Thiết kế và chế tạo mô hình trang trại gà thông minh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.67 MB, 88 trang )
..
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG
TRẠI GÀ THÔNG MINH
Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
TS. TÀO QUANG BẢNG
NGUYỄN PHƯỚC HUY
NGUYỄN XUÂN THƯƠNG
Đà Nẵng, 2020
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
TĨM TẮT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHOA CƠ KHÍ
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo mơ hình trang trại gà thơng minh
1. Họ và tên SV: Nguyễn Phước Huy
Mã SV: 101150024
Lớp: 15C1A
Điện thoại: 0935096674
Email:
2. Họ và tên SV: Nguyễn Xuân Thương
Mã SV: 101150147
C
C
Lớp: 15C1C
Điện thoại: 0961628900
R
L
.
T
Email:
GV hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng.
GV duyệt: PGS.TS. Đinh Minh Diệm.
Nội dung tóm tắt ĐATN:
U
D
Hiện nay, vấn đề về khí hậu và mơi trường xung quanh là yếu đồ ảnh hưởng lớn
nhất đến chất lượng chăn nuôi. Để khắc phục những hạn chế này cũng như góp phần
nâng cao năng suất, chất lượng chăn nuôi chúng em đưa ra ý tưởng là áp dụng kỹ thuật
để nuôi dưỡng, sinh hoạt, cân bằng môi trường xung quanh chuồng nuôi ở một điều
kiện tốt cho sinh lý gà, giúp chúng phát triển tốt hơn và giảm khả năng dịch bệnh. Cụ
thể, các chức năng chính của mơ hình bao gồm: Cơ cấu cho ăn tự động, cơ cấu mái che
tự động, cơ cấu rèm cửa tự động. Và ứng dụng các cảm biến môi trường (vd: Cảm biến
mưa, Cảm biến nắng,…) để điều khiển các tính năng cân bằng nhiệt độ sinh hoạt như
quạt mát, phun sương tạo độ ẩm.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp: Thiết kế và chế mơ hình trang trại gà
thơng minh.
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang iii
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH
Nội dung đề tài đã thực hiện :
Số trang thuyết minh:
74 trang.
Số bản vẽ:
7A0; 3A1
Mơ hình:
1 máy.
Kết quả đã đạt được:
1. Tổng quan về q trình chăn ni gà hiện nay.
2. Phân tích và lựa chọn các phương án thiết kế cho từng cơ cấu.
3. Thiết kế động học và sơ đồ ngun lý của mơ hình.
4. Tính tốn các thông số kỹ thuật – Thiết kế động lực học cho từng cơ cấu.
5. Hệ thống điều khiển.
6. Chế tạo mơ hình và đánh giá.
Đà Nẵng, ngày 30 tháng 6 năm 2020.
C
C
Sinh viên thực hiện
R
L
.
T
Nguyễn Phước Huy
Nguyễn Xuân Thương
U
D
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang iv
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT
Họ tên sinh viên
Số thẻ SV
Lớp
Ngành
01
Nguyễn Phước Huy
101150024
15C1A
Công nghệ Chế tạo máy
02
Nguyễn Xuân Thương
101150147
15C1C
Công nghệ Chế tạo máy
1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế và chế tạo mơ hình trang trại gà thơng minh.
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các dữ liệu ban đầu:
- Kích thước của mơ hình đồ án: 1500 x 700 x 800 mm.
- Kích thước tính tốn thực tế áp dụng: 15 x 7 x 4 m.
- Loại hình ni gà: Ni gà sinh sản và hứng trứng.
- Số lượng gà trên 1 đơn vị diện tích: 5-7 con /m2.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a. Phần chung
C
C
TT
Họ tên sinh viên
01 Nguyễn Phước Huy
02 Nguyễn Xuân Thương
R
L
.
T
U
D
Nội dung
1. Tổng quan về q trình chăn ni gà hiện nay.
2. Phân tích và lựa chọn các phương án thiết kế cho
từng cơ cấu.
3. Thiết kế động học và sơ đồ nguyên lý của mơ hình.
4. Tính tốn các thơng số kỹ thuật – Thiết kế động lực
học cho từng cơ cấu.
