M CL C
QUY T Đ NH GIAO Đ TÀI T T NGHI P ........................................................... i
ÁC NH N C A CÁN B H

NG D N ............................................................ii

L I CAM ĐOAN .......................................................................................................v
L I C M N ........................................................................................................... vi
TịM T T ................................................................................................................ vii
M C L C ............................................................................................................... viii
DANH SÁCH HÌNH................................................................................................ xii
DANH SÁCH B NG BI U ................................................................................... xiv
Ch

ng I: T NG QUAN .........................................................................................1
.

Đặt v n đ .............................................................................................................. 1

. 2 LỦ do ch n đ tƠi ................................................................................................... 1
. 3 M c tiêu đ tƠi ....................................................................................................... 1
. 4 Gi i h n đ tƠi ........................................................................................................ 2
. 5 T nh h nh nghiên cứu ............................................................................................. 2
. 6 ụ nghĩa th c ti n.................................................................................................... 3
Ch

ng II: QUÁ TRỊNH KH O SÁT, TH NG Kể CÁC PH

N O VÉT C NG Đ ĐÚC K T ụ T

NG PHÁP

Chí Minh. ...................................................................................................................... 9
2.1.2.1 Kh o sát đ

ng 3/2 ,qu n

0 (đo n từ Lê Hồng Phong đ n LỦ

Th

ng Ki t): ......................................................................................................... 10



Quy tr nh v sinh: ......................................................................................... 10

viii




Cách thức th c hi n: .................................................................................... 11

2.1.2.2 Kh o sát t i ngƣ 3 Phùng Văn Cung ậ Thích Qu ng Đức, qu n Phú Nhu n. ...... 12


Quy tr nh v sinh: ......................................................................................... 13



Cách th c hi n: ............................................................................................ 14


2.4. Ph

ng pháp n o vét sử d ng qu cầu v i ..................................................... 22

2.4.2 Ph

ng pháp sử d ng robot c ng gắn thêm các thi t b v sinh .................... 23

2.4.3 Ph

ng pháp sử d ng các thanh thông c ng .................................................. 24

2.4.4 Ph

ng pháp sử d ng t i đôi vƠ gƠu chuyên d ng ........................................ 25

2.4.5 Thi t b h t bùn h ga (D ng v sò) ............................................................... 25
2.4.6 Máy cắt rác v i thanh truy n linh ho t ........................................................... 26
2.4.7 Vét bùn b ng các l ỡi c o .............................................................................. 28
2.4.8 Sử d ng tia n

c áp l c cao (B m cao áp) .................................................... 29

2.4.9 B m hút bùn ................................................................................................... 30
2.4. 0 Ph

ng pháp gom bùn c ng h p vƠ c ng h sử d ng xe i. ....................... 30

2.5 Phơn tích, so sánh u nh ợc đi m các ph

4.

Yêu cầu c a thi t b vƠ gi i pháp: ........................................................................ 40


Phương n thi t k và gi i ph p

a chọn: .................................................. 40

4.2 Thi t k c khí xe i trong c ng: .......................................................................... 41
4.2. 1 Thi t k máng đẩy bùn: ................................................................................. 41


Phơn tích ứng su t vƠ chuy n v máng đẩy bùn. .......................................... 42

B ng 3: Thu c tính v t li u ..................................................................................... 42
L c tác đ ng vƠo b mặt t m (n a t m): 0,004MPa ......................................... 43



B ng 4: B ng phơn tích k t qu ............................................................................... 44
4.2. 2 Thi t k khung xe: ......................................................................................... 44
Phơn tích ứng su t vƠ chuy n v khung máy. .......................................................... 46
B ng 5: Thu c tính v t li u ..................................................................................... 46


L c tác d ng: 0,005MPa .............................................................................. 46

