Tài liệu Thiết kế và chế tạo robot thu gom rác trên sông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT THU GOM RÁC TRÊN SÔNG Mã số: TR:2020-17/KCN Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Văn Sang Đồng Nai, tháng 05 năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT THU GOM RÁC TRÊN SÔNG Mã số: TR:2020-17/KCN Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Văn Sang Đồng Nai, tháng 05 năm 2021 DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH STT Ho ̣ và tên Học vị, học hàm Cơ quan công tác chuyên môn 1 Nguyễn Văn Sang Thạc sỹ Khoa Công Nghệ Trường ĐH Công Nghệ Đồng Nai Lớp 18 DCT2 2 Tống Minh Chiến Sinh Viên Khoa Công Nghệ Trường ĐH Công Nghệ Đồng Nai Lớp 18 DCT2 3 Thái Quang Đức Sinh Viên Khoa Công Nghệ Trường ĐH Công Nghệ Đồng Nai Lớp 18 DCT2 4 Đỗ Văn Dũng Sinh Viên Khoa Công Nghệ Trường ĐH Công Nghệ Đồng Nai Lớp 18 DCT2 5 Nguyễn Văn Quyết Sinh Viên Khoa Công Nghệ Trường ĐH Công Nghệ Đồng Nai Lớp 18 DCT2 6 Đặng Hữu Trường Sinh Viên Khoa Công Nghệ Trường ĐH Công Nghệ Đồng Nai THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG (dùng cho Báo cáo tổng kết đề tài) 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo robot thu gom rác trên sông - Mã số: TR:2020-17/KCN - Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Văn Sang Điện thoại: 0982593492 Email: [email protected] - Đơn vị quản lý về chuyên môn (Khoa, Tổ bộ môn): Khoa công nghệ - Thời gian thực hiện từ tháng 08/2020 đến 01/2021 2. Mục tiêu: - Đánh giá được sản phẩm máy băm rác hữu cơ so với các sản phẩm khác trên thị trường Việt nam. - Đưa ra được sản phẩm thân thiện với môi trường - Phát triển thêm tiềm năng kết hợp giữa phần cơ và điện trong quá trình nghiên cứu thiết kế các đề tài tiếp theo. - Là mô hình đưa vào giảng dạy giới thiệu tới sinh viên để giúp sinh viên phát huy đam mê nghiên cứu khoa học hơn nữa. 3. Nội dung chính: Nghiên cứu thiết thiết phần cơ và phần điện điều khiển, phần giao tiếp máy tính bao gồm các phần chính: Cụm trục khung máy, cụm động cơ điều khiển, cụm hộp máy và phần vào và phần vào và phần ra của rác. . 4. Kết quả chính đạt được ( Khoa học, đào tạo, kinh tế - xã hội, ứng dụng, ...) Nghiên cứu trình bày một số kết quả nghiên cứu thiết kế và chế tạo robot thu gom rác trên sông. Máy đã được chế tạo và chạy thử đạt kết quả tốt: - Có thể sử dụng để thu gom rác túi bóng, các chai lọ, lá cây, cành cây và các phụ phẩm khác. - Thu gom tối đa tối đa rác 50 kg /1giờ. - Máy hoạt động ổn định, êm. - Dễ bảo trì, bảo dưỡng. - Phục vụ tốt cho việc nghiên cứu, giảng dạy ở các trường đại học, cao đẳng. - Máy đạt hiệu quả cao về kinh tế và kỹ thuật, đồng thời xây dựng một hình ảnh hiện đại trong thời buổi công nghiệp hóa hiện nay. LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại 4.0 như ngày hôm nay, tất cả mọi lĩnh vực của đời sống, kinh tế, xã hội,… đều có xu hướng tự động hóa, kết hợp thực tiễn và lý thuyết để tạo nên những sản phẩm công nghệ có những tính năng phù hợp và có ích cho hoạt động sinh hoạt, sản xuất của con người, đem lại những hiệu quả thiết thực và đạt năng suất cao nhất và thân thiện với môi trường. Đề tài “thiết kế và chế tạo robot thu gom rác trên sông” sẽ là trải nghiệm rất thiết thực của chúng tôi, bằng việc nghiên cứu và vận dụng tất cả những kiến thức để tạo ra một sản phẩm công nghệ mang lại giá trị thiết thực, hữu ích tạo nên một môi trường nước xanh sạch, góp phần nào đó vào việc cải thiện và bảo vệ môi trường, tạo nên một môi trường sống tốt đẹp hơn, cũng chính vì ý nghĩa cao đẹp của đề tài nên chúng tôi quyết định chọn đề tài để thực hiện và đạt được những mục tiêu, kế hoạch đề ra. Đề tài sẽ được chia làm 6 phần chính: - Phần 1: Giới thiệu. - Phần 2: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu. - Phần 3: Cơ sở lý thuyết. - Phần 4: Tính toán thiết kế và chế tạo. - Phần 5: Kết quả thực nghiệm. - Phần 6: Kết luận và kiến nghị. 1 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành quá trình nghiên cứu và hoàn thiện đồ án này, lời đầu tiên chúng tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô và các bạn sinh viên thuộc khoa Công Nghệ-Trường Đại học Công nghệ Đồng Nai đã có những góp ý chúng tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện đồ án này. