Tài liệu Hệ thống đỗ xe xoay vòng

LỜI CẢM ƠN Qua quá trình học tập tại trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh, em đã tiếp thu được rất nhiều kiến thức quý báu từ quý thầy cô trong trường nói chung và các thầy cô trong khoa Cơ khí nói riêng. Luận văn tốt nghiệp là giai đoạn cuối cùng của cuộc đời sinh viên. Là lần cuối cùng để em kiểm tra lại những kiến thức đã đúc kết được sau một quãng thời gian học tập đại học. Luận văn này giúp em có thể áp dụng hết những kiến thức đã được học vào việc giải quyết các vấn đề về kỹ thuật và ứng dụng những kiến thức đã học vào thực tế. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy Lê Thanh Long, người thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em tận tình trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Cảm ơn thầy về những lời nhận xét quý báu, những sáng kiến và ý tưởng đã giúp em nhận ra được những thiếu sót về kiến thức, những sai lầm trong suốt quá trình làm luận văn. Cảm ơn thầy về những lời động viên, những lời khích lệ giúp em hoàn thành tốt nhất luận văn này. Xin cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh, khoa Cơ khí vì sự giảng dạy tận tâm và những kiến thức quý báu được truyền đến, lưu giữ và phát huy qua từng thế hệ sinh viên Bách Khoa. Cũng xin gửi lời cảm ơn tới những người bạn đã giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quãng thời gian khó khăn khi làm luận văn. Cuối cùng và không thể thiếu, đó là lời cảm ơn của em đến gia đình. Một chỗ dựa vững chắc cho em trong những tưởng mình không thể vượt qua. Cảm ơn mọi người đã luôn cho con những lời động viên, những sự quan tâm về tinh thần lẫn vật chất. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Phan Trung Nghĩa GVHD: TS. Lê Thanh Long i SVTH: Phan Trung Nghĩa MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………………...i MỤC LỤC……………………………………………………………………………...ii DANH MỤC HÌNH ẢNH……………………………………………………………...v DANH MỤC BẢNG BIỂU…………………………………………………………..vii 1. TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG, CÁC PHƯƠNG ÁN HỆ THỐNG ĐỖ XE XOAY VÒNG CÓ THỂ ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM......................................................1 1.1 Tình hình giao thông và sư gia tăng phương tiện lưu thông.....................................1 1.2 Những bãi đậu xe tiên tiến đã và đang hoạt động trên thế giới.................................2 1.2.1 Mô hình 1: Bãi đậu xe kiểu truyền thống..........................................................2 1.2.2 Mô hình 2: Bãi đậu xe dạng bán tự động (xếp chồng).......................................3 1.2.3 Mô hình 3: Mô hình xếp tầng............................................................................4 1.2.4 Mô hình 4: Hệ thống đỗ xe sử dụng thang nâng di chuyển................................4 1.2.5 Mô hình 5: Roll park.........................................................................................6 1.2.6 Mô hình 6: Hệ thống thang di chuyển...............................................................7 1.2.7 Mô hình 7: Hệ thống đỗ xe xoay vòng ngang....................................................8 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHO HỆ THỐNG..........................................9 2.1 Thông số thiết kế ban đầu.........................................................................................9 2.2 Nguyên lý cấu tạo và hoạt động.............................................................................11 2.2.1 Cụm làm việc chính.........................................................................................11 2.2.2 Cụm truyền động.............................................................................................12 2.2.3 Cụm kết cấu.....................................................................................................14 