(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN sweeper 01 trong khuôn viên trường học

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO PHƯƠNG TIỆN THU
GOM RÁC VN-SWEEPER 01 TRONG KHUÔN VIÊN
TRƯỜNG HỌC

Sinh viên thực hiện: ĐẶNG CÔNG HIẾU
NGUYỄN VIÊT HÙNG
PHAN DUY KHÔI
NGUYỄN VĂN THANH

Đà Nẵng – Năm 2019


TÓM TẮT
Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01
trong khuôn viên trường học.
Sinh viên thực hiện: Đặng Công Hiếu

Số thẻ SV: 103150115

Lớp: 15C4B

Nguyễn Viết Hùng Số thẻ SV: 103150121

Lớp: 15C4B

Phan Duy Khôi

Số thẻ SV: 103150128

Lớp: 15C4B

Nguyễn Văn Thanh Số thẻ SV: 103150157

Lớp: 15C4B

• Đặt vấn đề: Xã hội ngày càng phát triển nhu cầu sống thiết yếu con người cũng tăng
theo, cùng với đó là các hệ lụy về ơ nhiễm mơi trường như rác thải… Rác thải tồn tại ở
khắp nơi gây mất mỹ quan và ảnh hưởng đến sức khỏe con người, đặc biệt là ở những
nơi như trường học hay các cơ quan nơi cần không gian học tập và làm việc sạch sẽ,
khơng khí trong lành. Rác thải ở đây sẽ được các công nhân trực tiếp thu dọn và bằng
các dụng cụ thô sơ nên năng suất lao động không cao, tiếp xúc trưc tiếp với môi
trường ô nhiễm về lâu dài sẽ ảnh hưởng đên sức khỏe con người. Vì vậy, nhóm đã tiến
hành khảo sát điều kiện thực tế các trường học cùng với những kiến thức đã học quyết
định “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong
khuôn viên trường học”.
• Mục tiêu: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo phương tiện quét rác có thể hoạt động ổn
định trong phạm lớn, nhưng phải đặc biệt linh hoạt trong không gian làm việc nhỏ hẹp
như ở khuôn viên các trường học. Thu gom được nhiều loại rác thải cơ bản.
• Đối tượng: Lá cây, bao ni lơng, chai nhựa nhỏ, cành cây, giấy,...
• Phạm vi nghiên cứu: Các loại rác thuộc địa hình ở khu vực Trường Đại học Bách
Khoa Đà Nẵng.
• Ý nghĩa: Tăng năng suất lao động, rút ngắn thời gian thu gom, đỡ chi phí thuê nhân
công.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Thanh
Số thẻ sinh viên: 103150157
Lớp: 15C4B; Khoa: Cơ khí Giao thơng
Ngành: Kỹ thuật Cơ khí
1. Tên đề tài đồ án:
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khuôn
viên trường học
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Theo số liệu khảo sát thực tế
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
Chương 1. Tổng quan về mơi trường, ý tưởng thiết kế
Chương 2. Tính tốn, thiết kế phương tiện thu gom rác
Chương 3. Chế tạo phương tiện thu gom rác
Chương 4: Kết luận
5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
…...………………………………………………………………………………………
…...………………………………………………………………………………………
…...………………………………………………………………………………………
…...………………………………………………………………………………………
6. Họ tên người hướng dẫn: …………………………………..……………………
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
……../……./201…..

8. Ngày hoàn thành đồ án:
……../……./201…..
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 201
Trưởng Bộ môn ……………………..
Người hướng dẫn


LỜI NÓI ĐẦU

Thời gian làm đồ án tốt nghiệp đã tạo cho em cơ hội học hỏi, trau dồi thêm kiến
thức chuyên ngành thực tế và những kỹ năng mềm giúp ích cho tương lai sau này. Đặc
biệt là kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng xoay sở, xử lý tình huống, kỹ năng quản lý
thời gian hiệu quả và quan trọng nhất là ứng dụng được những kiến thúc đã học vào
thực tế.
Để hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này trước tiên em xin gửi đến quý thầy cơ khoa
Cơ khí Giao thơng lời cảm ơn chân thành nhất. Đặc biệt nhóm em xin bảy tỏ lịng biết
ơn sâu sắc đến thầy PGS. TS. Dương Việt Dũng cùng thầy ThS. Dương Đình Nghĩa,
người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ nhóm trong suốt thời gian thực hiện đề tài và
hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Em đã kết hợp làm việc nhóm và nỗ lực hết mình để hồn thành đồ án tốt nghiệp,
song thời gian và kiến thức cịn hạn chế nên trong q trình thực hiện đề tài, nhóm cịn
nhiều thiếu sót, kính mong q thầy cơ đóng góp ý kiến để đồ án tốt nghiệp hồn thiện
hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày 12 tháng 12, năm 2019
Sinh viên thực hiện