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong và ngoài trường, bạn bè, đồng nghiệp, các thầy cô trong khoa Công Nghệ - Trường Đại học Công nghệ Đồng Nai đã truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường. Và sau cùng chúng tôi cảm ơn và chia sẻ niềm vui này với gia đình, người thân, bạn bè trong nhóm đề tài-những người đã luôn ở bên, quan tâm giúp đỡ lẫn nhau, cùng nhau học tập, nghiên cứu để hoàn thành đề tài án này. 2 TÓM TẮT Trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, song song với sự đi lên của đất nước, phát triển mọi mặt về kinh tế, chính trị, an ninh-quốc phòng, khoa học-công nghệ,…thì vấn đề ô nhiễm môi trường đang là một vấn nạn khiến người người nhà trên toàn thế giới phải đau đầu, nó đe dọa trực tiếp đến tính mạng, môi trường sống của tất cả con người và sinh vật trên toàn thế giới. Sự ô nhiễm ấy không chỉ dừng lại ở một mực nào đó cụ thể mà nó hàng ngày hàng giờ đang trở nên tồi tệ hơn, ảnh hưởng đến cất cả môi trường sống từ đất, nước, không khí, cho đến cả ngoài vũ trụ,…chính vì vậy việc bảo vệ và cải thiện môi trường là hết sức cấp bách, không chỉ đơn thuần là trong suy nghĩ mà phải cụ thể hơn bằng những hành động, những giải pháp để giải quyết sự ô nhiễm đó. Đề tài “Thiết kế và chế tạo robot thu gom rác trên sông” của đề tài này với mong muốn góp phần cải thiện môi trường nước đang bị ô nhiễm nặng nề, không chỉ còn là ý tưởng mà chúng tôi đã bắt đầu làm, vận dụng những kiến thức, những trải nghiệm mà chúng tôi đã có được để áp dụng vào đề tài nhằm đạt được những mục đích đề ra, sao cho hiệu quả và tối ưu nhất. 3 MỤC LỤC Lời nói đầu ........................................................................................................... 1 Lời cảm ơn ........................................................................................................... 2 Tóm tắt ................................................................................................................. 3 Mục lục ................................................................................................................ 4 Danh mục hình ..................................................................................................... 7 Danh mục bảng .................................................................................................... 9 Các từ viết tắt ..................................................................................................... 10 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN ................................................. 11 1.1. Giới thiệu ............................................................................................ 11 1.1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................ 11 1.1.2. Ý nghĩa đề tài ................................................................................... 11 1.1.3. Mu ̣c tiêu của đề tài ........................................................................... 11 1.1.4. Giới hạn đề tài .................................................................................. 12 1.1.5. Đố i tươ ̣ng nghiên cứu ...................................................................... 12 1.1.6. Phương pháp và phương tiê ̣n nghiên cứu ........................................ 12 1.1.7. Phạm vi ứng dụng ............................................................................ 13 1.2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu ........................................................ 13 1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước do rác thải............................. 13 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước và hướng giải quyết ................... 14 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................... 16 2.1. Các khái niệm về lực........................................................................... 17 2.2. Thanh chịu xoắn .................................................................................. 17 2.2.1. Công thức tính ứng suất tiếp trên tiết diện ...................................... 17 2.2.2. Điều kiện bền – ba bài toán cơ bản ................................................. 19 2.3. Nguyên lý lực đấy acsimet (tính độ nổi phao của máy) ..................... 20 2.4. Lý thuyết các phần tử của hệ thống lực tàu ........................................ 