Luận văn Thiết kế robot làm sạch tấm pin mặt trời

à hoạt động trên pin lâu dài. Robot SolarCleano đƣợc quản lý từ xa bằng điều khiển từ xa, do đó không có rủi ro khi làm việc ở độ cao cho ngƣời vận hành và không có nguy cơ làm hỏng các tấm bằng cách dậm chân. Một camera đƣợc cài đặt trên đỉnh của robot cung cấp cho ngƣời dùng một trƣờng hình ảnh đầy đủ, phạm vi điều khiển 200m. Đƣợc cung cấp các kích cỡ và loại bàn chải khác nhau để sử dụng có hoặc không có nƣớc. Các lông xoắn ốc kép cho phép phủ bụi bẩn ngay khi bàn chải đầu tiên đi qua. Về chuyên môn của nó là vệ sinh bảng điều khiển năng lƣợng mặt trời, làm sạch quang điện, xử lý bởi một ngƣời, leo dốc 25 °, tốc độ 31m / phút, robot điều khiển từ xa, chạy bằng pin. 1.8. DÙNG CÁC HOÁ CHẤT ĐỂ TẨY RỬA. Do bề mặt bảo vệ pin mặt trời là kính nên các hoá chất đƣợc dùng là chuyên rửa kính. Hiện nay trên thị trƣờng có nhiều loại hoá chất tẩy rửa kính khác nhau. Tính chất Chƣơng 1. Tổng quan 21 của các loại hoá chất tẩy rửa kính không ăn mòn kim loại, kính và nhựa cả trong sử dụng thông thƣờng và phơi ngoài ánh sáng. Hình 1. 19 Nƣớc tẩy rửa. Hoá chất lau kính giúp nhanh chóng lau sạch bóng các bề mặt kính và duy trì độ sáng bóng lâu dài. Nhờ công nghệ tẩy rửa hiện đại cùng các chất hoạt tính đa năng giúp thấm sâu và phân tách mọi vết bẩn cứng đầu.  Đánh bay vết bẩn  Chống bám bụi  Sạch bóng vết bám  Sạch vết ố, mốc kính  Giúp kính sáng bóng  Bảo vệ bề mặt kính với chất chống ăn mòn. Hoá chất là loại nƣớc giúp tăng khả năng làm sạch kính, nhƣng khi sử dụng nên phân tích xem việc cân nhắc sử dụng hoá chất do vấn đề môi trƣờng. Bảo vệ môi trƣờng là yếu tố cần thiết, kính mặt trời tạo ra để tạo ra năng lƣợng sạch giúp giải quyết điện cũng nhƣ tạo ra môi trƣờng lành mạnh. Vì vậy nƣớc tẩy rửa chỉ nên sử dụng khi cần thiết với việc đánh giá các khối lƣợng bẩn và loại tích tụ lƣợng bẩn của kính nhƣ rêu hay phân chim.v.v.v... Thêm nữa là dùng hoá chất sẽ phải cần dùng nƣớc nhiều để loại bỏ hoá chất khỏi bề mặt, nếu không loại bỏ hoá chất sẽ bám vào bề mặt khi đó cộng thêm ảnh hƣởng Chƣơng 1. Tổng quan 22 của nắng mặt trời làm cho nƣớc hoá chất bám chặt vào kính hơn, gây ra khó vệ sinh sau này. 1.9. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ VÀ PHẠM VI CỦA LUẬN VĂN. 1.9.1. Mục tiêu. Phân tích và thiết kế robot cho công việc làm sạch trên tấm pin. Với đề tài này, luận văn sẽ tập trung thiết kế robot với điều khiển cầm tay, linh hoạt di chuyển. Dựa vào vị trí và mức độ bẩn để đƣa ra quyết định làm sạch thông qua điều khiển. Mô hình robot này là tiền đề để phát triển hệ thống làm sạch trong hộ gia đình và trong công nghiệp, ứng dụng thực tế phù hợp với nhu cầu ở Việt Nam hiện nay. 1.9.2. Nhiệm vụ của luận văn.  