i

CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đề tài này là công trình nghiên cứu của nhóm, đề tài được thực
hiện dưới sự hướng dẫn của thầy PGS. TS. Dương Việt Dũng và thầy ThS. Dương
Đình Nghĩa. Đề tài này khơng trùng lặp với bất kỳ đề tài đồ án tốt nghiệp nào trước
đây. Các thông tin, số liệu được sử dụng và tính tốn đều trung thực và được lấy từ các
tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, theo quy định.
Sinh viên thực hiện
{Chữ ký, họ và tên sinh viên}

ii


MỤC LỤC

TÓM TẮT ....................................................................................................................i
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................ii
LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................i
CAM ĐOAN ...............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................ vi
DANG SÁCH CÁC HÌNH ........................................................................................vii
DANG SÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ................................................................. ix
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 2
1. Đặt vấn đề................................................................................................................ 2
2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................... 3
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 3
4. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................... 4

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƯỜNG, Ý TƯỞNG THIẾT KẾ ...................... 5
1.1.

Khảo sát địa hình, phân loại rác ở các trường học .............................................. 5

1.1.1. Khu vực từ cổng trường đến văn phịng khoa Cơ khí Giao thơng ....................... 5
1.1.2. Khu vực khu C đến khu E .................................................................................. 6
1.1.3. Khu vực phía trước khu A .................................................................................. 7
1.1.4. Khu vực khu D................................................................................................... 8
1.1.5. Khảo sát khu vực khu F...................................................................................... 8
1.1.6. Khảo sát khu vực khu G ..................................................................................... 9
1.1.7. Khảo sát khu vực khu H ..................................................................................... 9
1.1.8. Khảo sát khu vực khuôn viên khu F ................................................................. 10
1.1.9. Khảo sát khu vực sau khu A ............................................................................. 11
1.1.10. Khảo sát khu vực xuống xưởng động lực ....................................................... 11
1.1.11. Khảo sát đường khu E – khu căn tin ............................................................... 12

iii


1.2.

Khảo sát, thống kê nguồn nhân công lao động ................................................. 13

1.3.

Khảo sát các phương tiện thu gom rác trên thế giới và trong nước ................... 14

1.4.

Ý tưởng thiết kế và phạm vi sử dụng ................................................................ 15

1.4.1. Ý tưởng thiết kế ............................................................................................... 15
1.4.2. Phát thảo sơ đồ ý tưởng sản phẩm thiết kế ........................................................ 16
1.4.3. Phạm vi sử dụng............................................................................................... 16
Chương 2: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ PHƯƠNG TIỆN THU GOM RÁC .................. 17
2.1.

Xây dựng ý tưởng thiết kế, dữ liệu đầu vào quá trình thiết kế........................... 17

2.1.1. Xây dựng ý tưởng thiết kế ................................................................................ 17
2.1.2. Dữ liệu đầu vào ................................................................................................ 17
2.2.

Tính tốn thiết kế cơ cấu chổi gom .................................................................. 18

2.2.1 Giới thiệu phần mềm thiết kế ........................................................................... 18
2.2.2. Cơ cấu chổi gom .............................................................................................. 22
2.2.2. Cơ cấu nâng hạ chổi ......................................................................................... 27
2.3. Tính toán hệ thống phanh .................................................................................... 29
2.3.1. Momen phanh yêu cầu của các cơ cấu phanh ................................................... 29
2.3.2. Hệ số lực phanh tác dụng lên các trục bánh xe ................................................. 32
2.3.3. Chọn loại dẫn động phanh ................................................................................ 33
2.3.4. Chọn sơ đồ dẫn động........................................................................................ 34
2.3.5 Tính tốn thiết kế cơ cấu phanh......................................................................... 34
2.3.6. Đường kính xylanh chính và xylanh cơng tác ................................................... 43
2.3.7. Hành trình dịch chuyển của piston xy lanh chính ............................................ 44
2.3.8. Hành trình và tỷ số truyền bàn đạp phanh......................................................... 45
2.3.9. Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa tính trợ lực ........................ 46
2.3.10. Chọn xi lanh cơng tác xi lanh chính để bố trí cho phương tiện thiết kế ........... 46

2.4. Thiết kế hệ thống điều khiển ............................................................................... 47
2.4.1. Phân tích lựa chọn thiết bị trong hệ thống điều khiển ....................................... 47
2.4.2. Motor dẫn động cơ cấu nâng hạ ....................................................................... 47
2.4.3. Motor quay chổi ............................................................................................... 48
iv


2.4.4. Đồng hồ hiển thị điện áp acquy ........................................................................ 49
2.4.5. Cơng tắt gạt...................................................................................................... 50
2.4.6. Chọn cơng tắc hành trình ................................................................................. 50
2.4.7. Bảng taplo ....................................................................................................... 51
Chương 3: CHẾ TẠO PHƯƠNG TIỆN THU GOM RÁC ......................................... 52
3.1.