22 2.4.1. Sức cản tàu ....................................................................................... 22 2.4.2. Tính sức cản theo phương pháp giải quân ....................................... 22 2.4.3. Tính sức cản theo phương pháp papmel .......................................... 22 2.4.4. Tính sức cản theo phương pháp zvonkov ........................................ 23 4 2.4.5. Công suất động cơ (máy chính) ....................................................... 24 2.5. Cơ sở lý thuyết điều khiển hệ thống ................................................... 24 2.5.1. Các kiểu liên lạc phổ biến trong sóng vô tuyến rf ........................... 24 2.5.2. Lý thuyết sóng rf chuẩn truyền UART ............................................ 26 2.5.3. Phương pháp điều khiển động cơ DC bằng PWM ........................... 30 2.5.4. Chuyển đổi tín hiệu ADC – DAC đọc quá dòng, joystick tay bấm . 31 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO..................................... 33 3.1. Các phương án thiết kế ....................................................................... 33 3.2. Nguyên lý hoạt động của máy ............................................................ 35 3.3. Tính toán cho máy .............................................................................. 35 3.3.1. Tính toán đánh giá về độ nổi của máy ............................................. 36 3.3.2. Tính toán vận tốc làm việc của máy, số vòng quay chân vịt và chọn công suất động cơ ............................................................................................. 37 3.3.3. Tính chọn trục chân vịt và kiểm tra bền .......................................... 39 3.4. Thiết kế hệ thống điều khiển ............................................................... 41 3.4.1. Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống điều khiển ................................. 41 3.4.2. Mạch điều khiển trung tâm .............................................................. 43 3.4.3. Module sóng RF ............................................................................... 44 3.4.4. Động cơ DC và thiết bị đẩy (chân vịt) ............................................. 45 3.5. Thiết kế mô hình máy ......................................................................... 47 3.5.1. Ống nhựa PVC ................................................................................. 47 3.5.2. Mô hình máy thiết kế hoàn thiện trên phần mềm rhinoceros .......... 50 3.6. Thiết kế cảm biến hồng ngoại ............................................................. 50 CHƯƠNG 4 THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ..................................................... 53 4.1. Thí nghiệm 1 ....................................................................................... 50 4.1.1. Thí nghiệm ....................................................................................... 53 4.1.2. Kết quả ............................................................................................. 53 4.2. Thí nghiệm 2 ....................................................................................... 50 4.2.1. Thí nghiệm ....................................................................................... 53 4.2.2. Kết quả ............................................................................................. 53 4.3. Thí nghiệm 3 ....................................................................................... 50 5 4.3.1. Thí nghiệm ....................................................................................... 54 4.3.2. Kết quả ............................................................................................. 54 4.4. Thí nghiệm 4 ....................................................................................... 50 4.4.1. Thí nghiệm ....................................................................................... 54 4.4.2. Kết quả ............................................................................................. 55 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 56 5.1. Kết luận ............................................................................................... 50 5.1.1. Những kết quả đạt được ................................................................... 