Với mục tiêu đƣa ra luận văn sẽ có nhiệm vụ mục tiêu nhƣ sau: Yêu cầu thiết kế robot làm sạch tấm pin cho các hộ gia đình quy mô lớn hoặc các công ty, xí nghiệp đƣợc lắp các tấm pin có diện tích khoảng 300m2 trở lên, pin đƣợc lắp trên các mái nhà có góc nghiêng 0-30 0 . Các tấm pin xếp liền nhau hoặc cách nhau tối thiểu 30 cm, các mái đặt tấm pin cao khoảng 30- 50m. Các tấm pin bám bụi từ 3 tháng đến 6 tháng. Thiết bị sẽ di chuyển trên một dãy các bảng và làm sạch bằng cách sử dụng hai bàn chải trên robot, bàn chải đặt vào thân robot và đƣợc làm bằng sợi nhỏ để đảm bảo rằng các tấm pin sẽ không bị trầy xƣớc, hệ thống bàn chải xoay sẽ đƣợc gắn trên một trục quay cũng đƣợc quay bằng động cơ truyền động chính, làm sạch có thể dùng nƣớc hoặc không. Hệ thống sẽ di chuyển bằng bánh xe đƣợc điều khiển bởi động cơ điện. Thiết bị sẽ có thêm ống dẫn nƣớc để phun. Robot phải di chuyển linh hoạt trên tấm pin có kích thƣớc không đồng đều và không bị rơi do góc nghiêng. Thiết bị sẽ đƣợc điều khiển bằng tay cầm đƣợc cung cấp năng lƣợng bởi một pin bên trong cả robot và tay cầm. Robot đƣợc đặt tên là CSP ( Clean Solar Paner). Bao gồm các công việc. 1. Thiết kế cơ khí cho CSP.  Thiết kế các cơ cấu khung cho CSP  Phân tích chọn cơ cấu cơ khí cho linh kiện CSP nhƣ bánh xe, đai, con lăn  Tính toán phân tích lực và vận tốc của xe và con lăn  Tính toán lựa chọn ổ bi trục  Thiết kế và đƣa ra mô hình 3D. 2. Thiết kế hệ thống điều khiển.  Tính toán lựa chọn các driver, nguồn, vi điều khiển Chƣơng 1. Tổng quan 23  Bố trí và kế nối các thiết bị điện hợp lý  Xây dựng giải thuật điều khiển. 1.9.3. Giới hạn phạm vi của luận văn CSP hoạt động với 1 số điều kiện nhất định nhƣ sau:  Vận tốc di chuyển tối đa 0,3 m/s  Công suất vệ sinh 500- 700 m2/ giờ  Góc nghiêng tối đa 300  Khối lƣợng tối đa 9 kg. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 24 Chƣơng 2. CÁC PHƢƠNG ÁN LỰA CHỌN CHO CSP. 2.1. CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ. Để lựa chọn thiết kế tốt nhất cần đƣa ra các tiêu chí sau:  Mức độ linh hoạt: Là thiết kế có thể sử dụng đƣợc cho các cấu hình bảng khác nhau, nhƣ độ nghiêng, kích thƣớc, khoảng cách của các tấm. Vận chuyển thiết bị qua lại và tính tƣơng thích mức độ phù hợp của nó, ví dụ trên mái nhà trung bình của gia đình, của doanh nghiệp..v.v, đặt hàng loạt nhiều dãy pin, tấm pin đặt trên biển, trên sa mạc.  Độ phức tạp: Độ phức tạp của thiết bị hoặc các bộ phận của nó phải phù hợp với sự thích nghi làm việc có dùng nƣớc hay không dùng nƣớc.  Chi phí: Chi phí phải tối giản, giá thành hợp lý, phù hợp với từng loại việc làm sạch.  Kích thước: Thiết bị cần lớn hay nhỏ, phù hợp với quy mô và hiệu suất đề ra.  Khu vực vệ sinh: Khu vực nào thiết bị có thể làm sạch tƣơng đối với kích thƣớc riêng của nó. Đối với mỗi tiêu chí, có các thiết kế khác nhau. 2.2. PHƢƠNG ÁN DI CHUYỂN NGANG BÀN CHẢI CHẠY DỌC. Robot đƣợc thiết kế một bàn chải đƣợc sắp xếp theo chiều ngang và đƣợc gắn trên một cấu trúc có thể di chuyển theo chiều dọc chạy từ trên xuống dƣới và ngƣợc lại trên con robot có một hệ thống đƣờng ray chạy ngang (xem hình 2.1 ). Mặc dù điều này làm cho thiết kế phức tạp hơn nhƣng nó có thể quét bụi dễ dàng hơn bằng cách chỉ cần quét nó xuống và bụi bay ra khỏi bảng điều khiển. Hình 2. 1 Hƣớng di chuyển ngang bàn chải chạy dọc của robot. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 25 Ưu điểm: Không dùng nƣớc, ổn định hơn, thích nghi tốt trong môi trƣờng sa mạc. Nhược điểm: Kích thƣớc đƣờng ray cố định khi di chuyển trên tấm bảng, làm sạch lâu hơn do kích thƣớc bàn chải nhỏ. 2.3. PHƢƠNG ÁN DI CHUYỂN NGANG BÀN CHẢI CHẠY NGANG. Một bàn chải đƣợc sắp xếp theo chiều dọc đƣợc gắn trên một cấu trúc có thể di chuyển theo chiều ngang trên một hệ thống đƣờng ray (xem hình 2.2) . Bởi vì đƣờng đi đƣợc xác định, bàn chải chỉ có thể làm sạch một hàng bảng, điều này dành cho mảng dân cƣ thƣờng không đủ. Bàn chải đƣợc sử dụng có thể đƣợc ghép nối với nhau hoặc thêm vào các bàn chải. Bàn chải có thể đƣợc đặt nghiêng một chút để bụi đƣợc quét xuống phía dƣới và bay sang một bên. Ƣu điểm: Không dùng nƣớc, không cần con ngƣời, hiệu quả cao, hiệu suất nhanh. Nhƣợc điểm: Khó di chuyển chuỗi này sang chuỗi khác, kích thƣớc chiều rộng bảng không đồng đểu. Hình 2. 2 Hƣớng di chuyển ngang bàn chải chạy ngang. 2.4. PHƢƠNG ÁN ROBOT TREO VỚI HAI DÂY SONG SONG Nguyên lý robot đƣợc thiết kế có một con di chuyển trên đƣờng ray và một con chay dọc theo tấm bảng đƣợc gắn vào hai sợi dây (xem hình 2.3). Thiết bị làm sạch sẽ di chuyển lên xuống theo chiều dọc của tấm bảng. Không sử dụng nƣớc. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 26 Hình 2. 3 Robot hai dây treo song song Ưu điểm: Thiết kế cho phép robot thích ứng với sự tổ chức bố cục bảng điều khiển và bao phủ nhiều hàng bảng điều khiển. Sẽ rất hiệu quả cho các mảng đƣợc lắp đặt trên mái nghiêng lớn. Nhược điểm: Cần phải có dây dẫn dài, diện tích chứa dây lớn, góc nghiêng cần phải đủ, bố trí phức tạp, cần có đƣờng ray. 2.5. PHƢƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN ROBOT CẦM TAY. Robot có thể di chuyển theo hƣớng khác nhau trên tấm pin do bộ phận tay cầm điều khiển, tiến lùi, rẽ trái phải, bàn chải đƣợc đặt trƣớc hoặc cả trƣớc cả sau của con robot để làm sạch. Tích hợp thêm nƣớc để làm sạch do đó hiệu quả cao cho tấm pin. Hình a. Robot di chuyển bằng chân. Hình b. Robot di chuyển bằng bánh. Hình 2. 4 Robot điều khiển cầm tay. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 27 Phƣơng án này đƣợc chia thành hai loại, một loại chạy bằng chân và một loại bằng bánh.  Đối với robot di chuyển bằng chân: Bàn chân đƣợc gắn vào hai rãnh xích quanh thân, cho phép robot tiến về phía trƣớc nhƣ một phƣơng tiện theo dõi. Hai rãnh xích đƣợc sắp xếp theo hai hƣớng ngƣợc nhau; chuyển động về phía trƣớc đạt đƣợc bằng cách kích hoạt các ống hút theo một hƣớng di chuyển, trong khi chuyển động ngƣợc lại đạt đƣợc với các ống hút đƣợc nâng lên. Các ống hút nhỏ cho phép robot làm sạch bám chặt vào pin (hình 2.4a). Ưu điểm: Hiệu quả khi làm sạch trên các tấm nghiêng, các tấm năng lƣợng ghép rộng nhiều, có thể tạo áp lực bàn chải lên tấm pin. Làm việc trong những tấm pin khó tiếp cận của con ngƣời, linh hoạt từ tấm này sang tấm khác Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, sử dụng nhiều động cơ, tốc độ chạy chậm. Phải mất nhiều thời gian vào việc luyện tập vận hành điều khiển robot.  