2.2.4 Cụm điều khiển...............................................................................................17 2.3 Hình dáng tổng quát của hệ thống..........................................................................20 2.4 Tóm tắt nguyên lý hoạt động cho người dùng........................................................21 2.5 Các bước thiết kế....................................................................................................22 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG VÀ CHỊU TẢI CHO HỆ THỐNG ĐỖ XE XOAY VÒNG.....................................................................................................24 3.1 Lựa chọn tải trọng và tính toán công suất cần thiết cho động cơ............................24 3.1.1 Lựa chọn các thông số tải trọng sơ bộ cho hệ thống........................................24 3.1.2 Tính toán lực kéo chung và momen tải trên cơ cấu xích tải của hệ thống........26 GVHD: TS. Lê Thanh Long ii SVTH: Phan Trung Nghĩa 3.1.3 Tính toán momen cần thiết cho trục công tác và lựa chọn hiệu suất cho cơ cấu dẫn động...................................................................................................................27 3.1.4 Tính toán các thông số động học.....................................................................30 3.2 Tính toán thiết kế và lựa chọn bộ truyền ngoài-bộ truyền xích cho kết cấu............30 3.2.1 Chọn số răng các đĩa xích................................................................................31 3.2.2 Xác định bước xích..........................................................................................31 3.2.3 Xác định khoảng cách trục a và số mắc xích...................................................33 3.2.4 Kiểm nghiệm xích theo độ bền mòn................................................................33 3.2.5 Xác định các thông số của đĩa xích..................................................................34 3.2.6 Kiểm nghiệm theo độ bền tiếp xúc răng đĩa xích............................................36 3.2.7 Tính lực tác dụng.............................................................................................37 3.2.8 Bảng tổng hợp số liệu......................................................................................37 3.3 Tính toán sơ bộ và lựa chọn cơ cấu xích tải con lăn cho hệ thống..........................38 3.3.1 Tổng quan về kết cấu xích tải và các thông số tính toán cần lưu ý...............38 3.3.2 Xác định các thông số của bộ truyền xích.......................................................42 3.3.3 Tính toán lực kéo nâng tải ở nhánh chịu tải và kiểm nghiệm tải trọng phá hủy của xích tải ống con lăn............................................................................................43 3.3.4 Xác định các thông số cơ bản của đĩa xích......................................................45 3.3.5 Lựa chọn đĩa xích phù hợp theo catalogue xích tải......................................46 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP CHỊU TẢI VÀ BỘ PHẬN PALLET NÂNG ĐỠ XE.................................................................................................................47 4.1 Tính toán thiết kế các trục quay dẫn động bởi kết cấu xích truyền động và xích tải ..................................................................................................................................... 47 4.1.1 Chọn vật liệu...................................................................................................47 4.1.2 Tính thiết kế trục.............................................................................................47 4.1.