Xây dựng biểu đồ gantt phân chia công việc .................................................... 52

3.1.1 Sơ đồ gantt phần thiết sản phẩm ........................................................................ 52
3.1.2 Sơ đồ gantt phần chế tạo ................................................................................... 53
3.2.

Xây dựng sơ đồ quy trình chế tạo ..................................................................... 55

3.2.1. Quy trình chế tạo khung chính ......................................................................... 55
3.2.2. Quy trình chế tạo thùng chứa rác ...................................................................... 55
3.2.3. Quy trình chế tạo miệng hút rác ....................................................................... 56
3.2.4. Quy trình chế tạo cơ cấu nâng hạ miệng hút ..................................................... 56
3.2.5. Quy trình chế tạo ống hút rác chính .................................................................. 56
3.2.6. Quy trình chế tạo khung chứa acqui ................................................................. 56
3.2.7. Quy trình chế tạo chổi quét rác ......................................................................... 57
3.2.8. Quy trình chế tạo cơ cấu nâng hạ chổi gom ...................................................... 57

3.2.9. Quy trình chế tạo dè xe .................................................................................... 57
3.2.10. Quy trình chế tạo lọc bụi ................................................................................ 58
3.3 Đánh giá năng suất sản phẩm ............................................................................... 58
Chương 4: ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG SẢN PHẨM ................................................... 60
4.1. Tiềm năng của sản phẩm ..................................................................................... 60
4.2. Hiệu quả đem lại khi sử dụng sản phẩm .............................................................. 61
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 63

v


DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Bảng tổng kết khảo sát phân loại đường
Bảng 2.2 Bảng tổng kết khảo sát phân loại rác
Bảng 2.3 Bảng tính chọn thơng số chổi qt
Bảng 2.4 Thông số chổi gom
Bảng 2.5 Bảng thông số động cơ quay chổi
Bảng 2.6 Thông số kĩ thuật động cơ nâng hạ
Bảng 2.7 Thông số xe thiết kế
Bảng 2.8. bảng thông số cho cơ cấu phanh trước
Bảng 2.9: thông số cho cơ cấu phanh sau
Bảng 2.10 Thông số motor gạt kính
Bảng 2.11 Thơng số motor quay chổi
Bảng 2.12 Thơng số đồng hồ báo volt
Bảng 2.13 Bảng thông số kỹ thuật công tắc gạt E-TEN1322

vi

DANG SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1 Khảo sát địa hình rác khu vực lối đi chính
Hình 1.2 Khảo sát địa hình rác khu vực khu C đến khu E
Hình 1.3 Khảo sát địa hình rác khu vực phía trước khu A
Hình 1.4 Khảo sát địa hình rác khu vực khu D
Hình 1.5 Khảo sát địa hình rác khu vực khu F
Hình 1.6 Khảo sát địa hình rác khu vực khu G
Hình 1.7 Khảo sát địa hình rác khu vực khu H
Hình 1.8 Khảo sát địa hình rác khu vực khn viên khu F
Hình 1.9 Khảo sát địa hình khu vực sau khu A
Hình 1.10 Khảo sát địa hình khu vực lối đi xuống xưởng
Hình 1.11 Khảo sát địa hình khu vực căn tin - khu E
Hình 1.12 Phương pháp thu gom thủ cơng của các cơng nhân
Hình 1.13 Các thiết bị thu gom rác ở nước ngồi
Hình 1.14 Các loại phương tiện gom rác của đất nước ta
Hình 1.15 Mơ hình xe quét rác do sinh viên thiết kế
Hình 1.16 Sơ đồ phác thảo các cụm hệ thống của phương tiện
Hình 2.1 Giao diện khi mở phần mềm CATIA V5 R21
Hình 2.2 Giao diện trong module Part Design
Hình 2.3 Giao diện trong module Assembly Design
Hình 2.4 Giao diện trong module Drafting
Hình 2.5 Giao diện trong module Generative Shape Design
Hình 2.6 Giao diện trong module Generative Sheetmetal Design
Hình 2.7 Giao diện trong module Generative Structural Analysis
Hình 2.8 Thiết kế chổi có biên dạng hình chữ thập
Hình 2.9 Thiết kế chổi có biên dạng hình nón cụt
Hình 2.10 Sơ đồ tính tốn chổi quét
vii