56 5.1.2. Những kết quả chưa đạt được và biện pháp khắc phục ................... 57 5.2. Kiến nghị và hướng phát triển của đề tài ............................................ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 58 6 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Tình hình ô nhiễm nước từ rác thải ...................................................... 14 Hình 1.2: Máy thu gom rác thủy bộ đa năng (ĐHBK Đà Nẵng) ......................... 15 Hình 1.3: Máy vớt rác của nhóm nghiên cứu PGS.TS Phan Minh Tân ............... 15 Hình 2.1: Phân tích ứng suất ............................................................................... 16 Hình 2.2: Các trường hợp thanh chịu xoắn thuần túy .......................................... 17 Hình 2.3: Phân tích biến dạng thanh chịu xoắn .................................................... 18 Hình 2.4: Biểu đồ phân bố ứng suất tiết diện của thanh chịu xoắn thuần túy ...... 19 Hình 2.5: Phân tích tác dụng các lực đẩy archimeds ............................................ 21 Hình 2.6: Phương thức truyền sóng SIMPLEX – đơn công................................. 25 Hình 2.7: Phương thức haff DUPLEX – bán song công ...................................... 25 Hình 2.8: Phương thức truyền sóng FULL DUPLEX – song công...................... 26 Hình 2.9: Sơ đồ máy thu và phát sóng RF............................................................ 26 Hình 2.10: Module RF sử dụngtruyền thông UART............................................ 27 Hình 2.11: Chuẩn truyền tin UART ..................................................................... 28 Hình 2.12: Tín hiệu tương đương của UART và RS232. ..................................... 28 Hình 2.13: Một gói dữ liệu của chuẩn UART ...................................................... 29 Hình 2.14: Chuẩn UART truyền nối tiếp các bít qua đầu thu .............................. 30 Hình 2.15: Tín hiệu xung trong PWM.................................................................. 30 Hình 2.16: Điện áp trung bình (AVG VOLTS) trong phương pháp PWM ......... 31 Hình 3.1: Sơ đồ khối phương án thứ nhất ............................................................ 33 Hình 3.2: Sơ đồ khối phương án thứ hai .............................................................. 34 Hình 3.3: Sơ đồ khối phương án thứ ba ............................................................... 34 Hình 3.4: Bản vẽ thiết kế 3d máy trên Rhinoceros .............................................. 35 Hình 3.5: Hệ số lực đẩy, mômen quay của chân vịt ............................................. 38 Hình 3.6: Trục chân vịt trong thiết kế và lắp ráp. ................................................ 39 Hình 3.7: Mô hình hóa trục nối chân vịt. ............................................................. 40 Hình 3.8: Biểu đồ momen xoắn trục chân vịt. ...................................................... 40 Hình 3.9: Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống máy ............................................... 41 Hình 3.10: Sơ đồ khối tay điều khiển TX............................................................. 42 7 Hình 3.11: Tay điều khiển TX ngoài thực tế ........................................................ 42 Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý mạch trung tâm. ....................................................... 43 Hình 3.13: Board mạch trung tâm ngoài thực tế trên máy ................................... 44 Hình 3.14: Module RF sử dụng truyền thông UART ........................................... 44 Hình 3.15: Bảng thông số động cơ DC ................................................................ 45 Hình 3.16: Chân vịt thuận nghịch ........................................................................ 46 Hình 3.17: Bảng thông số bình acquy .................................................................. 46 Hình 3.18: Khung máy vớt rác trên hồ nước ........................................................ 47 Hình 3.19: Thông số co 90 ................................................................................... 48 Hình 3.20: Thông số nắp khóa bích...................................................................... 49 Hình 3.21: Thông số co 45 ................................................................................... 