Tài liệu Thiết kế tàu tự hành usv

Lời cảm ơn GVHD: Lê Thanh Long LỜI CẢM ƠN Thực tế luôn cho thấy, sự thành công nào cũng đều gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ của những người xung quanh dù cho sự giúp đỡ đó là ít hay nhiều, trực tiếp hay gián. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu làm đề cương luận văn đến nay, em đã nhận được sự quan tâm, chỉ bảo, giúp đỡ của thầy cô, gia đình và bạn bè xung quanh. Với tấm lòng biết ơn vô cùng sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất từ đáy lòng đến quý thầy cô của trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã cùng dùng những tri thức và tâm huyết của mình để có thể truyền đạt cho chúng em trong vốn kiến thức quý báu suốt thời gian học tập tại trường. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Thanh Long đã tận tâm chỉ bảo hướng dẫn em qua từng buổi nói chuyện, thảo luận về đề tài nghiên cứu. Nhờ có những lời hướng dẫn, dạy bảo đó, bài đề cương luận văn này của em đã hoàn thành một cách tốt nhất. Một lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy. Ban đầu em còn bỡ ngỡ vì vốn kiến thức của em còn hạn chế. Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn để bài luận được hoàn thiện hơn. TP.Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 5 năm 2019 Sinh viên Trang Thế Toàn SVTH: Trang Thế Toàn i Tóm tắt luận văn GVHD: Lê Thanh Long TÓM TẮT LUẬN VĂN Các phương tiện tự hành dưới nước hiện nay đã được đầu tư nghiên cứu phát triển mạnh ở nhiều quốc gia lớn trên thế giới. Dựa trên những nhu cầu thiết yếu hiện nay của môi trường và một số vấn đề phát sinh khác cho các lĩnh vực nghiên cứu quan trắc hàng hải khác, thì việc nước ta nên đầu tư nghiên cứu và phát triển hướng đề tài này là cần thiết. Trên cơ sở là các hướng thiết kế và chế tạo hiện nay và dựa theo nhu cầu của khách hàng, ta lập bảng ngôi nhà chất lượng để đánh giá các tiêu chí theo các yêu cầu của khách hàng và theo đó đánh giá đưa ra các yêu cầu thiết kế kỹ thuật. Từ đó đề tài có thể thiết kế theo những hướng nhằm đáp ứng triệt để thỏa mãn nhu cầu khách hàng một cách hiệu quả nhất. Dựa trên những lý thuyết về thuyết bền, sức nổi và sức cản của cả kiến thức về cơ sở thiết kế máy cũng như thiết kế tàu thủy. Đề tài có thể thiết kế và mô phỏng kết quả của các chi tiết bao gồm cả các bộ phận cơ học và động lực học tối ưu nhất cho việc vận hành tàu với mức độ an toàn cao và hoàn thiện tốt. Bên cạnh đó việc phát triển và xây dựng phương trình động lực học cho con tàu sẽ là bước đệm đầu tiên cho sự hình thành cơ sở các mạch điện và lập trình giải thuật điều khiển để vận hành con tàu, qua đó ta có thể đáp ứng một cách tối đa và từ đó đề tài có thể tích hợp nhiều hơn các ứng dụng về quan trắc môi trường, … Vì vậy, qua các ứng dụng tùy thuộc theo mục đích và nhu cầu mà tàu sẽ có nhiều phiên bản cải tiến nhằm có thể đáp ứng được hết tất cả các yêu cầu từ mục đích môi trường cho đến các mục đích quốc phòng. SVTH: Trang Thế Toàn ii Mục lục GVHD: Lê Thanh Long MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... i TÓM TẮT LUẬN VĂN .................................................................................................... ii DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................... vi DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................... ix CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ............................................................................................. 1 1.1. Tổng quan về đề tài ................................................................................................ 1 1.1.1. Giới thiệu về USV ........................................................................................... 1 1.1.2. Ứng dụng của USV vào nước ta ..................................................................... 2 1.2. Mục tiêu, nhiệm vụ và phạm vi của luận văn ........................................................ 4 1.2.1. Mục tiêu........................................................................................................... 4 1.2.2. Nhiệm vụ ......................................................................................................... 4 1.3. Thuận lợi và thách thức.......................................................................................... 5 1.3.1. Thuận lợi ......................................................................................................... 