Hình 2.11 Kết cấu cơ cấu nâng hạ chổi gom
Hình 2.12 Motor nâng hạ chổi qt
Hình 2.13 Sơ đồ tính tốn lực tác dụng lên ơ tơ khi phanh
Hình 2.14 Sơ đồ phân dịng theo 2 cầu
Hình 2.15. Cơ cấu phanh kiểu đĩa có rãnh làm mát
Hình 2.16 Xi lanh cơng tác sử dụng cho cơ cấu phanh
Hình 2.17 Xi lanh chính sử dụng cho cơ cấu phanh
Hình 2.18 Motor nâng hạ chổi và miệng hút
Hình 2.19 Motor giảm tốc 775
Hình 2.20 Đồng hồ đo volt
Hình 2.21 Cơng tắc điều khiển nâng hạ chổi
Hình 2.22 Cơng tắc hành trình
Hình 2.23 Bảng taplo điều khiển
Hình 3.1 Xây dựng sơ đồ gantt về thời gian thực hiện cơng việc thiết kế
Hình 3.2 Sơ đồ gantt về thời gian gia công chế tạo sản phẩm
Hình 3.3 Lao cơng làm việc trực tiếp tại trường
Hình 4.1 Hình chiếu tổng thể xe sau khi thiết kế
Hình 4.2 Hình ảnh xe sau khi hồn thiện

viii


DANG SÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

vchổi
vxe

[m/s]

[m/s]

Vận tốc dài của chổi quét
Vận tốc di chuyển của xe khi làm việc

ωchổi
n

[rad/s]
[rpm]

Vận tốc góc của chổi qt
Số vịng quay của chổi qt

β

[Độ]

Góc dịch chuyển so với phương ngang

r
Fms
μ

[m]
[N]
[-]

Bán kính chổi quét
Lực ma sát tác dụng lên chổi quét

Hệ số ma sát

N

[N]

Phản lực mặt đường tác dụng lên chổi quét

mchổi
mđc
mrác
C
M

[kg]
[kg]
[kg]
[m]
[N.m]

Khối lượng bản thân của chổi quét
Khối lượng của động cơ giảm tốc dẫn động chổi
Khối lượng rác lớn nhất mỗi chổi phải quét
Chu vi chổi quét
Momen cần thiết để quay chổi

Nchổi

[W]

Công suất cần thiết của mỗi chổi quét

jmax

[m/s2]

Gia tốc phanh cực đại của xe

bx

[-]

Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường khi phanh

a

[m]

Khoảng cách từ cầu trước đến trọng tâm xe

b
Gbxs
Mbxs
Fbxs
Mt

[m]
[N]
[N.m]
[N]

[N.m]

Khoảng cách từ cầu sau đến trọng tâm xe
Trọng lượng tác dụng lên cầu sau khi phanh
Momen tác dụng lên cầu sau khi phanh
Lực phanh yêu cầu tác dụng lên bánh xe sau
Momen phanh cần thiết tác dụng lên trục

Ft
Mp
R1
R2

[N]
[N.m]
[m]
[m]

Lực phanh cần thiết tác dụng lên trục
Momen phanh tổng cộng do 2 má phanh tạo ra tại đĩa phanh
Bán kính trong của đĩa phanh
Bán kính ngồi của đĩa phanh

P
Dc
ik
dk

[N]
[m]

[-]
[m]

Lực ép u cầu của cơ cấu phanh
Đường kính xilanh chính
Tỉ số truyền khuếch đại thủy lực
Đường kính xilanh cơng tác

ibđ

[-]

Tỉ số truyền của bàn đạp phanh

itg

[-]

Tỉ số truyền trung gian
ix


iht
Fbđ
P

[-]
[N]
[N]

Tỉ số truyền hệ thống
Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh
Lực ép yêu cầu tác dụng lên cơ cấu phanh

ηck
ηxl

[-]
[-]

Hiệu suất truyền động cơ khí
Hiệu suất của xi lanh thuỷ lực

CHỮ VIẾT TẮC
PVC

Polyvinyl Clorua

Inverter

Bộ chuyển đổi điện

USB
CT3
Catia

Universal Serial Bus
Thép cacbon thông thường
Computer Aided Three Dimensional Interactive Application

x


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khuôn viên trường học

MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề
Đất nước chúng ta đang ngày càng phát triển cả về khoa học - công nghệ, dịch vụ
cũng như du lịch và các lĩnh vực khác. Nhờ đó đời sống của người dân ngày càng
được cải thiện và nhu cầu sống thiết yếu của con người cũng tăng theo, cùng với đó là
sự gia tăng dân số khơng ngừng và ý thức người dân chưa cao, dẫn đến các hệ lụy là ô
nhiễm môi trường và đặc biệt là rác thải.
Theo thống kê năng suất làm việc và thời gian làm việc cho thấy, 1 người công
nhân dọn bằng tay với các dụng cụ thô sơ như chổi, cào thì một ngày 1 người cơng
nhân dọn được khoảng (35) km đường 1 lượt làm tương đương (810) giờ làm việc,
chưa kể cần có thêm 1 người để đi gom và đỗ.
Với năng suất làm việc đó rác thải tồn đọng không thể được dọn sạch trong thời
gian ngắn, và đương nhiên để lâu thì sẽ bốc mùi hơi thối gây khó chịu cho người đi
đường. Đặc biệt là những nơi như trường học và cơ quan, rác thải sẽ ảnh hưởng rất
nhiều đến mỹ quan, môi trường xanh sạch đẹp vốn có, làm giảm hiệu suất làm việc
cũng như học tập của các học sinh, sinh viên, người được xem là tương lai của đất
nước.
Trung bình 1 cơng nhân vệ sinh lương 1 tháng khoảng (4,56) triệu đồng, nhưng
lại làm việc rất cực nhọc thường xuyên tiếp xúc trực tiếp với rác thải, mùi hôi thối ảnh
hưởng nhiều đến sức khoẻ. Như chúng ta thấy lúc sáng sớm hay tận đêm khuya vẫn có
cơng nhân qt rác ngồi đường đủ thấy được nổi khổ của họ.
Việc áp dụng máy móc thay thế cơng nhân hiện nay qt rác cũng khơng cịn xa lạ,
tuy nhiên người ta vẫn chưa dám đầu tư nhiều một phần là do chi phí quá cao (1 chiếc
xe lớn lên đến hơn 1 tỷ đồng, xe mini thì cũng tầm (230435) triệu đồng), kích thước