50 Hình 3.22: Thiết kế 3d máy trên phần mềm Rhinoceros...................................... 51 Hình 3.23: Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại ................................. 52 Hình 3.24: Sơ đồ cảm biến hồng ngoại .............................................................. 52s 8 DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Mô tả các chân kết nối của module RF .................................................. 44 Bảng 2 Hệ số k đối với ống PVC cứng .............................................................. 48 9 CÁC TỪ VIẾT TẮT 1. NN&PTNT: Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn. 2. ĐHBK Đà Nẵng: Đại học Bách khoa Đà Nẵng. 3. PGS.TS: Phó Giáo sư Tiến sĩ. 4. UART: Universal Asynchronous Reveiver/Transmitter. 5. PWM: Pulse Width Modulation. 6. ESC: electronic speed controller. 10 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu 1.1.1. Đặt vấn đề Hiện nay cùng với sự phát triển tất cả các lĩnh vực đời sống, công nghệ, y tế, thực phẩm,… đó là vấn đề rác thải, đây không chỉ là bài toán khó đối với một quốc gia, lãnh thổ mà còn là vấn đề nan giải đối với thế giới với cả nhân loại, rác thải ảnh hưởng đến mọi mặt cuộc sống con người từ cảnh quan, không khí cho đến sức khỏe của con người và không chỉ riêng con người phải chịu ảnh hưởng của rác thải mà toàn bộ sinh vật sống trên trái đất phải gánh chịu. Ở Việt Nam tình trạng ô nhiễm ở các con suối, sông, kênh đang ở mức báo động tình trạng người dân sống chung với rác đã không còn quá xa lạ và đây là lý do chúng tôi chọn đề tài “Thiết kế và chế tạo máy vớt rác trong hồ nước”. 1.1 .2. Ý nghĩa đề tài Thông qua việc lên ý tưởng và thực hiện đề tài “Thiết kế và chế tạo máy vớt rác trong hồ nước” này nhóm có cơ hội được làm việc chung với nhau, vận dụng các kiến thức đã học, được tích lũy thêm các trải nghiệm thực tiễn, các kiến thức ngoài chuyên ngành. Những điều này giúp ích cho chúng tôi sau khi ra trường, có cơ hội học tập và nghiên cứu thêm các kiến thức về kĩnh vực điện-điện tử, điều khiển, công nghệ tự động,… 1.1.3. Mu ̣c tiêu của đề tài Vận dụng các kiến thức chuyên ngành đã được học: cơ lý thuyết, nguyên lý chi tiết máy, sức bền vật liệu, thiết kế cơ khí trên máy tính,…vào việc tính toán, thiết kế máy để đáp ứng được nhu cầu thực tiễn đưa ra. Ngoài ra còn tìm hiểu thêm về lĩnh vực tự động hóa, hàng hải để thiết kế gia công chân vịt và các cơ cấu, mạch điều khiển. Tìm hiểu những vật liệu, sản phẩm mà thị trường có sẵn để thiết kế lên mô hình 3D cho máy, nghiên cứu những mạch điều khiển có sẵn để điều khiển máy tiết kiệm chi phí và thời gian. 11 Sử dụng các kiến thức về 3D, gia công và kết hợp với các phần mềm cơ khí để lên bản vẽ 3D, mô phỏng, các bản vẽ 2D chi tiết và bản vẽ lắp ráp. Tính toán được các cơ cấu quan trọng của máy để máy hoạt động ổn định và đáp ứng mục tiêu đề ra. Thi công mạch điều khiển và mô hình máy vớt rác từ thiết kế. 1.1.4. Giới hạn đề tài Do trình độ chuyên môn của nhóm có hạn, thời gian làm đề tài tương đối ngắn và còn các yếu tố khách quan khác, đề tài khá rộng cần hiểu về nhiều khía cạnh của mỗi ngành nên sản phẩm chưa được tối ưu lắm. Nhóm đã cố gắng làm những phần chính như bản thuyết minh, mô hình, các bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp và đã giải quyết được các vấn đề trọng tâm của máy. Máy có thể vớt được một số loại rác nổi trên mặt nước như nilon, hộp giấy, các loại rác nhẹ, bèo,… còn hạn chế đối với các loại rác nặng, lơ lửng hoặc chìm trong nước. Máy có thể vớt tối đa 10kg rác nên còn hạn chế, cần nâng cao khả năng vớt rác của máy. 1.1.5. Đố i tươ ̣ng nghiên cứu Nghiên cứu các tài liệu, sách báo, giáo trình có liên quan, các tài liê ̣u chuyên môn dùng trong việc tính toán cũng như điều khiển lập trình trên các trang web cũng như trên các diễn đàn mạng Internet. Tìm hiểu các cơ cấu truyền động cũng như kiểu dáng canô mô hình để hỗ trợ trong việc thiết kế Robot. 1.1.6. Phương pháp và phương tiêṇ nghiên cứu a) Về phương pháp nghiên cứu: Tìm hiể u, khảo sát, tham khảo tài liê ̣u, diễn đàn về kiể u dáng thiế t kế cũng như cơ sở tính toán chuyên ngành… Đề ra ý tưởng chung và dùng phương pháp loại trừ thống nhất kết cấu kiểu dáng thiết kế và công việc thực hiện. Tiến hành chạy thực nghiệm đánh giá kết quả để so sánh mục tiêu đặt ra từ đó rút ra tính khả thi của luận án. 12 b) Về phương tiện nghiên cứu: Thiết kế mô hình và tính toán độ bền khung Robot bằng phần mềm Solidworks, Rhinoceros. 