5 1.3.2. Thách thức ....................................................................................................... 5 CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .................. 6 2.1. Phân tích mô hình USV ......................................................................................... 6 2.1.1. Đánh giá và lựa chọn phương án thiết kế theo yêu cầu .................................. 6 2.1.2. Phương án 1..................................................................................................... 7 2.1.3. Phương án 2................................................................................................... 10 2.2. Cấu trúc và sơ đồ của một USV điển hình........................................................... 12 2.2.1. Kết cấu chung ................................................................................................ 12 2.2.2. Động cơ và điều khiển .................................................................................. 13 2.2.3. Nguyên lý hoạt động của USV...................................................................... 14 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHẦN THÂN CHO USV ......................... 16 3.1. Cơ sở lý thuyết ..................................................................................................... 16 3.1.1. Tính sơ bộ và vẽ phác thảo phần thân ........................................................... 16 SVTH: Trang Thế Toàn iii Mục lục GVHD: Lê Thanh Long 3.1.2. Tính toán phần thân trên lý thuyết tàu thủy .................................................. 17 3.1.3. Mô phỏng kiểm tra phần thân thuyền ........................................................... 20 3.2. Chế tạo thân thuyền ............................................................................................. 35 3.2.1. Vật liệu chế tạo thuyền điền hình .................................................................. 35 3.2.2. Vật liệu chế tạo thân thuyền .......................................................................... 38 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ PHẦN KHUNG NỐI 2 THÂN VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC ............................................................................................................................... 48 4.1. Thiết kế khung nối 2 thân .................................................................................... 48 4.1.1. Cơ sở thiết kế ................................................................................................ 48 4.1.2. Thiết kế chi tiết.............................................................................................. 49 4.2. Thiết kế ống đạo lưu ............................................................................................ 57 4.2.1. Cơ sở thiết kế ................................................................................................ 57 4.2.2. Thiết kế chi tiết.............................................................................................. 59 4.3. Các chi tiết khác ................................................................................................... 64 CHƯƠNG V: XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHO MÔ HÌNH................................................................................................................................. 71 5.1. Giới thiệu chung ................................................................................................... 71 5.1.1. Định nghĩa hệ quy chiếu và ký hiệu của các tham số động học tàu thủy: .... 72 5.1.2. Định nghĩa ma trận xoay, sự chuyển đổi giữa BODY và NED: ................... 78 5.2. Xây dựng phương trình toán ................................................................................ 79 5.2.1. Phương trình động học .................................................................................. 79 5.2.2. Phương trình động lực học ............................................................................ 85 5.3. Mô hình toán rút gọn với 3 bậc tự do ................................................................ 103 CHƯƠNG VI: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN .............................................................. 