của phương tiện không thực sự phù hợp ở những nơi như trường học hay các cơ quan
các lối đi nhỏ chỉ khoảng 1,5m xe lớn không thể vào được, và năng suất làm không
cao khi loại xe mini.
Với những bất cập và nhiều khó khăn như vậy, với vai trị là những kỹ sư trong
tương lai mong muốn góp phần vào sự phát triển khoa học công nghệ đất nước và
cũng như mong muốn đóng góp một phần nào đó để tạo ra một sản phẩm có thể áp
dụng trong ngơi trường mà mình đang học tập. Từ đó nhóm quyết định nghiên cứu,
thiết kế, chế tạo ra phương tiện thu gom rác với:
+ Năng suất làm việc cao ít nhất gấp 5 người lao động bình thường.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng
ThS. Dương Đình Nghĩa

2


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khn viên trường học

+ Chi phí thấp khoảng chưa tới 100 triệu đồng.
+ Làm việc linh hoạt với địa hình đường xá, khn viên trường học, cơ quan với
bề rộng đường có nơi chỉ có 1,5m như ở Việt Nam nói chung và thành phố Đà
Nẵng nói riêng.
+ Ngồi rác thải thì ơ nhiễm khơng khí cũng là một vấn đề nhức nhói và cấp thiết
hiện nay, nên phương tiện thiết kế vừa làm việc hiểu quả vừa đảm bảo thân
thiện với môi trường bằng cách sử dụng nhiều nguồn năng lượng sạch như năng
lượng mặt trời, động cơ đốt trong sử dụng biogas,... để thay thế loại động cơ đốt
trong truyền thống.
2. Mục tiêu của đề tài
Phương tiện điều khiển đơn giản,linh hoạt, kích thước nhỏ gọn dễ luồn lách di

chuyển vào những con đường hẹp. Di chuyển ổn định khi không làm việc khoảng trên
30 km/h.
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo xe quét rác có thể hoạt động trong phạm vi rộng lớn
cũng như linh hoạt trong không gian nhỏ hẹp chỉ từ 1,5 m.
Tốc độ di chuyển khi làm làm việc tương đối từ (1015) km/h đảm an toàn khi làm
việc.
Phương tiện chế tạo ra có thể thu gom được các loại rác phổ biến có trong trường
học như: lá cây, bao ni lơng, chai nhựa nhỏ, cành cây có kích thước nhỏ,…
Phương tiện chế tạo ra có giá thành rẻ hơn so với các thiết bị hiện có trên thị
trường, nhưng hiệu quả công việc gần tương đương.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Xe thu gom rác được thiết kế để quét và thu gom các
loại rác ở mọi địa hình từ đơn giản đến phức tạp trong khu vực khuôn viên trường Đại
học Bách Khoa Đà Nẵng và công viên công cộng.
-

Phạm vi nghiên cứu
+ Khu vực lối đi bộ, khuôn viên công cộng, công viên, khn viên trường

học,...
+ Khu vực có các phương tiện giao thơng thường xun di chuyển và có nhiều
sinh viên qua lại.
+ Khu vực có chiều rộng mặt đường, lối đi trong khoảng 1,5m trở lên, xung
quanh hai bên đường có nhiều cây xanh.
+ Địa hình đường nhựa , bê tong hoặc nền lát đá gồ ghề có thể có bậc thang.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng
ThS. Dương Đình Nghĩa