5. Hệ thống điều khiển.
b. Phần riêng:
TT
Họ tên sinh viên
01 Nguyễn Phước Huy
02
Nguyễn Xuân Thương
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
Nội dung
Không
Không
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang v
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH
5. Các bản vẽ, đồ thị:
a. Phần chung:
TT
Họ tên sinh viên
01
Nguyễn Phước Huy
02
Nguyễn Xuân Thương
Nội dung
- Bản vẽ sơ đồ động học:
- Bản vẽ kết cấu khung giàn:
- Bản vẽ chi tiết xích tải treo:
- Bản vẽ lắp cơ cấu mái che:
- Bản vẽ lắp cơ cấu kéo rèm cửa:
- Bản vẽ lắp cụm xích tải treo và ray:
- Bản vẽ lắp hệ thống cấp thức ăn:
- Bản vẽ hệ thống điều khiển:
b. Phần riêng:
TT
Họ tên sinh viên
01
02
Nội dung
C
C
Nguyễn Phước Huy
Nguyễn Xuân Thương
R
L
.
T
6. Họ tên người hướng dẫn:
TS. Tào Quang Bảng
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
8. Ngày hoàn thành đồ án:
1A0
1A0
1A0
1A0
1A0
1A0
1A0
3A1
Không
Không
Phần/ Nội dung:
U
D
17/02/2020.
30/06/2020.
Trưởng Bộ môn ……………………..
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
Toàn phần
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2020.
Người hướng dẫn
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang vi
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
LỜI NĨI ĐẦU
Ngành cơng nghệ chế tạo máy là ngành kĩ thuật vô cùng quan trọng trong sản xuất
cơ khí, có nhiệm vụ đáp ứng nhu cầu thực tế nhờ thiết kế, chế tạo ra các chi tiết máy,
các loại thiết bị máy móc để đáp ứng nhu cầu của mọi ngành sản xuất. Góp phần phát
triển kinh tế trong nhiều lĩnh vực, tạo ra nhiều sản phẩm có chất lượng, giá trị vượt
trội. Sớm nhận thức được tầm quan trọng của ngành công nghiệp này, các nước phát
triển như Đức, Nhật Bản, Mỹ, Hàn Quốc,... đã rất chú trọng phát triển ngành cơ khí
chế tạo máy để phục vụ q trình cơng nghiệp hóa, khơng chỉ đáp ứng nhu cầu trong
nước mà còn xuất khẩu sang các nước khác.
Hiện nay, Việt Nam chúng ta đang trong thời kỳ cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa
đất nước. Một trong những chủ trương của Nhà nước ta hiện nay là cơng nghiệp hóa
trong nơng nghiệp, đưa máy móc thiết bị vào phục vụ các hoạt động trong sản xuất
nông nghiệp nhằm nâng cao năng suất và giảm nhẹ sức lao động của con người.
C
C
Chính vì thế, là sinh viên chun ngành cơ khí chế tạo máy, chúng em mong muốn
vận dụng những kiến thức đã học từ ghế nhà trường vào thực tế cuộc sống để góp phần
vào cơng cuộc xây dựng và phát triển đất nước.
R
L
.
T
Sau khi tìm hiểu và bàn luận trao đổi các ý tưởng, chúng em đi đến quyết định
chọn đề tài: “Thiết kế và chế tạo mơ hình trang trại gà thơng minh”. Qua đây giúp
chúng ta có cái nhìn rõ nét hơn về việc áp dụng máy móc và tự động hóa trong lao
động sản xuất nói chung và sản xuất nơng nghiệp nói riêng.
U
D
Trong q trình thực hiện Đồ án, ngồi sự nổ lực của bản thân là sự giúp đỡ vô
cùng nhiệt thành của thầy Tào Quang Bảng cũng như các thầy xưởng cơ như thầy Vũ
Duy Thuần, thầy Trần V ửa
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 61
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
- Sơ đồ đấu nối:
C
C
R
L
.
T
U
D
Hình 5.7 Sơ đồ đấu nối mạch điều khiển động cơ kéo rèm cửa.
NO
NC
Relay_RF
Vcc
GND
Arduino
R3
V_in(Arduino)
B? thu_RF
Vcc
GND
D0
D1
D2
D3
CT
Hình 5.8 Sơ đồ đấu nối mạch điều khiển động cơ kéo rèm cửa.
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 62
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH
5.2.4 Hệ thống điều khiển cơ cấu cấp thức ăn:
- Sơ đồ khối:
C
C
R
L
.
T
U
D
Hình 5.9 Sơ đồ khối điều khiển cơ cấu cho ăn
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 63
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
- Sơ đồ đấu nối PLC:
C
C
R
L
.