106 6.1 Đánh giá kết quả ................................................................................................ 106 6.1.1. Hoàn thành ...................................................................................................... 106 6.1.2. Hạn chế ........................................................................................................... 106 6.2 Hướng phát triển đề tài ...................................................................................... 107 SVTH: Trang Thế Toàn iv Mục lục 6.3. GVHD: Lê Thanh Long Kết luận .............................................................................................................. 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 109 SVTH: Trang Thế Toàn v Danh mục hình GVHD: Lê Thanh Long DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Một số loại phương tiện vận hành trong nước .................................................... 1 Hình 1.2: Tình hình quan trắc ở Việt Nam .......................................................................... 2 Hình 1.3: USV ESM30 và WAM-V.................................................................................... 3 Hình 2.1: Các loại tàu 1 - 2 - 3 thân phổ biến hiện nay....................................................... 6 Hình 2.2: USV phục vụ nhu cầu quân đội hàng hải ............................................................ 7 Hình 2.3: USV phục vụ khảo sát ô nhiễm môi trường ........................................................ 8 Hình 2.4: USV 2 thân đang di chuyển đến khu vực thực nghiệm ..................................... 10 Hình 2.5: Kết cấu điều khiển của 1 USV điển hình .......................................................... 12 Hình 2.6: Một số loại động cơ đẩy thông dụng của USV ................................................. 13 Hình 2.7: Loại Pin thường dùng cho USV ........................................................................ 14 Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của một USV ......................................................... 14 Hình 2.9: Sơ đồ động của tàu 2 thân ................................................................................. 15 Hình 3.1: Sơ đồ tuyến hình và tính toán sơ bộ .................................................................. 17 Hình 3.2: Bố trí thiết bị và trọng tâm của tàu .................................................................... 20 Hình 3.3: Biểu đồ tương quan lực nổi và chiều chìm........................................................ 21 Hình 3.4: Kết quả tính lực nổi ........................................................................................... 21 Hình 3.5: Kết quả tính cân bằng dọc ................................................................................. 22 Hình 3.6: Đồ thị GZ đặc trưng cho ổn định ngang ............................................................ 23 Hình 3.7: Tương quan giữa công suất và vận tốc tàu ........................................................ 24 Hình 3.8: Hình phác thảo 3D cho thân tàu ........................................................................ 25 Hình 3.9: Cấu trúc các lớp của composite điển hình ......................................................... 36 SVTH: Trang Thế Toàn vi Danh mục hình GVHD: Lê Thanh Long Hình 3.10: Một số loại gỗ nhân tạo hiện nay .................................................................... 36 Hình 3.11: Các loại composite khác .................................................................................. 37 Hình 3.12: Sản phẩm và cấu trúc tế vi của composite FRP .............................................. 40 Hình 3.13: Ứng dụng của composite FRP vào các tàu đánh cá ........................................ 43 Hình 3.14: Loại keo gia cường thường dùng trét lớp cho composite FRP ....................... 44 Hình 3.15: Sợi thủy tinh gia cường phổ biến .................................................................... 45 Hình 3.16: Thành phẩm sau các công đoạn gia công ........................................................ 47 Hình 4.1: Tổng tải trọng thiết bị đặt lên USV ................................................................... 50 Hình 4.2: Sơ đồ bố trí các thiết bị trên khung nối 2 thân .................................................. 50 Hình 4.3: Vật liệu nhôm tấm được sử dụng phổ biến ....................................................... 