3


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khuôn viên trường học

4. Ý nghĩa của đề tài
Sản phẩm “Phương tiện thu gom rác VN-sweeper 01 trong khn viên trường học”
ra đời có ý nghĩa:
Chế tạo ra thiết bị thu gom rác với hiệu suất làm việc cao và ổn định, giúp giảm
sức người, tiết kiệm thời gian và nhân cơng.
Tiết kiệm chi phí đầu tư, với ưu điểm sản xuất trong nước giá thành của thiết bị khá
thấp so với các thiết bị nhập ngoại.
Đa dạng hóa nhiều nguồn năng lượng giúp thân thiện mơi trường giảm ơ nhiễm
khơng khí.
Đóng góp một sản phẩm do sinh viên làm ra vào ngôi trường kỹ thuật mà mình
đang được học tập.
Thiết bị là tiền đề để các nhóm nghiên cứu sau này tiếp tục cải tiến, phát triển, áp
dụng các công nghệ 4.0 nhằm tạo ra các sản phẩm tốt hơn nữa.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng
ThS. Dương Đình Nghĩa

4


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khuôn viên trường học

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƯỜNG, Ý TƯỞNG THIẾT KẾ

1.1. Khảo sát địa hình, phân loại rác ở các trường học
Diện tích khuôn viên trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng hiện nay
khoảng 540.900m². Trong khu vực trường địa hình đa số là đường nhựa, một số khu
vực có đường bê tông. Bề mặt đường tương đối bằng phẳng, một số đoạn đường có bề
mặt tương đối gồ ghề, nhấp nhơ, nhỏ. Lịng đường rộng trong khoảng (1,55,5) m, hai
bên đường được trồng khá nhiều cây xanh, có rảnh thốt nước rộng 30cm, lề đường có
bậc cao 20cm, một số khu vực lối đi bộ có bề rộng lịng đường khoảng 1,5m.
1.1.1. Khu vực từ cổng trường đến văn phịng khoa Cơ khí Giao thơng
- Phân loại rác:
+ Lá cây chủ yếu là lá cây cây bàng (chiếm 90%): có kích thước dài trong khoảng
(115)cm, rộng trong khoảng (0,56)cm. Có khối lượng trung bình 0,6g.
+ Cành cây khơ (chủ ́u là cành của cây xà cừ): có kích thước dài trong khoảng
(1030)cm, và đường kính cây nhỏ. Khối lượng trung bình 0,65g.
+ Bao bì ni lơng: có khối lượng nhẹ mà mật độ phân bố ít.
-

Tình trạng mặt đường:
+ Mặt đường đổ nhựa, bề mặt tương đối phẳng, nhấp nhơ ít, sát lề đường có rãnh

nghiêng thốt nước rộng 30cm.
- Khơng gian:
+ Mặt đường khảo sát có rộng 5,5m, hai bên đường có nhiều cây xanh.
+ Xe ơ tơ di chuyển ra vào thường xuyên, có nhiều sinh viên qua lại
-

Vị trí phân bố rác:
+ Rác chủ yếu phân bố ở hai bên lề đường, một số ít phân bố ở giữa đường.

Hình 1.1 Khảo sát địa hình rác khu vực lối đi chính
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng
ThS. Dương Đình Nghĩa

5


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khuôn viên trường học

1.1.2. Khu vực khu C đến khu E
-

Phân loại rác:
+ Lá cây (chủ ́u chiếm 90%): có kích thước dài trong khoảng (115)cm, rộng

trong khoảng (0,56)cm. Có khối lượng trung bình 0,6g.
+ Cành cây khô (chủ yếu là cành của cây xà cừ): có kích thước dài trong khoảng
(1030)cm, và đường kính cây nhỏ. Khối lượng trung bình 0,65g.
-

Tình trạng mặt đường:

+ Mặt đường đổ nhựa, bề mặt tương đối phẳng, nhấp nhô ít, sát lề đường có rãnh
nghiêng thốt nước rộng 30cm.
+ Một số đoạn đường đổ bê tông, bề mặt nhấp nhô gồ ghề, một số chổ bị hư hỏng.
-

Không gian:

+ Mặt đường khảo sát rộng 5,5m, xung quanh hai bên đường có nhiều cây xanh.
+ Xe ơ tơ đậu đỗ và di chuyển ra vào hằng ngày, có nhiều sinh viên qua lại

-

Vị trí phân bố rác:
+ Rác chủ yếu tập trung hai bên đường, ở giữa với số lượng ít.

Hình 1.2 Khảo sát địa hình rác khu vực khu C đến khu E
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng
ThS. Dương Đình Nghĩa

6


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khuôn viên trường học

1.1.3. Khu vực phía trước khu A
-

Phân loại rác:
+ Lá cây chủ yếu là lá cây thơng: có kích thước dài và mảnh, khối lượng nhẹ, mật

độ phân bố dày.
+ Một số lá cây khác: có kích thước dài trong khoảng (812)cm, rộng trong
khoảng (36)cm, khối lượng trung bình 0,5g.
+ Cành cây khơ: có kích thước dài trong khoảng (1030)cm, và đường kính cây
nhỏ. Khối lượng trung bình 0,65g.