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực...................................48 4.1.4 Tính toán thiết kế sơ bộ cho trục II dẫn động xích tải......................................49 4.1.5 Lựa chọn ổ lăn cho các trục quay:...................................................................56 4.2 Thiết kế kết cấu thép trong xây dựng và cơ khí theo tiêu chuẩn TCVN.................63 4.2.1 Thép hình.........................................................................................................64 4.2.2 Thép chữ I theo tiêu chuẩn TCVN trong kết cấu xây dựng và cơ khí..............65 4.2.3 Thép chữ U theo tiêu chuẩn TCVN trong kết cấu xây dựng và cơ khí............65 4.3.4 Thép hộp chữ nhật theo tiêu chuẩn TCVN dùng cho kết cấu chịu tải đứng.....67 GVHD: TS. Lê Thanh Long iii SVTH: Phan Trung Nghĩa 4.3.5 Lựa chọn kết cấu thép sơ bộ cho kết cấu dựa trên điều kiện chịu tải theo yêu cầu............................................................................................................................ 68 5. BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA CƠ CẤU DẪN ĐỘNG VÀ NÂNG TẢI.......................72 5.1 Các tình trạng cần được bảo trì và biện pháp khắc phục:.......................................72 5.2 Các bước tiến hành kiểm tra cho cơ cấu để đảm bảo sự đồng bộ của kết cấu nâng chuyển.......................................................................................................................... 73 6. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN PLC CHO HỆ THỐNG ĐỖ XE XOAY VÒNG...74 6.1 Tổng quan về bộ điều khiển PLC và các yêu cầu trong vận hành và sử dụng trên phương diện điều khiển bằng PLC...............................................................................74 6.2 Các tiêu chí điều khiển trong vận hành và sử dụng của hệ thống dựa nguyên lí làm việc của bộ xử lí PLC...................................................................................................75 6.3 Ứng dụng phương pháp Grafcet xây dựng sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển PLC cho cơ cấu chấp hành của hệ thống đỗ xe xoay vòng...................................................76 6.3.1 Giới thiệu tổng quan về ngôn ngữ lập trình điều khiển Grafcet trong xây dựng mạch điều khiển:......................................................................................................76 6.3.2 Xây dựng sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển PLC dựa trên phương pháp giản đồ Grafcet cho hệ thống đỗ xe xoay vòng.....................................................................78 6.4 Thiết kế mạch điều khiển PLC theo các yêu cầu của hệ thống đỗ xe xoay vòng....82 6.5 Lập trình code PLC điều khiển hệ thống đỗ xe xoay vòng:....................................83 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................87 GVHD: TS. Lê Thanh Long iv SVTH: Phan Trung Nghĩa DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Lượng gia tăng phương tiện giao thông.........................................................2 Hình 1.2: Mô hình bãi đậu xe truyền thống...................................................................2 Hình 1. 3: Hệ thống đỗ xe bán tự động..........................................................................3 Hình 1. 4: Mô hình xếp tầng..........................................................................................4 Hình 1. 5: Hệ thống đỗ xe sử dụng thang nâng di chuyển..............................................5 Hình 1. 6: Mô hình Roll park.........................................................................................6 Hình 1. 7: Hệ thống đỗ xe thang nâng chuyển...............................................................7 Hình 1. 