51 Hình 4.4: Phác thảo 3D khung nối 2 thân ......................................................................... 52 Hình 4.5: Chia lưới mô phỏng cho chi tiết ........................................................................ 55 Hình 4.6: Ứng suất sinh ra ở các vị trí trên khung ............................................................ 55 Hình 4.7: Chuyển vị ở các vị trí trên khung ...................................................................... 56 Hình 4.8: Tương quan thông số hình học và vận tốc lưu chất ống đạo lưu ...................... 58 Hình 4.9: Phác thảo 2D mặt cắt ngang dự kiến ống đạo lưu ............................................. 61 Hình 4.10: Phác thảo 3D của 3 hình chiếu ống ................................................................. 62 Hình 4.11: Nhựa PLA và một số sản phẩm in 3D ............................................................. 64 Hình 4.12: Các thông số của động cơ Endura C2 ............................................................. 66 Hình 4.13: Phác thảo 3D chi tiết 1 .................................................................................... 67 Hình 4.14: Phác thảo 3D chi tiết 2 .................................................................................... 68 Hình 4.15: Phác thảo 3D chi tiết cùm spindle ................................................................... 69 SVTH: Trang Thế Toàn vii Danh mục hình GVHD: Lê Thanh Long Hình 4.16: Cụm chi tiết sau khi gá đặt .............................................................................. 69 Hình 4.17: Nhựa Silicone chống thấm đàn hồi ................................................................. 70 Hình 5.1: Các vận tốc của 6 bậc tự do : u, v, w, p, q, r trong môt hệ quy chiếu gắn vơi tàu ........................................................................................................................................... 71 Hình 5.2: Đinh nghĩa các hệ quy chiêu {i} = (xi, yi, zi), {e} = (xe, ye, ze), {n} = (xn, yn, zn), ..................................................................................................................................... 73 Hình 5.3: Quy ước các trục cua hệ tọa đô BODY gắn cố định với tàu thủy ..................... 74 Hình 5.4: Cân bằng khuynh tâm ngang. Khi đó mg=ρg∇, một hình tương có thể được rút ra để minh họa cho sự ổn định khuynh tâm dọc bằng cách thay thế MT với ϕ bằng ML với θ ......................................................................................................................................... 93 SVTH: Trang Thế Toàn viii Danh mục bảng GVHD: Lê Thanh Long DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Ngôi nhà chất lượng cho phương án 1 ................................................................ 9 Bảng 2.2: Ngôi nhà chất lượng cho phương án 2 .............................................................. 11 Bảng 3.1: So sánh ưu - nhược điểm của 3 loại vật liệu ..................................................... 41 Bảng 4.1: Thông số vật liệu nhôm và các vị trí tính chất lực và ngàm đặt lên khung ...... 53 Bảng 4.2: Ứng suất sinh ra trong khung ............................................................................ 55 Bảng 4.3: Chuyển vị mỗi điểm trong khung ..................................................................... 56 Bảng 4.4: Thông số kỹ thuật của cùm spindle .................................................................. 68 Bảng 5.1: Danh sách các biến trong hệ 6 bậc tự do .......................................................... 75 SVTH: Trang Thế Toàn ix Chương I: Tổng quan SVTH: Trang Thế Toàn 10 Chương I: Tổng quan GVHD: Lê Thanh Long CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về đề tài 1.1.1. Giới thiệu về USV - Đại dương chiếm hơn 70% bề mặt diện tích trái đất, rất nhiều ứng dụng, dự án đang được thực hiện với nguồn tài nguyên quan trọng này. Các cuộc khảo sát môi trường nước cung cấp nhiều ứng dụng cho các hệ thống robot. Thu thập dữ liệu đại dương, thực hiện các hoạt động khảo sát, thực hiện các hoạt động cứu hộ hay các hoạt động quân sự trong nước có thể tốn kém và nguy hiểm nếu được thực hiện bởi con người. Hiện nay bốn loại robot hoạt động trên và trong nước chính như: Autonomous Underwater Vehicles (AUVs), Remotely Operated Vehicles (ROVs), Unmanned Surface