Đối với robot di chuyển bằng bánh: Dùng các loại bánh nhƣ bánh đai, bánh cao su mềm đƣợc gắn trên robot và di chuyển trên các tấm pin nhờ vào động cơ truyền động (hình 2.4b). Ưu điểm: Tốc độ nhanh hơn bằng chân, linh hoạt khi di chuyển, làm sạch hiệu quả cao do có sự điều khiển tay cầm, dễ chế tạo. Nhược điểm: Khả năng thích nghi địa hình mặt pin kém hơn bằng chân, không thể di chuyển trên tấm nghiêng trên 450, cần phải thay pin khi pin hết, cần phải có thiết bị đƣa lên. Thiết bị làm sạch bằng nƣớc nên dây dẫn nƣớc làm càn trở di chuyển. Phải mất thời gian vào việc luyện tập điều khiển robot. => Chọn phƣơng án robot điều khiển tay cầm và chạy bằng bánh xe. Lý do phù hợp với công việc làm sạch, linh hoạt di chuyển qua các bề mặt tấm và các dãy bảng, di chuyển qua các tấm pin xếp không đồng nhất hình dạng. Làm chủ đƣợc quy trình chỉnh sửa khi bề mặt vết bẩn khó ra. 2.6. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN DI CHUYỂN  Phương án 1: Robot di chuyển bằng bánh xe. Robot di chuyển bằng bánh xe dễ di chuyển, điều khiển và ổn định. Dùng bánh cao su có ma sát lớn, cơ cấu bánh cấu tạo không phức tạp. Chuyển động linh hoạt qua các địa hình nhanh hơn bánh đai. Đối với robot bánh xe cần phải có trọng lƣợng lớn để tăng ma sát vào bề mặt hoặc thiết kế bánh xe phải to và dài. Nhƣợc điểm là ma sát không lớn khi bám vào bề mặt, đối với mặt nghiêng dễ trơn trƣợt, nếu tăng trọng lƣợng để có lực ma sát lớn thì động cơ dùng sẽ tốn công suất. Khi cán qua vật cản dễ bị nẩy và trƣợt xe. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 28 Hình 2. 5 Di chuyển bằng bánh xe.  Phương án 2: Robot di chuyển bằng hai cơ cấu bánh đai. Hai cơ cấu bánh đai đƣợc gắn vào hai bên (hình 2.6 ), mỗi bánh dẫn động bởi mỗi động cơ riêng, các động cơ truyền động này có thể gắn gián tiếp qua bộ truyền hoặc gắn trực tiếp vào bánh đai để tạo chuyển động của Robot. Hình 2. 6 Di chuyển bằng 2 bánh đai. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 29 Khi hai cơ cấu bánh đai cần điều khiển rẽ trái hay phải thì hai động cơ quay ngƣợc chiều nhau để hai bánh đai chuyển động ngƣợc chiều tạo ra chuyển động quay qua trái hay qua phải. Phƣơng án này hiệu quả cho việc bề mặt ma sát lớn có thể bám dính tấm pin.  Phương án 3: Robot di chuyển bằng bốn cơ cấu bánh đai. Phƣơng án thêm vào nhiều hơn các cơ cấu bánh đai sẽ làm tăng tính cơ động và linh hoạt hơn cho Robot (hình 2.8). Khi bánh đai điều khiển rẽ thì điều khiển tốc độ hai động cơ lệch nhau hoặc chạy ngƣợc chiều nhau. Với phƣơng án này thì có ƣu điểm là các nhánh cơ cấu bánh đai làm kéo dài chiều dài Robot, giúp dễ dàng vƣợt qua các khe rộng và trèo lên các địa hình gập ghềnh, tạo khả năng di chuyển cao. Song với việc thêm các nhánh bánh đai nhƣ vậy thì có nghĩa robot có nhiều phần chuyển động hơn, làm tăng độ phức tạp cho việc chế tạo và điều khiển. Khả năng chuyển động qua các địa hình linh hoạt. Hình 2. 7 Khả năng chuyển động Robot di chuyển bằng bốn cơ cấu bánh đai. Do thiết bị đi trên mặt phẳng không có địa hình phức tạp, cần độ ma sát lớn, vận tốc chạy không cần quá nhanh, điều khiển và cơ cấu không quá phức tạp do đó giảm chi phí nên ta chỉ cần chọn phƣơn án 2 là phù hợp. 2.7. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN CĂNG ĐAI. Không gian giữa bánh đai điều khiển và bánh quay theo cần phải đƣợc tiếp xúc đều nhau với mặt đất để đạt độ ma sát hiệu quả nhất. Điều này đƣợc thực hiện bằng một vài cách. Các phƣơng án chỉnh để căng đai:  Các bánh dẫn hƣớng.  Căng đai dùng cần lắc cân bằng.  Căng đai dùng lò xo. Các bánh dẫn hƣớng (hình 2.8) là các bánh đƣợc gắn cố định trên trục, đƣợc thiết kế chạy trong rãnh nhô lên chạy dọc toàn bộ chiều dài đai. Bánh này đƣợc thiết kế nhỏ hơn bánh đai, khi lăn chúng dữ đƣợc biên dạng cho đai tránh trƣợt đai ra ngoài do có các rãnh ở dây đai khớp với các bánh dẫn hƣớng, hoặc các dây đai nhô lên để các bánh dẫn khớp vào. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 30 Hình 2. 8 Bánh dẫn hƣớng. Căng đai dùng cần lắc cân bằng (hình 2.9). Cách bố trí hệ thống cần lắc cân bằng đƣợc sử dụng trên các xe có bánh thì hầu nhƣ hiệu quả, các bánh lăn đƣợc đỡ từng cặp trên cần lắc cân bằng bố trí giữa bánh điều khiển và bánh quay theo. Các cần lắc sẽ cho phép xích biến đổi không đáng kể khi đi ngang qua, địa hình gồ ghề, nó làm giảm chuyển động theo phƣơng thẳng đứng của khung. Hình 2. 9 Căn đai dùng cần lắc. Căng đai dùng lò xo (hình 2.10). Phƣơng án này phức tạp hơn nhƣng chuyển động sẽ êm hơn do giảm chấn động của va chạm, làm tăng áp lực lên bề mặt đai nhƣng chính vì vậy khi robot xoay nó làm cho ma sát lớn hơn dễ bị mòn đai. Lò xo gắn lên các bánh lăn có trụ luôn tạo ra lực tỳ lên đai, có ba loại chính: Tay kéo trên lò xo xoắn, tay kéo với lò xo cuộn, lò xo lá cân bằng. Hình 2. 10 Căng đai dùng lò xo. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 31 Chọn phƣơng án căng đai dùng bánh dẫn hƣớng vì độ phức tạp ít, dễ dàng lắp ráp, dùng các bánh nhỏ lăn trên đai nên gọn gàng hơn, bề mặt di chuyển phẳng nên không cần lò xo giảm xóc đỡ phức tạp chi tiết nhƣ hình 2.11. Hình 2. 11 Cơ cấu căng đai dùng bánh dẫn hƣớng. 2.8. PHÂN TÍCH ƢU NHƢỢC ĐIỂM CỦA BÁNH ĐAI. Robot chạy bằng bánh đai phức tạp hơn các loại robot khác ở bộ phận đai và cố định bánh đai. Có thể tăng tốc tức thời mà không bị trƣợt bánh. Thƣờng các loại đai có sẵn trên thị trƣờng nhiều nhƣng khi việc chế tạo robot phải phù hợp với từng loại đai khác nhau nên khó khăn trong việc mua đai. Vật liệu làm đai dẻo nên uốn dễ dàng. Bộ phận dây đai khi di chuyển luôn đòi hỏi dây đai phải có độ căng, độ bám vào bánh đai nếu không sẽ bị rời khỏi bánh đai. Đối với bánh độc lập thì điều này không xảy ra. Nhờ có cấu tạo bằng đai nên khi chạy robot không có hiện tƣợng trƣợt trơn. Khả năng bám bề mặt tốt do ma sát bám bề mặt lớn. 2.9. PHÂN TÍCH CHỌN DÂY ĐAI. Đai có rất nhiều loại đai khác nhau dùng để dẫn động nhƣ đai dẹt, đai thang, đai chêm và đai răng nhƣng trong số đó để dẫn động và dẫn hƣớng di chuyển thì nên dùng đai răng.  Đai răng: Do có các răng trên đai bám ăn khớp vào các bánh răng tạo ra ma sát khá lớn, nên không bị trƣợt khi truyền động di chuyển, lực căng đai không phải quá lớn để tạo ma sát cho bánh dẫn. Để đai không bị trƣợt khỏi bánh khi quay ta thiết kế tạo một đƣờng ở giữa đai nhô lên.  Đai thang: Dây đai dày nên cần lực căng lớn bề mặt nhỏ, ma sát không lớn nên khi truyền động dễ bị trơn trƣợt.  