8: Hệ thống đỗ xe xoay vòng ngang..................................................................8 Hình 2.1: Hệ thống đỗ xe xoay vòng.............................................................................9 Hình 2.2: Kết cấu 3D xoay vòng..................................................................................10 Hình 2.3: Hệ thống đỗ xe xoay vòng...........................................................................10 Hình 2. 4: Hệ thống dẫn động xích tải mắc nối tiếp.....................................................11 Hình 2.5: Hệ thống dẫn động xích tải và mặt cắt nghiêng............................................12 Hình 2. 6: Động cơ dẫn động 3 pha.............................................................................13 Hình 2.7: Hệ thống dẫn động sơ cấp bằng động cơ 3 pha............................................13 Hình 2. 8: Cơ cấu dẫn động xích tải ở bộ truyền thứ cấp.............................................14 Hình 2. 9: Kết cấu khung thép chịu tải trọng chính......................................................15 Hình 2.10: Kết cấu khung thép chịu tải trọng chính.....................................................16 Hình 2.11: Hệ thống nhận diện và điều khiển bằng PLC.............................................17 Hình 2. 12: Kích thước xe chuyên dụng.......................................................................19 Hình 2. 13: Kết cấu tổng quát......................................................................................20 Hình 2. 14: Kết cấu tổng quát bên ngoài......................................................................21 Hình 3.1: Catalogue xích tải của Challenge thuộc dòng M Series-Solid pin................25 Hình 3.2: Kết cấu đĩa xích với bước xích 44,45 theo catalogue của Challenge............36 GVHD: TS. Lê Thanh Long v SVTH: Phan Trung Nghĩa Hình 3.3: Các loại xich tải công nghiệp.......................................................................38 Hình 3.4: Xích tải con lăn chốt rỗng............................................................................39 Hình 3.5: Xích tải con lăn chốt đặc..............................................................................39 Hình 3.6: Bộ phận hỗ trợ nâng tải theo kiểu K (K attachment)....................................40 Hình 3.7: Bộ phận hỗ trợ nâng tải theo kiểu L (L attachment).....................................40 Hình 3.8: Bộ phận hỗ trợ nâng tải theo kiểu S (S attachment).....................................40 Hình 3.9: Các kiểu nối mắt xích thông dụng................................................................41 Hình 3.10: Các kiểu nối mắt xích có khoảng hở..........................................................41 Hình 3.11: Cơ cấu xích tải M315 của Challenge thuộc dòng M Series-Solid pin........42 Hình 3.12: Nguyên lý và công thức tính lực kéo của xích tải trong hệ thống xích tải gàu ..................................................................................................................................... 43 Hình 3.13: Cơ cấu bánh xích dẫn động........................................................................45 Hình 4.1: Biểu đồ phân bố lực kéo của xích tải và xích truyền động...........................50 Hình 4.2: Biểu đồ momen của trục dẫn động (trục II)..................................................50 Hình 4.3: Cấu tạo các loại ổ thông dụng......................................................................56 Hình 4.4: Thông số kích thước tiêu chuẩn theo catalogue của SKF.............................57 Hình 4.5: Thông số kích thước tiêu chuẩn theo catalogue của SKF.............................59 Hình 4.6: Các loại thép hình thông dụng......................................................................64 Hình 4.7: Các loại Thép chữ I thông dụng................................................................65 