T
U
D
Hình 5.10 Sơ đồ đấu nối PLC của cơ cấu cấp thức ăn.
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 64
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
- Chương trình ngơn ngữ Ladder:
C
C
R
L
.
T
U
D
Hình 5.11 Chương trình ngôn ngữ Ladder điều khiển cơ cấu cấp thức ăn.
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 65
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO MƠ HÌNH VÀ ĐÁNH GIÁ
6.1. Mơ hình thiết kế:
6.1.1. Mơ hình cơ cấu đóng mở mái che:
C
C
R
L
.
T
U
D
Hình 6.1 Bản vẽ lắp cơ cấu đóng mở mái che
6.1.2. Chế tạo các chi tiết trong cơ cấu đóng mở mái che:
6.1.2.1. Chọn dầm chính mái che:
Loại:
Sắt 150x125.
Chiều dài: 7m.
Số lượng: 4.
Chiều dài: 7m.
6.1.2.2. Chọn dầm cuối mái che:
Loại:
H175x175.
Số lượng: 2.
Chiều dài: 6m.
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 66
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
6.1.2.3. Chế tạo bánh xe dẫn động mái che
Hình 6.2 Bánh xe dẫn động mái che.
+ Bánh xe dạng trụ, có hai thành bên.
+ Vật liệu chế tạo bằng thép C40. Bề mặt được nhiệt luyện đạt độ cứng 300~400
HB. Giới hạn bền: 569 MPa.
+ Đường kính bánh xe:
D = 60 mm
+ Bề rộng ăn ray của bánh xe:
b = 38 mm
+ Chiều rộng B của bánh xe:
B = 53 mm.
C
C
R
L
.
T
+ Số lượng: 6
6.1.2.4. Chọn loại ray dẫn hướng mái che:
U
D
Hình 6.3 Mặt cắt ngang của ray P15.
Chọn kiểu ray P15 có kích thước như bảng sau:
Chiều cao
Chiều rộng
Chiều rộng
Chiều rộng
của ray b1
hữu ích b
đáy b2
(mm)
(mm)
(mm)
43
38
80
h (mm)
80
Chiều dày thân
ray T (mm)
8,33
Chiều dài ray: 10m.
Số lượng:
2.
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 67
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
6.1.2.5. Chế tạo tang quấn cáp:
Hình 6.4 Kích thước tang quấn cáp kéo mái che.
6.1.3. Mơ hình cơ cấu đóng mở rèm cửa:
C
C
R
L
.
T
U
D
Hình 6.5 Bản vẽ lắp cơ cấu đóng mở rèm cửa
6.1.4. Chế tạo các chi tiết trong cơ cấu đóng mở rèm cửa:
a. Chế tạo trục của tang quấn cáp và lắp nhơng:
Hình 6.6 Kích thước trục tang quấn cáp
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 68
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
b. Chế tạo tang quấn cáp
Hình 6.7 Kích thước tang quấn cáp kéo rèm
6.1.5. Mơ hình cơ cấu cung cấp thức ăn:
C
C
R
L
.
T
U
D
Hình 6.8. Bản vẽ lắp hệ thống cung cấp thức ăn.
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 69
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH
6.1.6. Chế tạo các chi tiết trong cơ cấu cung cấp thức ăn:
a. Chế tạo trục lắp nhơng:
Hình 6.9 Kích thước trục lắp nhơng
b. Chế tạo phễu chứa thức ăn:
C
C
R
L
.
T
U
D
Hình 6.10 Kích thước phễu chứa thức ăn
c. Chế tạo lõi cơ cấu cấp phơi tự động:
Hình 6.11 Kích thước lõi cơ cấu cấp phôi tự động
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 70
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
d. Chế tạo vỏ cơ cấu cấp phơi tự động:
C
C
Hình 6.12 Kích thước vỏ cơ cấu cấp phơi tự động
R
L
.
T
6.2 Đánh giá tổng thể về thiết kế:
Mục tiêu của Đồ án là giữ được điều kiện phát triển tốt cho gà, giảm sự tiếp xúc
của con người, các cơ cấu tự động giảm được nhân công đã giải quyết được vấn đề
U
D
dinh dưỡng, sức khỏe và sinh sản thuận lợi cho gà.