Đai dẹt: Dùng cho truyền động có kết cấu chặt chẽ, đƣờng truyền nhanh .Ma sát nhỏ truyền động dễ xảy ra hiện tƣợng trƣợt, ngay cả khi robot xoay. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 32 Để dễ dàng sử dụng cũng nhƣ hiệu quả khi làm việc ta nên chọn đai răng, kèm với thiết kế có đƣờng lồi ở giữa do đó khi ăn khớp không bị trơn trƣợt và quay xe không bị lệch dây đai, phổ biến trên thị trƣờng, do có các răng nên việc trƣợt giữa đai và bánh đai không xảy ra, lực căng không lớn, đai mềm. Đai đƣợc chọn thiết kế nhƣ hình 2.12. Hình 2. 12 Dây đai cho bánh xe. 2.10. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG CHO BÁNH XE. 2.10.1. Truyền động không thông qua bộ truyền ngoài. Là truyền động từ động cơ có hộp giảm tốc truyền trực tiếp vào tải hoặc bánh xe. Ưu điểm: Kết cấu đơn giản khi gắn vào động cơ không cần truyền động. Có thể tối ƣu công suất ít hao phí. Nhược điểm: Quá tải dễ nhanh hỏng động cơ. Chọn thông số vòng quay theo các hộp số đi kèm với đông cơ. Gắn trực tiếp trục vào bánh xe nguy cơ hỏng trục khó thay thế. 2.10.2. Truyền động bằng đai. Hình 2. 13 Truyền động đai. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 33 Là truyền động từ động cơ qua bánh xe thông qua bộ truyền đai. Bộ truyền đai thƣờng dùng truyền tải trọng từ nhỏ đến trung bình. Tải trọng cực đại có thể đến 50 kW. Bộ truyền có thể làm việc với vận tốc nhỏ đến trung bình, vận tốc thƣờng dùng không nên quá 20 m/s, vận tốc lớn nhất có thể đạt là 30 m/s. Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản giá thành rẻ. Do quá trình trƣợt giữa dây đai và bánh đai nên khi quá tải đột ngột cũng không gây ra hƣ hỏng cho các chi tiết của bộ truyền. Nhờ vào tính chất đàn hồi nên biên độ dao động của cơ cấu do tải trọng thay đổi sinh ra không lớn không ồn, làm việc êm, có thể truyền động giữa các trục xa nhau và giữa các trục đƣợc bố trí thích hợp. Nhược điểm: Tuổi thọ của đai thấp, tải trọng tác dụng lên ổ lớn do có lực căng ban đầu, tỉ số truyền thay đổi do có sự trƣợt phải có thiết bị bảo vệ cho bộ truyền đai tránh các bụi bẩn bay vào, tính toán thêm các thông số của đai. 2.10.3. Truyền động bằng xích. Truyền động xích (hình 2.14) thuộc loại truyền động ăn khớp gián tiếp, từ động cơ qua bộ truyền đến bánh xe, thƣờng đƣợc dùng để truyền động cho các trục xa nhau. Có thể dùng truyền động xích để giảm tốc hoặc tăng tốc. So với truyền động đai, khả năng tải và hiệu suất của truyền động xích cao hơn. Hình 2. 14 Truyền động xích. Ưu điểm: So với truyền động đai thì truyền động xích có hiệu suất truyền tải cao, kích thƣớc nhỏ gọn, có thể truyền chuyển động và công suất cho nhiều trục. Nhược điểm: Vận tốc tức thời của xích và đĩa bị dẫn không ổn định. Việc chế tạo và chăm sóc phức tạp nhƣ phải dùng nhớt bôi trơn xích dẫn dẫn đến nhớt sẽ rỉ ra ngoài, chóng mòn khi bôi trơn không tốt và môi trƣờng làm việc nhiều bụi, làm việc có va đập. 2.10.4. Truyền động bằng bánh răng. Truyền động bánh răng nhƣ hình 2.15 dùng để truyền động giữa các trục, thông thƣờng có kèm theo sự thay đổi về trị số và chiều của momen hoặc vận tốc. Tùy theo vị trí tƣơng đối giữa các trục phân ra truyền động bánh răng trụ (răng thẳng, răng nghiêng, răng chữ V) để truyền chuyển động giữa các trục song song; truyền động bánh răng côn Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 34 (răng thẳng, răng nghiêng, răng cung tròn) để truyền chuyển động giữa các trục giao nhau; truyền động bánh răng trụ chéo hoặc bánh răng côn chéo để truyền chuyển động giữa các trục chéo nhau. Hình 2. 