Hình 4.9: Sơ đồ chịu nén lệch tâm và đúng tâm của kết cấu thép hộp.........................69 Hình 6.1: Sơ đồ nguyên lí thu thập và xử lí số liệu đầu vào của hệ thống bằng PLC...74 Hình 6.2: Nguyên lí hoạt động và lấy số liệu của cảm biến.........................................76 Hình 6.3: Giao diện dành cho người sử dụng quét thẻ và lấy xe của hệ thống.............76 Hình 6.4: Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển PLC.........................................................78 Hình 6.5: Nhánh điều khiển cơ cấu trong quá trình gửi xe...........................................79 GVHD: TS. Lê Thanh Long vi SVTH: Phan Trung Nghĩa Hình 6.6: Nhánh điều khiển cơ cấu trong quá trình lấy xe...........................................80 Hình 6.7: Nhánh điều khiển dừng khẩn cấp khi có trường hợp lỗi kĩ thuật..................81 Hình 6.8: Nhóm 4 công tắt hành trình xác định chiều quay.........................................81 Hình 6.9: Mạch điều khiển hệ thống PLC cho hệ thống đỗ xe xoay vòng...................82 Hình 6.10.1: Bảng code lập trình PLC cho hệ thống đỗ xe xoay vòng.........................82 Hình 6.10.2: Bảng code lập trình PLC cho hệ thống đỗ xe xoay vòng.........................83 Hình 6.10.3: Bảng code lập trình PLC cho hệ thống đỗ xe xoay vòng.........................84 Hình 6.10.4: Bảng code lập trình PLC cho hệ thống đỗ xe xoay vòng.........................85 GVHD: TS. Lê Thanh Long vii SVTH: Phan Trung Nghĩa DANH MỤC BẢNG Bảng 3. 1: Catalogue động cơ 3 pha của Mitsubishi....................................................29 Bảng 3. 2: Catalogue động cơ 3 pha của Mitsubishi....................................................29 Bảng 3. 3: Roller chain catalogue của Challenge.........................................................32 Bảng 3.4: Thông số kích thước của đĩa xích theo catalogue của Challenge.................36 Bảng 3.5: Thông số bộ truyền xích..............................................................................37 Bảng 3.6: Thông số về kích thước và tải trọng của xích tải thuộc dòng M-Series Solid Pin ..................................................................................................................................... 43 Bảng 3. 7: Thông số đĩa xích trong catalogue tương ứng với bước xích 315 m...........46 YBảng 4. 1: Kích thước của then.................................................................................53 Bảng 4. 2: Bảng tính toán tiết diện nguy hiểm.............................................................54 Bảng 4. 3: Kiểm nghiệm độ bền then...........................................................................55 Bảng 4. 4: Thông số kích thước ổ đỡ lòng cầu 2 dãy của SKF....................................57 Bảng 4. 5: Thông số hình học của ổ lòng cầu 2 dãy theo catalogue của SKF..............58 Bảng 4.6: Thông số kích thước ổ đũa trụ ngắn đỡ theo catalogue của SKF.................59 Bảng 4.7: Thông số hình học ổ đũa trụ ngắn đỡ theo catalogue của SKF....................60 Bảng 4.8: Thông số các ổ đũa......................................................................................62 Bảng 4.9: Các loại Thép chữ U thông dụng.................................................................66 Bảng 4.10: Các loại thép vuông thông dụng................................................................67 Bảng 4.11: Các loại thép hộp chữ nhật thông dụng.....................................................68 YBảng 6.1: Chú thích kí hiệu trong mạch điều khiển PLC..........................................83 GVHD: TS. Lê Thanh Long viii SVTH: Phan Trung Nghĩa 1. TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG, CÁC PHƯƠNG ÁN HỆ THỐNG ĐỖ XE XOAY VÒNG CÓ THỂ ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM 1.1 Tình hình giao thông và sư gia tăng phương tiện lưu thông Theo kết quả nghiên cứu của Ủy ban An toàn Giao thông Quốc gia mới được công bố tại một hội thảo ở Hà Nội, nhu cầu về ôtô tại Việt Nam đang ngày càng tăng, nhất là các thành phố lớn, nơi tỷ lệ tăng trưởng ôtô đã vượt qua xe máy. Tỷ lệ tăng trưởng của xe máy trên cả nước hiện là 7,3% và ôtô là 6,5%. Trong khi đó, đối với các đô thị lớn, mức tăng trưởng của xe máy là 10%, còn ôtô lên tới 15%. Hầu hết lượng ôtô bán ra ở Việt Nam tập trung ở các đô thị loại 1 nhiều nhất là Hà Nội và TP.HCM là nơi tập trung đến 17% dân số cả nước và chiếm khoảng 45% tổng số xe đăng ký mới hàng năm. Hiện tại, Việt Nam đang có 49 triệu xe máy và khoảng 3,2 triệu ôtô đang lưu hành. Xét trên quy mô dân số 95 triệu người, tỷ lệ sở hữu xe máy là 516 xe/1.000 dân, ôtô là 33 xe/1.000 dân. Như vậy, qua các liệu thống kê nhu cầu mua xe hơi của người Việt đang tăng mạnh trong những năm gần đây. Tuy nhiên số lượng người sở hữu xe ô tô vẫn trung chủ yếu ở các thành phố lớn: Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng ..v.v. Điều này dẫn đến hậu quả tất yếu cơ sở hạ tầng giao thông sẽ không phát triển kịp. Dễ thấy nhất là tình trạng thiếu bãi đỗ xe hơi ngày càng nghiêm trọng tập trung tại Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh. Nhận thấy nhu cầu thực tiễn trên đề tài này nghiên cứu và thiết kế một bãi đậu xe ô tô phù hợp với các yêu cầu được đưa ra ở trên dựa trên những kiến thức đã tích lũy được trong quá trình học tập và tham khảo những mô hình đã và đang hoạt động trên thế giới. Để giải quyết tình trạng này, hàng loạt sáng kiến về hệ thống bãi đỗ xe thông minh đã được các công ty trên thế giới phát triển với rất dạng khác nhau như: Hệ thống bãi đỗ xe tự động từng tầng di chuyển độc lập (Rollpark System), hệ thống bãi đỗ xe tự động dạng xếp hình (Puzzle Parking), hệ thống tháp đỗ xe cao tầng và hệ thống bãi đỗ xe quay vòng đứng. GVHD: TS. Lê Thanh Long 1 SVTH: Phan Trung Nghĩa 1.2 Những bãi đậu xe tiên tiến đã và đang hoạt động trên thế giới Nhiều thành phố phát triển, tiên tiến trên thế giới tập trung nhiều dân cư như: ToKyo, Bắc Kinh, Thượng Hải… cũng có nhiều bãi đậu xe thông minh và giải quyết, đáp ứng được nhu cầu của việc giữ xe ô tô. Các bãi đậu xe phổ biến và tiêu biểu đang được áp dụng: 1.2.1 Mô hình 1: Bãi đậu xe kiểu truyền thống Hình 1.1: Lượng gia tăng phương tiện giao thông Hình 1.2: Mô hình bãi đậu xe truyền thống Bãi đậu xe này là hệ thống đậu xe phổ biến nhất trên thế giới. Thế nhưng có rất nhiều nhược điểm: + Tốn rất nhiều diện tích. + Khá bất tiện cho người sử dụng vì tốn thời gian đậu, đỗ xe. GVHD: TS. Lê Thanh Long 2 SVTH: Phan Trung Nghĩa 1.2.2 Mô hình 2: Bãi đậu xe dạng bán tự động (xếp chồng) Hình 1.3: Hệ thống đỗ xe bán tự động  Mô hình này dùng xi lanh thủy lực để đưa xe lên cao và có thể để thêm 1 xe nửa ở phía dưới.  Mô hình này có ưu, nhược điểm là: Ưu điểm: + Thiết kế đơn giản. + Dễ sửa chữa, bảo dưỡng. + Vốn đầu tư thấp. + Dễ vận hành. Nhược điểm: + Chiếm khá nhiều diện tích (chỉ phù hợp với quy mô nhỏ và quỹ đất trống rộng). GVHD: TS. Lê Thanh Long 3 SVTH: Phan Trung Nghĩa 1.2.3 Mô hình 3: Mô hình xếp tầng Hình 1.4: Mô hình xếp tầng  Là bãi đậu xe được thiết kế, vận hành một cách tiên tiến nhất trên thế giới hiện nay.  