-

Tình trạng mặt đường:
+ Mặt đường đổ nhựa, bề mặt tương đối phẳng, nhấp nhô ít, sát lề đường có rãnh

nghiêng thốt nước rộng 30cm, một số chổ bị hư hỏng.
- Không gian:
+ Mặt đường khảo sát rộng 5,5m, xung quanh hai bên đường có nhiều cây xanh.
+ Xe ô tô đậu đỗ và di chuyển ra vào hằng ngày, có nhiều sinh viên qua lại
-

Vị trí phân bố rác:
+ Rác chủ yếu tập trung hai bên đường, ở giữa với số lượng ít.

Hình 1.3 Khảo sát địa hình rác khu vực phía trước khu A
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng
ThS. Dương Đình Nghĩa

7


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khuôn viên trường học

1.1.4. Khu vực khu D
-

Phân loại rác:
+ Lá cây (chủ yếu lá cây phượng): Có kích thước nhỏ, khối lượng trung bình

0,125g, mật độ phân bố dày đặt.
+ Cành lá cây phượng: Kích thước nhỏ và số lượng ít
-

Tình trạng mặt đường.
+ Mặt đường đổ bê tông, bề mặt tương đối bằng phẳng.

-

Không gian.
+ Đường khảo sát rộng 5,5m, mật độ giao thông tương đối ít.

-

Vị trí phân bố rác.
+ Rác chủ yếu tập trung hai bên lề đường, ở giữa phân bố với số lượng ít.

Hình 1.4 Khảo sát địa hình rác khu vực khu D
1.1.5. Khảo sát khu vực khu F
- Phân loại rác:
+ Lá cây chủ yếu là lá cây (chiếm 90%), kích thước dài trong khoảng (510)cm,
rộng trong khoảng (13)cm. Có khối lượng trung bình 0,3g.
-

Tình trạng mặt đường:
+ Mặt đường đổ nhựa, bề mặt tương đối bằng phẳng, sát đường có rãnh thốt

nước rộng 30cm.
- Khơng gian:

+ Đường khảo sát có bề rộng 5,5m, mật độ giao thơng tương đối nhiều do sinh
viên đi học hằng ngày.
- Vị trí phân bố rác:
+ Rác chủ yếu tập trung sát hai bên lề đường.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng
ThS. Dương Đình Nghĩa

8


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khn viên trường học

Hình 1.5 Khảo sát địa hình rác khu vực khu F
1.1.6. Khảo sát khu vực khu G
-

Phân loại rác:
+ Lá cây chủ yếu là lá cây bàng, có mật độ ít và kích thước lớn.

-

Tình trạng mặt đường:
+ Mặt đường đổ nhựa, bề mặt tương đối bằng phẳng, sát hai bên lề đường có rãnh

thốt nước rộng 30cm.
- Khơng gian:
+ Đường khảo sát có bề rộng 5,5m.

-

Vị trí phân bố rác:
+ Mật độ phân bố lá tương đối nhiều, rác chủ yếu tập trung sát hai bên lề đường.

Hình 1.6 Khảo sát địa hình rác khu vực khu G
1.1.7. Khảo sát khu vực khu H
-

Phân loại rác:
+ Chủ yếu là lá cây khô, có mật độ nhiều và kích thước vừa phải.

-

Tình trạng mặt đường:

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng
ThS. Dương Đình Nghĩa

9


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khuôn viên trường học

+ Mặt đường đổ nhựa, bề mặt tương đối bằng phẳng, sát hai bên lề đường có rãnh
thốt nước rộng 30cm.
-

Khơng gian:
+ Đường khảo sát có bề rộng 5,5m.

-

Vị trí phân bố rác:
+ Mật độ phân bố lá ít và chủ yếu tập trung sát hai bên lề đường.

Hình 1.7 Khảo sát địa hình rác khu vực khu H
1.1.8. Khảo sát khu vực khuôn viên khu F
-

Phân loại rác: chủ yếu là lá cây khô với nhiều loại khác nhau.
+ Cành cây khô: Có kích thước dài (1240)cm, khối lượng trung bình 0,65g.
+ Lá cây phượng: Phân bố nhiều và nhỏ, có khối lượng trung bình 0,125g, mật độ

phân bố dày đặc.
+ Lá cây bồ đề: Kích thước dài 12cm, rộng 20cm, khối lượng trung bình 0,19g.
+ Hoa giấy: Có kích thước nhỏ, khối lượng nhẹ và nhiều.
+ Lá tre: Có kích thước dài (1525)cm, khối lượng trung bình 0,45g.
+ Một số bao ni long và vỏ chai rải rác quanh khu vực.
-

Tình trạng mặt đường:
+ Nền đường dạng đá tấm, bề mặt gồ ghề, nhấp nhô nhỏ trong khoảng cỡ

(13)mm.
-

Không gian:

+ Đường khảo sát có bề rộng thay đổi trong khoảng từ (1,55,5)m
+ Đường có nhiều đoạn quanh co. Xung quanh có nhiều cây xanh.
+ Có hốc viền xung quanh hồ cá: Cao 26mm, rộng 30mm.