15 Truyền động bánh răng. Ưu điểm: Bộ truyền bánh răng có kích thƣớc nhỏ gọn hơn các bộ truyền khác, khi làm việc với công suất, số vòng quay và tỷ số truyền nhƣ nhau. Bộ truyền bánh răng có khả năng tải cao hơn so với các bộ truyền khác có cùng kích thƣớc. Tỷ số truyền không thay đổi, số vòng quay n2 ổn định. Hiệu suất truyền động cao hơn các bộ truyền khác. Làm việc chắc chắn, tin cậy có tuổi bền cao. Nhược điểm: Bộ truyền bánh răng yêu cầu gia công chính xác cao, cần phải có dao chuyên dùng. Giá thành tƣơng đối đắt. Bộ truyền làm việc có nhiều tiếng ồn, nhất là khi vận tốc làm việc cao. Khi sử dụng cần phải chắm sóc, bôi trơn đầy đủ. Xuất phát từ yêu cầu làm việc của robot, hoạt động trên địa hình phẳng dễ trơn trƣợt yêu cầu bánh của robot có momen không lớn, dựa vào các yếu tố ƣu nhƣợc điểm đã nêu do đó ta sử dụng bộ truyền đai để truyền động giữa động cơ và bánh sau robot, cũng xuất phát từ công nghệ chế tạo và kinh tế. Về cấu tạo hình dạng đai ta sử dụng bộ truyền đai răng để có tỷ số truyền ổn định hơn đai khác. 2.11. LỰA CHỌN CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG CHO CHỔI CON LĂN. Nhƣ các phƣơng án truyền động đã nêu ở mục 2.10, ta chọn phƣơng án truyền đai răng, truyền động êm, tốc tải trọng không có va đập. 2.12. LỰA CHỌN CHỔI CON LĂN.  Cấu tạo của chổi con lăn: Gồm có 2 phần, phần lõi và phần sợi bao bên ngoài lõi, phần lõi đƣợc làm bằng các loại vật liệu nhựa, đặc ruột hoặc rỗng, phần sợi bao bên ngoài có nhiệm vụ chà xát làm sạch nên rất quan trọng  Cấu tạo sợi chổi đƣợc đƣa ra nhƣ sau. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 35 Polypropylen hay (PP): Là một sợi chất lƣợng hàng đầu và linh hoạt cho nhiều ứng dụng (hình 2.16). Nó có độ cứng ƣớt tuyệt vời và khả năng chống uốn mỏi . Nó trơ với hầu hết các dung môi, dầu và hóa chất và đặc biệt tốt trong việc chống lại các axit và bazơ mạnh, có tính chất chống thấm O2, hơi nƣớc. Polypropylen có khả năng phục hồi uốn cong tốt. PP không màu, không mùi, không vị, không độc. PP cháy sáng với ngọn lửa màu xanh nhạt, có dòng chảy dẻo, có mùi cháy gần giống mùi cao su. Có khả năng hạn chế chống nắng tự nhiên, đƣợc cải thiện rất nhiều với sợi màu đen. Nó có thể đƣợc tạo thành theo hình tam giác hoặc hình chữ X để cải thiện tiếp xúc bề mặt và giữ chất lỏng. Các sợi polypropylen đƣợc chế tạo bằng các sợi cong hoặc thẳng. Đƣờng kính các sợi từ 0,15 mm đến 1,5 mm theo [23]. Hình 2. 