Tuy nhiên cũng tồn tại một số ưu nhược điểm sau: Ưu điểm: + Có thể chứa được khá nhiều xe (Khoảng 800 chiếc). + Có tính thẩm mỹ cao. + Khả năng tự động hóa cao. Nhược điểm: + Vốn đầu tư rất lớn. + Thiết kế phức tạp. 1.2.4 Mô hình 4: Hệ thống đỗ xe sử dụng thang nâng di chuyển Hệ thống đỗ xe tự động sử dụng thang nâng di chuyển là một hệ thống sử dụng một thang máy nâng xe ô tô lên xuống giữa các tầng, thang nâng này có nhiệm vụ vừa lấy xe tại điểm đỗ, vừa di chuyển dọc theo các tầng để xe. GVHD: TS. Lê Thanh Long 4 SVTH: Phan Trung Nghĩa Hình 1.5: Hệ thống đỗ xe sử dụng thang nâng di chuyển Tuy nhiên tồn tại một số ưu, nhược điểm sau: Ưu điểm: + Hệ thống bãi đỗ xe điều khiển đơn giản với màn hình cảm ứng (Touch screen) + Hệ thống bãi đỗ xe thang nâng di chuyển có thể lắp ngầm hoặc nổi tùy theo nhu cầu của khách hàng + Hệ thống đỗ xe tự động này thích hợp với bãi xe có sức chứa lớn từ 100 – 500 xe. + Nhìn chung khi công nghệ phát triển thì hệ thống đỗ xe thang nâng di chuyển này sẽ dần được thay thế bằng hệ thống bãi đỗ xe từng tầng hoạt động độc lập với nhiều tính năng ưu việt và dễ dàng bảo dưỡng sửa chữa trong quá trình sử dụng. Nhược điểm: + Thang nâng di chuyển phải hoạt động liên tục nên rất dễ gặp sự cố, thường xuyên phải bảo trì bảo dưỡng gây tốn kém cho người sử dụng. + Sử dụng robot để lấy xe ra vào vị trí, robot nâng 2 bánh nên không phù hợp với loại xe số tự động, hiện nay có nhiều hãng nghiên cứu loại robot nâng 4 bánh nhưng giá thành lại cao, gây khó khăn cho chủ đầu tư. + Sàn đỗ xe của hệ thống này là sàn bê tông với yêu cầu cao về độ chính xác của mặt phẳng nên rất khó thi công. GVHD: TS. Lê Thanh Long 5 SVTH: Phan Trung Nghĩa + Khi hệ thống gặp sự cố thì phải dừng lại tất cả hoạt động gửi xe lẫn lấy xe ra + Quá trình lấy xe của hệ thống thang di chuyển khá lâu do không đồng thời gửi và lấy một lúc được. 1.2.5 Mô hình 5: Roll park Hình 1.6: Mô hình Roll park Hệ thống Roll Park kết hợp giữa thang nâng và bàn dịch chuyển. Trên mỗi bàn dịch chuyển có một cặp robot vận chuyển xe, các xe được đỗ trực tiếp trên sàn để xe. Đặc điểm:  Hệ thống phù hợp với khu vực có diện tích lớn;  Kết hợp di chuyển thang nâng và bàn dịch chuyển tại khu vực vào ra ở mặt đất và khu vực để xe;  Hoạt động riêng biệt giữa các tầng để xe: Ngay cả trong trường hợp xảy ra sự cố tại một bàn dịch chuyển hay trong thời gian kiểm tra định kỳ, những hệ thống khác vẫn hoạt động bình thường;  Có thể tiết kiệm chiều cao của khu vực để xe bằng cách xây dựng kết cấu và bàn dịch chuyển bằng thép thay vì bê tông;  Sức chứa tối ưu: Mỗi bàn dịch chuyển không quá 30 xe. GVHD: TS. Lê Thanh Long 6 SVTH: Phan Trung Nghĩa 1.2.6 Mô hình 6: Hệ thống thang di chuyển Hình 1.7: Hệ thống đỗ xe thang nâng chuyển Hệ thống thang nâng di chuyển có thiết bị vận chuyển chính là một thang nâng động (TD), có thể vừa nâng hạ vừa di chuyển ngang. Mỗi hệ thống chỉ có một thang nâng di chuyển duy nhất. Đặc điểm:  Khu vực đỗ xe phải được xây dựng theo đúng tiêu chuẩn của hệ thống;  Gồm nhiều tầng để xe với kết cấu bê tông hoặc thép;  Xe được đặt trực tiếp trên các sàn để xe mà không cần pallet;  Trên sàn thang nâng di chuyển có một cặp robot vận chuyển xe;  Thang nâng di chuyển có thể kết hợp các chuyển động để giảm thời gian vận chuyển xe;  Có thể kết hợp thiết bị vận chuyển với bàn xoay (Hệ thống TDR);  Thích hợp với bãi đỗ xe ngầm. GVHD: TS. Lê Thanh Long 7 SVTH: Phan Trung Nghĩa 1.2.7 Mô hình 7: Hệ thống đỗ xe xoay vòng ngang Hình 1.8: Hệ thống đỗ xe xoay vòng ngang Hệ thống xoay vòng ngang là hệ thống mà xe được luân chuyển theo kiểu xoay vòng cho đến khi xe cần lấy ra đến khu vực thang nâng. Mỗi xe được đặt trên một sàn pallet và được tích hợp với cơ cấu vận chuyển pallet. Hệ thống gồm 1 thang nâng chính và một thang nâng phụ. Thang nâng chính có nhiệm vụ luân chuyển xe giữa khu vực vào ra và khu vực để xe đồng thời cùng với thang nâng phụ tham gia vào quá trình luân chuyển xe. Đặc điểm:  Hệ thống có cơ cấu vận chuyển các sàn pallet theo từng tầng;  Phù hợp với những vị trí để xe hẹp và dài hoặc những bãi đỗ xe ngầm dưới các tòa nhà;  Khu vực vào ra là sàn pallet trên sàn thang nâng chính;  Có thể lắp đặt kết hợp bàn xoay trên thang nâng chính giúp xe không phải lùi trong quá trình