữu Nhật – Cao Hoàng Tuấn

4

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Bảo


Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn

1.4 Các phương pháp phun khử khuẩn.
Phun là phương pháp sử dụng sự chênh lệch áp suất khí, dịng chất lỏng, từ nơi
có áp suất cao xuống nơi có áp suất thấp, thông qua hệ thống van xả, van tiết lưu.
Dịng lưu chất thốt ra mang theo vật chất chuyển động với vận tốc nhanh. Vận tốc
thốt ra của dịng lưu chất phụ thuộc vào sự chênh lệch áp suất giữa bình nén và mơi
trường bên ngồi.
Phun khử khuẩn sử dụng các hóa chất (dạng dung dịch hoặc dạng bột) để phun
lên các bề mặt cần tẩy trùng như nền nhà, phịng ốc, các khu vực có khả năng lây
nhiễm như bệnh viện, khu cách ly. Để có thể phun hóa chất khử khuẩn, máy bơm là sự
lựa chọn tối ưu vì đây là cách đơn giản nhất và hiệu quả mang lại cao nhất.
Các loại máy bơm.
Máy bơm là loại máy cơng cụ có thể tạo ra sự chênh lệch áp suất thường dùng
trong tất cả các lĩnh vực.
Máy bơm piston.
Máy bơm piston là một loại máy bơm tuần hoàn, tạo ra áp suất bằng một hoặc
nhiều piston. Trên trục máy bơm có một dĩa nghiêng, khi máy bơm quay dĩa nghiêng
sẽ tạo ra 1 chuyển động nghiêng dọc theo trục máy bơm, áp suất được tạo ra thông qua
sự tịnh tiến của xilanh.

Hình 1. 8: cấu tạo bơm piston thủy lực
Máy bơm ly tâm.
Máy bơm li tâm là máy bơm hoạt động dựa theo chuyển động tròn của bánh công
tác (cánh quạt), khi bánh công tác quay, các phần tử chất lỏng ở trong bánh công tác
dưới ảnh hưởng của lực ly tâm bị văng từ trong ra ngoài, chuyển động theo các máng
dẫn và đẩy vào ống với
SVTH: Nguyễn Hữu Nhật – Cao Hoàng Tuấn

5

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Bảo


Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn

áp suất cao hơn,đó là q tình đẩy của bơm. Đồng thời, ở lối vào của bánh công
tác tạo nên vùng có chân khơng và dưới tác dụng của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp
suất ở lối vào của bơm, chất lỏng ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút, đó là
q trình hút của bơm.

Hình 1. 9: cấu tạo máy bơm ly tâm
1.5 Các loại hóa chất khử khuẩn.
Khử khuẩn là q trình loại trừ hoặc tiêu diệt cả các hình thái sự sống của các tác
nhân gây bệnh truyền nhiễm như nấm, vi khuẩn, virus, các dạng bào tử,... hiện diện
trên bề mặt, hay tồn tại trong môi trường thường. Khử khuẩn bằng hóa chất là cách
tiêu diệt các tác nhân gây bệnh truyền nhiễm tối ưu và nhanh nhất.
Cồn.
Còn được biết đến như là rượu etylic, ancol etylic, là một hợp chất hữu cơ nằm
trong dãy đồng đẳng của ancol, dễ cháy, khơng màu, là một trong các thành phần

chính của bia, rượu. Cồn sát khuẩn phải có nồng độ trên 70% thì mới tối ưu khả năng
sát khuẩn.

Hình 1. 10: Cồn 90𝑜 trong y tế
SVTH: Nguyễn Hữu Nhật – Cao Hoàng Tuấn

6

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Bảo


Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn

Bột vơi.
Bột vơi CaO có tính kiềm mạnh, pH trung bình từ 12~13.5. Vơi nung khi cho vào
nước có phản ứng sinh nhiệt. Vi khuẩn là nhóm sinh vật đơn bào chứa nhiều nước rất
nhạy cảm, chúng rất dễ chết khi bị thay đổi môi trường sống như pH, độ ẩm, hay nhiệt
độ. Bột vôi thường được sử dụng để khử khuẩn trong nơng nghiệp.

Hình 1. 11: Bột vơi
Nano bạc.
Ion bạc (Ag+) thực hiện diệt khẩu bằng cách tấn công vào màng tế bào của những
sinh vật đơn bào như vi khuẩn, nấm, tảo. Từ đó sẽ ngăn cản quá trình vận chuyển oxy
từ bên ngồi vào trong tế bào, tiến tới tiêu diệt và làm cho các vi khuẩn, vi rút bị chết.
Đồng thời ngăn cản không cho các sinh vật đơn bào sao chép mã gen.
Cloramin-B
Cloramin-B có khả năng khử khuẩn sạch sẽ các bề mặt,đặc biệt là các vật dụng
trong nhà dễ là vật trung gian lây truyền dịch như tay nắm cửa,nền nhà. Ngồi ra
Cloramin-B có thể dùng để khử khuẩn nước sinh hoạt.

SVTH: Nguyễn Hữu Nhật – Cao Hoàng Tuấn

7

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Bảo


Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn

CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.

2.1 Các phương án thiết kết kết cấu tay phun khử khuẩn
Kết hợp thêm kết cấu tay phun sẽ giúp cho robot phun khử khuẩn làm việc có
năng suất, chất lượng cao hơn. Cụ thể là tầm phun của robot sẽ được cải thiện, giúp
cho quá trình phun trở nên dễ dàng hơn.
2.1.1

Phương án thiết kế phun khử khuẩn (1)

Hình 2. 1: Sơ đồ động phương án (1) sử dụng phun 2 khớp (1 xoay, 1 tịnh tiến).
Tay phun gồm 2 khâu – 2 khớp, ở các khớp sẽ sử dụng động cơ servo để kéo
thông qua bộ truyền đai răng, khớp xoay sẽ sử dụng động cơ servo điều khiển khớp
xoay được 360° thông qua bộ truyền đai răng, khớp tịnh tiến thì sử dụng động cơ servo
kết hợp với cơ cấu vitme – đai ốc.

SVTH: Nguyễn Hữu Nhật – Cao Hoàng Tuấn

8

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Bảo


Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn

2.1.2

Phương án thiết kế phun khử khuẩn (2)

Hình 2. 2: Sơ đồ động phương án (2) sử dụng phun 2 khớp (1 xoay, 1 gập).
Tay phun gồm 2 khâu – 2 khớp, khớp xoay thì sử dụng servo để kéo thông qua
bộ truyền đai răng, khớp gập cũng dụng động cơ servo để kéo thông qua bộ truyền đai
răng.
Phương án (2) sẽ tối ưu hơn phương án (1) vì cơ cấu tay phun ở phương án này
thông qua khớp gập để có tầm phun xa hơn. Kết cấu cơ khí và nguồn động lực ở cơ
cấu (2) cũng đơn giản và dễ chế tạo hơn phương án (1)
2.2 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống phun sương
2.2.1

Phun sương bằng siêu âm.

Phun sương bằng siêu âm là phương pháp sử dụng vật liệu áp điện, thường sử
dụng là thạch anh. Khi ta cung cấp cho nó cùng một điện áp nhưng trái dấu nhau luân
phiên theo một chu kỳ nào đó thì vật liệu sẽ dao động theo đúng tần số của nguồn cấp.
Dao động này làm tấm màng phía trên dao động theo (người ta dùng thêm màng này
để tăng diện tích tiếp xúc với nước đồng thời ngăn nước rơi xuống tinh thể thạch anh
bên dưới).

SVTH: Nguyễn Hữu Nhật – Cao Hoàng Tuấn

9

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Bảo


Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống phun khử khuẩn

Hình 2. 3: Nguyên lý hoạt động của tinh thể áp điện.
Các phân tử nước sẽ cố bắt kịp dao động của tấm màng nhưng khơng thể do qn
tính và khối lượng riêng của nước tương đối lớn. Do sóng nước bị trễ pha so với sóng
của màng dao động, tạo ra các vùng áp suất thấp giữa các sóng này gọi là lỗ trống. Các
lỗ trống này chứa rất nhiều năng lượng và phát nổ ở gần bề mặt nước tạo ra đỉnh sóng
nhấp nhơ ở bề mặt, đồng thời ở đỉnh của sóng, các giọt nước nhỏ được cung cấp năng
lượng từ các lỗ trống khi phát nổ có đủ năng lượng để thốt khỏi bề mặt nước và bắn
vào khơng khí ở dạng sương. Kích thước những hạt sương rất nhỏ, chỉ cỡ 1 micro mét.

Hình 2. 4: Nguyên lý hoạt động của phun sương bằng siêu âm.

SVTH: Nguyễn Hữu Nhật – Cao Hoàng Tuấn

10

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Bảo