16 Sợi Polypropylen. Nhựa polyamide hay Nylon: Tính chất cơ học tuyệt vời. Nylon độ bền cơ học cao, độ bền tốt, chống mài mòn, nylon có tự bôi trơn tùy ý, hệ số ma sát thấp, và vì thế, cuộc sống lâu dài của nó nhƣ là một thành phần truyền tải. Khả năng chịu nhiệt tuyệt vời. Cơ tính cao, chẳng hạn nhƣ nylon 46, nhiệt độ biến dạng cao, ở 150 ℃ trong sử dụng lâu dài ... PA66 đƣợc gia cố bằng sợi thủy tinh sau khi nhiệt độ biến dạng trên 250 ℃. Tất cả các nylon đều hấp thụ nƣớc trong điều kiện ẩm ƣớt làm giảm độ cứng của sợi. Điểm bất lợi là một sự hấp thụ nƣớc lớn. Tuy vậy nó có độ ổn định cao, tính chất điện của nhựa gia cố sợi có thể làm giảm hấp thụ nƣớc, do đó chịu nhiệt độ cao và độ ẩm cao khi làm việc. Nylon và sợi thủy tinh sự gắn kết rất tốt nhƣ hình 2.17. Hình 2. 17 Sợi nylon. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 36 Các sợi nylon đƣợc chế tạo với các đặc tính lhác nhau. Các sợi nylon có đƣờng kính từ 0,076 mm đến 2,25mm theo [23]. Polyester: là một thay thế kinh tế cho nylon 6,6 hoặc 6,12 trong nhiều ứng dụng. Nó đã cải thiện khả năng chống mài mòn so với polypropylen, nhƣng không tốt bằng nylon. Polyester có khả năng đàn hồi tuyệt vời, chống oxy hóa kháng dung môi ở nhiệt độ cao. Nó có khả năng chống với ánh sáng mặt trời. Các thuộc tính trong các ứng dụng ƣớt hoặc khô không thay đổi đáng kể vì nó không hấp thụ nhiều nƣớc. Nó là một sợi lý tƣởng cho nhiều ứng dụng ƣớt. Chất phụ gia ổn định nhiệt làm cho sợi ít bị oxy hóa. Polyester có thể đƣợc tạo thành theo hình dạng X để cải thiện khả năng giữ nƣớc. Sợi polyester đƣợc làm bằng các sợi uốn cong hoặc thẳng. Sợi polyester có phạm vi từ đƣờng kính từ 1,5 cm đến 1,91cm ( hình 2.18) theo [23]. Hình 2. 18 Sợi polyester. PFA: là sợi đƣợc làm bằng vật liệu Teflon. Sợi này trơ với hầu hết các hóa chất và là vật liệu tuyệt vời cho các ứng dụng nhiệt độ cao cho giới hạn sử dụng liên tục ở 500º F. PFA có sẵn trong đƣờng kính sợi tóc 0,508 và 8,9 mm Hình 2. 19 Chổi con lăn. Chƣơng 2. Các phƣơng án lựa chọn cho CSP 37 Một sợi mài mòn kết hợp nylon và đá mài mòn trong một công thức đặc biệt để cung cấp sức mạnh, độ cứng khi ƣớt, độ bền và kháng hóa chất. Các hạt mài mòn đƣợc phân tán đồng đều trong suốt dây tóc. Đây là một sợi độc đáo bởi vì các cạnh nhọn của lông chổi có thể đƣợc chải trên bất kỳ bề mặt nào cho dù nó có hình dạng gì. Khi bàn chải di chuyển so với bề mặt, các cạnh cắt của sợi tạo ra sự tiếp xúc tốt vì các sợi linh hoạt uốn cong ở các góc khác nhau để phù hợp với đƣờng viền bề mặt. Các sợi nhỏ bị mài gọt ở hai bên cũng nhƣ các đỉnh nhƣ hình 2.19, theo [23]. Hiện nay trên thị trƣờng có nhiều loại chổi lăn khác nhau dành cho đánh, chà, quét trong công nghiệp. Do đó tuỳ vào loại có thể đáp ứng đƣợc để đƣa vào làm chổi con lăn. Để lựa chọn với yếu tố làm sạch các tấm pin nên chọn sợi Polypropylen và sợi Nylon vì nó có sự đàn hồi và chống mài mòn tốt, đặc biệt là không thấm nƣớc do vậy lúc làm sạch, các sợi sẽ không bám bụi bẩn và nƣớc trên đó mà nó hất văng ra, thuận lợi cho việc làm sạch. 2.13. LỰA CHỌN CẤP NƢỚC CHO CSP. Để có thể làm sạch đƣợc bằng nƣớc ta phải cung cấp nƣớc cho CSP. Có hai phƣơng pháp là đƣa nƣớc từ dƣới lên và chứa nƣớc trên CSP.  Phƣơng án để nƣớc trên CSP. Ưu điểm: Tiện lợi, không phải cấp vòi để đƣa nƣớc lên và máy bơm để bơm nƣớc, phù hợp với quy mô nhỏ, các tấm pin không nhiều. Như