Vehicles (USVs) và Autonomous Surface Vehicles (ASVs) … Hình 1.1: Một số loại phương tiện vận hành trong nước SVTH: Trang Thế Toàn 1 Chương I: Tổng quan GVHD: Lê Thanh Long 1.1.2. Ứng dụng của USV vào nước ta - Những phương tiện nói trên có thể hoạt động tự động mà không cần người lái hay sử dụng, nhờ giải thuật điều khiển đã được lập trình sẵn. Các robot nói trên có thể sử dụng trong các môi trường thủy sinh, từ đại dương đến sông hồ và một số môi trường có nồng độ hóa chất cao khác để đảm bảo an toàn cho con người. - Mặt khác việc quan trắc và khảo sát sông hồ, kênh rạch đang gặp phải nhiều bất trắc như: ô nhiễm nguồn nước đang diễn ra phức tạp trên cả nước, ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống người dân, phát triển kinh tế và an ninh quốc phòng. Việc quan trắc, khảo sát sông hồ, kênh rạch đang tồn tại một số hạn chế như sau: • Tính cơ động và hoạt động liên tục không cao; • Các chương trình quan trắc hiện nay hầu hết được thực hiện thủ công thông qua các thiết bị truyền thống từ con người; • Phương pháp đo nhanh liên tục, mới nhất hiện giờ đang được sử dụng, và vẫn còn nhiều hạn chế chưa được khắc phục do sản phẩm không được phù hợp với điều kiện địa lý cũng như môi trường trong nước. Hình 1.2: Tình hình quan trắc ở Việt Nam - Từ việc phân tích đánh giá quan trắc môi trường nước truyền thống nước ta, ta rút ra được một số ưu điểm sau về mô hình USV thực hiện: • Đo trực tiếp, nhanh; SVTH: Trang Thế Toàn 2 Chương I: Tổng quan GVHD: Lê Thanh Long • Liên tục trên phạm vi lớn; • Tiết kiệm nhân công; • Khả năng tự động hóa cao, tiết kiệm chi phí vận hành; • Dữ liệu cần quan trắc được cài đặt sẵn theo lịch trình với hành trình ngắn nhất về đường đi, đồng thời thể hiện lại dữ liệu so sánh với mẫu đo trước để tiện cho việc đánh giá môi trường.; • Hoạt động tốt trên nhiều loại môi trường ô nhiễm, điều kiện thời tiết xấu với độ tin cậy cao. Về kết cấu điện điều khiển tự động: - Phạm vi áp dụng cho USV đã được tăng trong vài năm qua. Ngày nay USV được phát triển bởi các phòng thí nghiệm, các tập đoàn và các tổ chức chính phủ. Các ứng dụng bao gồm khảo sát và theo dõi, lập bản đồ đo đạc, thu thập, phân tích dữ liệu, mẫu nước, các nhiệm vụ cứu hộ và phòng vệ. - Hiện tại, trong nước vẫn chưa có một nghiên cứu hoàn chỉnh nào thiết kế chế tạo thuyền người lái phục vụ quan trắc môi trường nước có thể ứng dụng vào thực tế. Hầu hết chúng ta phải sử dụng các thiết bị, công nghệ ngoại nhập với giá thành rất cao, chi phí bảo trì, bảo dưỡng tốn kém. - Một số loại USVs phổ biến hiện nay: Hình 1.3: USV ESM30 và WAM-V SVTH: Trang Thế Toàn 3 Chương I: Tổng quan 1.2. GVHD: Lê Thanh Long Mục tiêu, nhiệm vụ và phạm vi của luận văn 1.2.1. Mục tiêu - Phần luận văn nhắm đến xây dựng mô hình USV với các chức năng đơn giản. Xây dựng được sản phầm USV phục vụ quan trắc môi trường nước, mang tính ứng dụng và thực tiễn cao trong dân sự, quân sự và chứng minh khả năng làm chủ trong nghiên cứu và nắm bắt công nghệ tiên tiến. Mục tiêu cơ bản luận văn như sau : • Xây dựng ý tưởng thiết kế cho USV, lựa chọn loại USV và các chức năng tương đối cơ bản mà USV cần có; • Lựa chọn phương án thiết kế, xây dựng và phát triển phương án thiết kế; • Lựa chọn cơ cấu truyền động cho USV; • Thiết kế sơ bộ phần cơ khí; • Đánh giá thiết kế; • Thiết kế chi tiết phần cơ khí cho USV theo từng module và tiến hành mô phỏng chuyển động (nếu có); • Thiết kế các cơ cấu gá, lắp ghép chi tiết theo tiêu chuẩn và mô phỏng sức bền; • Thiết kế bộ phận liên kết giữa hệ USV – ROV; • Đánh giá kết quả và thu hoạch. 1.2.2. Nhiệm vụ • Tìm hiểu các phương án thiết kế và lựa chọn phương án thiết kế để phát triển ý tưởng; • Phác thảo ý tưởng thiết kế đã lựa chọn; • Tối ưu hóa thiết kế theo hướng thiết kế theo module; SVTH: Trang Thế Toàn 4 Chương I: Tổng quan GVHD: Lê Thanh Long • Tìm hiểu về các loại động cơ đẩy cho các thiết bị tự hành dưới nước và lựa chọn sao cho phù hợp; • Thiết kế các phương án gá đặt cho các thiết bị điện và kiểm tra cân bằng; • Thiết kế cơ cấu nâng hạ cho ROV trong hệ USV – ROV; • Thực nghiệm kiểm chứng khả năng hoạt động thực tiễn và thu hoạch. 