-

Vị trí phân bố rác:
+ Rác phân bố hầu như khắp đường và chủ yếu tập trung ở hai bên lề.
+ Các loại rác phân bố xen kẻ lẫn nhau.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng
ThS. Dương Đình Nghĩa

10


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khn viên trường học

Hình 1.8 Khảo sát địa hình rác khu vực khn viên khu F
1.1.9. Khảo sát khu vực sau khu A
- Phân loại rác:
+ Chủ ́u là lá cây khơ, có mật độ nhiều và kích thước vừa phải.
-

Tình trạng mặt đường:
+ Mặt đường được lát đá terrazzo, nhấp nhô tương đối giữa những viên đá và xi

măng trám nền, bề mặt đá có nhiều rãnh thốt nước được khắc trên đá.

- Khơng gian:
+ Bề rộng mặt đường khảo sát (1,5-3,5) m, thoáng mát.
-

Vị trí phân bố rác:
+ Mật độ phân bố lá nhiều và tập trung chủ yếu ở sát bên lề đường.

Hình 1.9 Khảo sát địa hình khu vực sau khu A
1.1.10. Khảo sát khu vực xuống xưởng động lực
- Phân loại rác: chủ yếu là lá cây khô với nhiều loại khác nhau.
+ Lá cây bàng: Có mật độ ít và kích thước dài trong khoảng (2540)cm, rộng
trong khoảng (1530)cm.
+ Lá cây táo: có mật độ phân bố nhiều, khối lượng và kích thước nhỏ.
+ Lá cây bồ đề: Có kích thước dài 12cm, rộng 20cm, khối lượng trung bình 0,19g.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng
ThS. Dương Đình Nghĩa

11


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khuôn viên trường học

+ Rác chủ ́u là lá cây khơ, có nhiều loại lá, mật độ tương đối nhiều và kích
thước trải dài từ nhỏ đến lớn.
-

Tình trạng mặt đường:
+ Mặt đường được đổ nhựa, bề mặt đường tương đối phẳng. Có rãnh thốt nước ở

hai bên khoảng 30 cm và nghiêng nhẹ.
-

Không gian:
+ Bề rộng mặt đường khảo sát (3,55,5)m.

-

Vị trí phân bố rác:
+ Mật độ phân bố lá nhiều và tập trung chủ yếu ở hai bên lề đường.

Hình 1.10 Khảo sát địa hình khu vực lối đi xuống xưởng
1.1.11. Khảo sát đường khu E – khu căn tin
- Phân loại rác: chủ yếu là lá cây khô với nhiều loại khác nhau.
+ Chủ ́u là lá cây bàng: Có mật độ ít và kích thước dài trong khoảng
(2540)cm, rộng trong khoảng (1530)cm.
-

Tình trạng mặt đường:
+ Mặt đường được đổ nhựa, bề mặt đường nhấo nhơ tương đối. Một số đoạn có

rãnh thốt nước ở hai bên khoảng 30 cm và nghiêng nhẹ.
-

Không gian:

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng

ThS. Dương Đình Nghĩa

12


Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác VN-Sweeper 01 trong khuôn viên trường học

+ Bề rộng mặt đường khảo sát 5,5m.
-

Vị trí phân bố rác:
+ Mật độ phân bố lá ít và tập trung chủ yếu ở hai bên lề đường, mặt đường tương

đối sạch.

Hình 1.11 Khảo sát địa hình khu vực căn tin - khu E
1.2. Khảo sát, thống kê nguồn nhân công lao động
Theo thực tế khảo sát nhận thấy việc thu gom rác hiện tại ở nước ta vẫn được thực
hiện theo phương pháp thủ công bằng cách thuê nhân công trục tiếp quét dọn, gom lại
và đi đổ tại nơi đã quy định.
Theo thống kê cho thấy, 1 người công nhân vệ sinh đường với các dụng cụ thô sơ
như chổi, cào thì một ngày 1 người cơng nhân dọn được khoảng (35) km đường 1
lượt làm tương đương 810 giờ làm việc. Đây chỉ là thời gian quét và gom rác trên
một tuyến, chưa tính đến việc phải cần đến nhân cơng để đưa rác đến nơi tập kết.

Hình 1.12 Phương pháp thu gom thủ công của các công nhân
Với năng suất làm việc đó rác thải tồn đọng khơng thể được dọn sạch trong thời
gian ngắn, và đương nhiên để lâu thì rác sẽ giịn lại gây bốc mùi hơi thối gây khó chịu
cho người đi đường. Đặc biệt là những nơi như trường học và cơ quan, rác thải sẽ ảnh
hưởng rất nhiều đến mỹ quan, môi trường xanh sạch đẹp vốn có, làm giảm hiệu suất

làm việc cũng như học tập của các học sinh, sinh viên.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Dương Việt Dũng
ThS. Dương Đình Nghĩa

13