Mơ hình hiện tại sử dụng hệ thống đo nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, nhận biết mưa và
điều khiển các cơ cấu chấp hành tùy theo sự thay đổi của mơi trường. Ngồi ra cịn có
2 phương thức điều khiển trực tiếp khác đó là điều khiển nút ấn trực tiếp tại chuồng và
nút ấn điều khiển từ xa. Nhờ đó hệ thống sẽ ln ở mức linh động cao nhất. Bên trong
hệ thống giàn xích tải treo cho ăn theo giờ, đảm bảo được dinh dưỡng cho gà một cách
khoa học nhất.
Ngoài việc cải thiện hiệu quả, chúng em hy vọng rằng thiết kế của chúng em sẽ
góp phần mở rộng sự phát triển của ngành chăn ni trên đất nước ta.
6.2 Kết quả của nhóm:
Đầu tiên và quan trọng nhất, nhóm phát hiện ra rằng khi thiết kế một sản phẩm để
chế tạo, nhất thiết phải lập kế hoạch cho mọi khía cạnh của thiết kế đến từng chi tiết
nhỏ nhất. Nhà thiết kế phải tính tốn làm thế nào mọi ốc vít, đai ốc và bu-lông sẽ khớp
với nhau và phải cố gắng dự đoán các vấn đề tiềm ẩn sẽ phát sinh trong quá trình lắp
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 71
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
ráp thực tế của sản phẩm. Có một số điểm trong quy trình chế tạo của chúng em trong
đó các khu vực thiết kế chưa hoàn thành đầy đủ gây ra các vấn đề lớn. Sự thiếu dự
đoán này khiến nhóm tốn rất nhiều thời gian và tiền bạc để khắc phục các vấn đề thiết
kế dẫn đến.
Thứ hai, nhóm đã tìm hiểu và học hỏi thêm được rất nhiều kiến thức để áp dụng
thực tế trong lĩnh vực điều khiển tự động, việc xử lý các cảm biến ở dạng tín hiệu
tương tự và sau đó đưa về tín hiệu số. Đồng thời, việc giao tiếp qua màn hình với
người sử dụng cũng rất quan trọng. Nhờ đó có thể xử lý nhanh các vấn đề phát sinh
khi có sự cố hoặc thay đổi xảy ra.
C
C
R
L
.
T
U
D
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 72
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
KẾT LUẬN
Sau q trình thực hiện làm đồ án tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn tận tình của các
thầy giáo trong khoa, chúng em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp theo
đúng thời gian yêu cầu.
Trong thời gian thực hiện nhiệm vụ thiết kế, chúng em đã tìm hiểu và nghiên cứu tài
liệu, ứng dụng các lý thuyết trong các tài liệu về vật liệu học và kiến thức cơ khí
chun mơn đã được học trong trường đồng thời qua thời gian tìm hiểu thực tế và quan
sát một số mẫu máy tương tự trên mạng. Chúng em đã chế tạo thành cơng “Mơ hình
trang trại gà thông minh”. Kết cấu đơn giản, dễ dàng vận hành, có khả năng tự động
hóa cao, kết cấu nhỏ gọn, hoạt động êm và hiệu quả, bảo quản dễ dàng.
Trong quá trình thiết kế máy, vì thời gian có hạn và kiến thức chun mơn cũng
như kiến thức thực tế cịn hạn chế, nên việc hồn thành đồ án của chúng em khơng
C
C
tránh khỏi những sai sót, chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô.
R
L
.
T
Cuối cùng, em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Cơ Khí, các thầy dưới xưởng
của Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành
U
D
đề tài này và đã dạy dỗ chỉ bảo em trong suốt thời gian học tập tại trường. Kính chúc
các thầy cơ sức khoẻ và thành cơng trong công tác.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Phước Huy
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Nguyễn Xuân Thương
Trang 73
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRANG TRẠI GÀ THƠNG MINH
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] - PGS.TS. Lưu Đức Bình, Công nghệ chế tạo máy 1.
[2] - PGS.TS. Trịnh Chất, TS. Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí
(tập 1và 2), Nhà xuất bản giáo dục.
[3] - PGS.TS. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất
bản giáo dục, 1999.
[4]- PGS.TS. Nguyễn văn Yến, Cơ sở thiết kế máy, Nhà xuất bản xây dựng.
[5]- PGS.TS. Nguyễn Văn Yến, Giáo trình Thiết bị nâng chuyển, Nhà xuất bản Đà
Nẵng.
…
C
C
R
L
.
T
U
D
SVTH: Nguyễn Phước Huy
- 15C1A
Nguyễn Xuân Thương - 15C1C
GVHD: TS. Tào Quang Bảng
Trang 74