vào ra. GVHD: TS. Lê Thanh Long 8 SVTH: Phan Trung Nghĩa 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHO HỆ THỐNG Từ những ưu, nhược điểm và tình hình phát triển kinh tế tại Việt Nam, ta chọn phương án 4 để nghiên cứu, phát triển ý tưởng và giải quyết nhu cầu về bãi đậu xe ô tô của nước ta. 2.1 Thông số thiết kế ban đầu Hệ thống giữ xe thông minh xoay vòng: Thông số kĩ thuật và kích thước chung của các loại hệ thống đỗ xe xoay vòng dùng trong đô thị lớn: Hình 2.1: Hệ thống đỗ xe xoay vòng Hệ thống bãi đỗ xe tự động – dạng xoay vòng đứng là loại thiết bị rất hiệu quả cho các nơi có diện tích nhỏ hẹp dưới mặt đất, có thể lắp được 2, 3 hoặc 4 tầng trở lên phù hợp với các cơ quan hay các khu chung cư, tập thể. Hệ thống xoay vòng đứng gồm có thang nâng chính và phụ. Chúng vận hành đồng bộ và tuần tự đưa các xe vào hoặc ra theo chiều ngang. Sau đó, mỗi xe được đặt trên một bàn nâng chuyển để tăng hiệu quả xếp xe khi ra, vào và di chuyển trong hệ thống một cách dễ dàng, tiện lợi nhất. Các thông số kĩ thuật của hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng đứng tự động thông minh cho đô thị lớn được nghiên cứu phù hợp với nhiều nơi để lắp đặt hệ thống, trong đó:  Kích thước xe tối đa: D (L) 5000 X R (W) 2050 X C (H) 1550 GVHD: TS. Lê Thanh Long 9 SVTH: Phan Trung Nghĩa  Khối lượng xe tối đa 2000 kg  Tốc độ gửi xe trung bình: 45 giây /xe  Công suất điện: 15KVA -3- phase X 300V X 50Hz  Sức chứa tối ưu: 8-14 xe  Tiêu chuẩn thiết kế: 2000 kg / chỗ đậu xe  Diệt tích sử dụng 1 modul 7-14 vị trí: 6,5 x5,6m  Cao 7-16m  Hệ số sử dụng diện tích: 95%  Số lượng vị trí/ 1 module: 7-14 vị trí Hệ thống bãi đỗ xe tự động quay vòng đứng là hệ thống bãi đỗ xe tự động được lựa chọn để sử dụng khá nhiều trong các khu trung tâm của các đô thị lớn tại Việt Nam nơi có quỹ đất hạn chế, với lợi thế tiết kiệm diện tích từ một vị trí chỉ đỗ được 2 xe sau khi xây dựng có thể đỗ được từ 10-14 xe tùy từng loại bãi đỗ. Hình 2.2: Kết cấu 3D xoay vòng Hình 2.3: Hệ thống đỗ xe xoay vòng. 2.2 Nguyên lý cấu tạo và hoạt động Các pallet chứa xe được treo trên 2 dải xích tải và di chuyển vòng tròng theo chuỗi xích. Trên khung pallet có con lăn tựa dẫn hướng giữ thăng bằng pallet khi chuyển động. Hệ thống sử dụng duy nhất 1 bộ truyền động. Sử dụng: Hệ thống này được sử dụng rộng rãi cho mọi qui mô và nhiều đối tượng sử dụng: Công sở, cụm dân cư và dịch vụ trông giữ xe, đầu tuyến phố bộ GVHD: TS. Lê Thanh Long 10 SVTH: Phan Trung Nghĩa Cách thức vận hành: Tất cả các pallet đỗ xe đều được xoay vòng theo chiều ngược chiều kim đổng hồ dựa trên dẫn động từ bộ truyền thứ cấp. 2.2.1 Cụm làm việc chính  Bánh xích tải: Bánh xích với biên dạng răng chuyên dùng cho loại xích tải sử dụng, kích thước lớn.  Xích tải: Xích chuyên dụng với 12 connecting link để kết nối với 12 ô chứa xe.  Ô chứa xe: Được thiết kế phù hợp với kích thước xe và các tiêu chuẩn an toàn cho người sử dụng, ngoại thất xe. Hệ thống dẫn động thứ cấp gồm bao gồm các cơ cấu treo hình tam giác 1 đầu được cố định vào pallet đầu kia được cố định vào từng mắt xích tải được tính toán sao cho tạo thành 1 vòng lặp cơ cấu treo được dẫn động bởi xích và bánh xích. Hình 2.4: Hệ thống dẫn động xích tải mắc nối tiếp GVHD: TS. Lê Thanh Long 11 SVTH: Phan Trung Nghĩa Hình 2.5: Hệ thống dẫn động xích tải và mặt cắt nghiêng 2.2.2 Cụm truyền động  Động cơ: Chịu được tải trọng khoảng 23 tấn.  Hộp giảm tốc: Êm ái, bền bỉ.  Đai thang + puly: Truyền động từ động cơ sang hộp giảm tốc. Bộ truyền thứ cấp bao gồm xích và bánh xích được dẫn động thông qua bộ truyền ngoài bao gồm động cơ, hộp giảm tốc được nối trực tiếp với bộ truyền xích khác có bánh xích đồng trục để dẫn động trực tiếp hoặc gián tiếp với bánh xích dẫn động pallet. GVHD: TS. Lê Thanh Long 12 SVTH: Phan Trung Nghĩa