1.3. Thuận lợi và thách thức 1.3.1. Thuận lợi - Hiện nay trên thế giới USV có nhiều hình dạng kích thước, cũng như chức năng khác nhau, đầu tiên ta phải xác định hướng áp dụng USV vào tình hình nước ta, phân tích ưu nhược điểm của các mô hình hiện tại, và phải phù hợp với đề tài luận văn về tối ưu thiết bị, cũng như khả năng linh hoạt trong quá trình điều khiển. - USV hướng tới di chuyển trong khu vực hồ hoặc sông rộng, chạy tốc độ vừa phải để nhằm mục đích lấy mẫu nước và phân tích mẫu nước trực tiếp. - Về thời gian hoạt động của USV cũng là điều quan trong, đề tài hướng đến hoạt động 1-2h hoặc hơn. - Khả năng điều khiển linh hoạt. 1.3.2. Thách thức - Khả năng thiết kế theo nhu cầu chưa thực sự đáp ứng triệt để; - Tầm hoạt động cũng như thời gian vận hành còn hạn chế; - Do tính chất đề tài mang tính học thuật nghiên cứu nên có một số thiết kế chưa thực sự tối ưu; - Do là mô hình nghiên cứu nên thường xuyên phải đầu tư kiểm tra bảo trì. SVTH: Trang Thế Toàn 5 Chương II: Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế GVHD: Lê Thanh Long CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1. Phân tích mô hình USV 2.1.1. Đánh giá và lựa chọn phương án thiết kế theo yêu cầu Có thể chia các cơ cấu làm 3 phần: - Thân thuyền - Động cơ và điều khiển - Các thiết bị điều khiển công tác Hình 2.1: Các loại tàu 1 - 2 - 3 thân phổ biến hiện nay SVTH: Trang Thế Toàn 6 Chương II: Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế GVHD: Lê Thanh Long Dạng tàu nhiều thân được chọn có thể là 2 thân (Catamaran) hoặc 3 thân (Trimaran). Với tàu 3 thân 2 thân phụ có chức năng giống tàu 2 thân còn thân chính (ở giữa) có khả năng dự trữ lực nổi do vậy có thể tăng sức chở cho tàu. 2.1.2. Phương án 1 - Chọn loại thuyền 1 thân được tính toán phần thân thuyền dựa trên các nguyên lý tính toán sức nổi và sức cản. Sử dụng động cơ đẩy và điều khiển tương đối nhẹ nhàng và do đó khiến cho việc điều khiển cũng sẽ dễ dàng hơn. Hình 2.2: USV phục vụ nhu cầu quân đội hàng hải - Được trang bị hệ thống cảm biến chuyên phục vụ hoạt động trên biển. Từng chứng minh tính hiệu quả khi phục vụ cho các tàu vận tải chở dầu và quặng số lượng lớn bởi các nhà nghiên cứu ở Hàn Quốc. Cảm biến thu thập dữ liệu cả trên và dưới thân tàu rồi vừa xử lý ngay trên tàu vừa chuyển tự động vào trung tâm trên đất liền. Loại mô hình này thích hợp với nhiều nhiệm vụ như giám sát tình trạng ô nhiễm ở bến cảng, điều tra hải dương học, tuần tra lãnh hải… Tính năng nâng cao của các mô hình phát triển cao ở nước ngoài hiện nay đó là công nghệ tàng hình. - Tuy nhiên, một vài điểm hạn chế cần phải kể đến đó là: Tối ưu động lực học, cân bằng, khó điều khiển trọng tâm cân bằng trong điều khiển cân bằng, tiêu tốn nhiều năng lượng cho động cơ đẩy ở bên, … SVTH: Trang Thế Toàn 7 Chương II: Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế GVHD: Lê Thanh Long Hình 2.3: USV phục vụ khảo sát ô nhiễm môi trường - Thiết lập ngôi nhà chất lượng để xác định các giá trị giới hạn của các thông số kỹ thuật: SVTH: Trang Thế Toàn 8 Chương II: Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế GVHD: Lê Thanh Long Tuổi thọ 3 Chi phí 3 1 9 Hệ số cải tiến tương Hệ số cải tiến tuyệt đối 5 5 5 1 1.5 7.5 0.28 1 3 4 4 4 1 1 4 0.148 3 4 3 3 1 1 4 0.148 3 3 2 0.67 1 2 0.074 5 4 4 1 1.5 7.5 0.28 2 2 2 1 1 2 0.074 27,0 1,00 3 đối 9 9 3 Hệ số tầm quan trọng 3 Hệ số cạnh tranh Mưc thiết kế 3 Mức hiện tại 1 Tính ổn định Mức độ yêu cầu 3 Tốc độ di chuyển 3 Bộ phận công tác 9 Kích thước mô hình Vật liệu chế tạo hoạt động Động cơ điều khiển Năng suất Biên dạng thân thuyền Bảng 2.1: Ngôi nhà chất lượng cho phương án 1 Chất lượng sản phẩm tạo 1 9 9 ra 2.332 14,39 0.16 1,00 m/s 3.804 0.26 Mm 0.814 0.06 Mm SVTH: Trang Thế Toàn 2.69 1.49 0.19 Đơn vị Không tương đối 1 0.10 Trọng số 1 Không tuyệt đối 3.26 Trọng số 1 0.23 trường Kw Ô nhiễm môi 9 Chương II: Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế GVHD: Lê Thanh Long 2.1.3. Phương án 2 - Ở đây loại thuyền 2 thân cũng được tính toán phần thân thuyền dựa trên các nguyên lý tính toán sức nổi và sức cản. Sử dụng động cơ đẩy tuy có phần công suất lớn hơn so với thuyền 1 thân. Tuy nhiên lại có được ưu điểm là rất dễ dàng điều khiển trọng tâm cân bằng trong mọi điều kiện thời tiết. Hình 2.4: USV 2 thân đang di chuyển đến khu vực thực nghiệm - Có thể ổn định lại vừa có tính lắc êm (chu kỳ lắc lớn, biên độ lắc nhỏ). Ưu điểm của thuyền 2 thân là có tính ổn định cao hơn so với thuyền 1 thân cùng kích cỡ, đặc biệt là tính ổn định (tính ổn định ngang sẽ tăng nhanh chóng khi ngập trong nước), làm cho thuyền hầu như không thể bị lật úp. SVTH: Trang Thế Toàn 10