1.1.7. Phạm vi ứng dụng Robot vớt rác có tính ứng dụng, tính thẩm mỹ cao với chi phí thấp và có thể nhân rộng sản xuất hàng loạt nhanh chóng vì các chi tiết của máy không hề phức tạp. Cùng với sự phát triển kinh tế và sự lãng phí tài nguyên trong thói quen sinh hoạt của con người khiến cho số lượng rác ngày càng tăng, tiềm ẩn nhiều nguy cơ độc hại với sức khỏe con người. Trong những năm gần đây, việc tắc nghẽn các dòng chảy gây ô nhiễm gần các kênh rạch gần môi trường sống của người dân gây ô nhiễm nghiêm trọng đang là vấn đề hết sức nhức nhói ở mỗi địa phương. Do vậy, việc thuê công nhân và máy móc để thu gom tốn nhiều thời gian và chi phí nhưng hiệu quả chưa cao. Xuất phát từ thực tiễn đó, máy vớt rác sẽ là một hướng giải quyết tối ưu sức người và chi phí cho vấn đề rác thải trên sông. Phạm vi ứng dụng của thiết bị này là rất rộng và được điều khiển bằng 1 bộ điều khiển từ xa nó sẽ giúp tiết kiệm chi phí cũng như là sức người. Với ưu thế cực kì nhỏ gọn máy vớt rác trên sông có thể thu gom rác ở mọi ngõ ngách, có thể khai thông và làm sạch những rác thải ở các sông kênh rạch và các hồ, có thể làm việc trong không gian chật hẹp và vớt triệt để các loại rác trôi nổi ở trên sông cũng như gần bờ, chân bờ đá,...... Đây là thiết bị có hiệu suất và tần suất làm việc cao, với phạm vi hoạt động tối đa có thể lên đến 200m, do đó máy vớt rác sẽ là một thiết bị giải quyết được những vấn đề ô nhiễm môi trường. Nếu đem áp dụng vớt rác trong ao hồ, khúc sông phục vụ cho du lịch chắc chắn sẽ mang lại hiệu quả ấn tượng. 1.2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước do rác thải Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệ người mắc các bệnh cấp và mãn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm da, tiêu hoá, tiêu chảy và nguy cơ ung thư ngày càng cao. Tại một số địa phương, trường hợp bệnh nhân mắc bệnh ung 13 thư, viêm nhiễm phụ khoa chiếm từ 40 - 50%, nguyên nhân là do từng sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm. Theo đánh giá của các bộ y tế và NN&PTNT, trung bình mỗi năm, việt nam có khoảng 9.000 người chết vì nguồn nước và điều kiện vệ sinh kém, trên 100.000 trường hợp mắc ung thư mới phát hiện mà một trong những nguyên nhân chính là do sử dụng nguồn nước ô nhiễm. Ngoài ra ô nhiễm nguồn nước đang gây tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản… Hàng năm, trên cả nước sử dụng hơn 100.000 tấn hoá chất bảo vệ thực vật, phát sinh hơn 23 triệu tấn rác thải sinh hoạt, hơn 7 triệu tấn chất thải rắn công nghiệp, hơn 630.000 tấn chất thải nguy hại. Hiện có 458 bãi chôn lấp rác thải, trong đó có 337 bãi chôn lấp không hợp vệ sinh. Năm 2017, ngân sách sự nghiệp môi trường của cả nước là 13.880 tỷ đồng, trong đó, kinh phí sự nghiệp môi trường phân bổ cho các địa phương là 12.000 tỷ đồng, của trung ương là 1.880 tỷ đồng (trong đó: vốn trong nước 1.351,5 tỷ đồng, vốn ngoài nước 528,5 tỷ đồng). Hình 1.1: Tình hình ô nhiễm nước từ rác thải. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước và hướng giải quyết Ở nước ta, môi trường nước chiếm khá lớn, có nhiều diện tích biển, sông, hồ, kênh, ao, đầm lầy,… nhưng lại ô nhiễm ở mức báo động. Trước tình trạng môi trường nước bị ô nhiễm trầm trọng như vậy các cơ quan tổ chức đang tích cực chú trọng vào việc bảo vệ và đưa ra các giải pháp tối ưu nhất để giúp cải thiện việc ô nhiễm do rác thải gây ra. Chế tạo ra những sản phẩm hữu ích và hiệu quả trong công cuộc bảo vệ môi trường nước. 14 Máy thu gom rác thủy bộ đa năng của sinh viên đại học bách khoa đà nẵng: máy thu gom rác thải thủy bộ đa năng được thiết kế với kích thước dài 4,3m, rộng 2,7m và cao 1,7m. Cửa gom rác của máy có bề rộng 4m, thể tích thùng chứa rác 2 mét khối. Máy vận hành trên cạn nhờ hệ thống bánh xích và vận hành dưới nước nhờ hệ thống chân vịt đặt trong ống. Hình 1.2: Máy thu gom rác thủy bộ đa năng (ĐHBK Đà Nẵng) Máy chuyên dùng vớt rác trên các kênh, rạch đô thị của Việt Nam của nhóm nghiên cứu do PGS.TS. Phan Minh Tân, trung tâm thiết kế chế tạo thiết bị mới làm chủ nhiệm: Hình 1.3: Máy vớt rác của nhóm nghiên cứu PGS.TS Phan Minh Tân. 15