B ng 6: B ng phơn tích k t qu ............................................................................... 47
4.2. 3 Thi t k tr c sau xe: ...................................................................................... 47


ng phát tri n thêm trong t

ng lai: ............................................................... 58

2 0 TẨI LI U THAM KH O ................................................................................59
PH L C .................................................................................................................60
Ph l c 1: PHỂN TệCH

NG SU T VẨ CHUY N V MÁNG Đ Y ..............60

B ng 2: Thu c tính v t li u ................................................................................... 60


L c tác đ ng vƠo b mặt t m (n a t m): 0,004MPa .................................... 60

B ng 3: B ng phơn tích k t qu ............................................................................. 61
Ph l c 2: PHỂN TệCH
D

NG SU T VẨ CHUY N V C A TR C SAU XE

I TÁC D NG MOMENT XO N. ................................................................74
B ng 4: Thu c tính v t li u ................................................................................... 74


Moomen xoắn tác d ng lên tr c: 8000 Nmm ............................................ 74

B ng 5: B ng phơn tích k t qu ............................................................................. 75
Ph l c 3: PHỂN TệCH

Hình 2. 16 Công nhân múc rác vào thùng. ...............................................................15
Hình 2. 17 Công nhân điều khiển m y tời. ...............................................................15
Hình 2. 18 Hai công nhân đổ r c vào thùng. ............................................................16
Hình 2. 19 Công nhân k t nối c c thanh tre với nhau và .........................................17
Hình 2. 20 Hình d ng “tr i cầu ôi”. .......................................................................17
Hình 2. 21 Bộ khung có gắn đầu m y kéo. ...............................................................18
Hình 2. 22 Công nhân cột tr i cầu ôi vào đầu giây c p. .........................................19
Hình 2. 23 K t qu 1 ần kéo r c .............................................................................19
Hình 2. 24 Cống hở ở khu ch xuất Tân Thuận ........................................................20
Hình 2. 25 Cống hở ...................................................................................................21
Hình 2. 26 Cống tròn ................................................................................................21
Hình 2. 27 Robot gi m s t gắn thêm đầu cắt của Pipe ine Renewa Techno ogies –
Mỹ. .............................................................................................................................23
Hình 2. 28 IBG HydroCut 150_200 ..........................................................................24
Hình 2. 29 Thanh thông cống và c c dụng cụ gắn kèm ............................................24

xii


Hình 2. 30 Hệ thống tời vét r c với gầu 1 chiều .......................................................25
Hình 2. 31 Gàu múc bùn dạng vỏ xò sử dụng xy anh khí nén và c c kích thước .....26
Hình 2. 32 Thi t bị cắt r c với truyền động mềm .....................................................27
Hình 2. 33 C c đầu cắt r c cho thanh truyền động mềm .........................................27
Hình 2. 34 M y cắt r c với thanh truyền inh hoạt của Stee Dragon Too s ............28
Hình 2. 35 Nguyên ý cào bùn bằng ưỡi cạo ...........................................................29
Hình 2. 36 Xe vệ sinh bằng tia nước p

c cao .......................................................29

Hình 2. 37 Hệ thống hút bùn bằng chân không k t hợp của KANEMATSU


Hình 4. 15 Quy trình th o ặp ...................................................................................54
Hình 4. 16 Khung xe sau khi gắn cố định c c chi ti t...............................................54
Hình 4. 17 Xe sau khi đã hoàn thành ........................................................................55
Hình 5. 1 B ng tóm tắt hoạt động của xe ..................................................................56
Hình 6. 1 Hút bùn bằng m y đẩy bùn .......................................................................57
Hình 6. 2 B ng 5 k t qu th c nghiệm ......................................................................57
DANH SÁCH B NG BI U
Bảng 1: So s nh ưu nhược điểm của c c phương ph p vệ sinh ..............................31
Bảng 2: Một số kích thước cống hộp ........................................................................38
Bảng 3: Thuộc tính vật iệu ......................................................................................42
Bảng 4: B ng phân tích k t qu ...............................................................................44
Bảng 5: Thuộc tính vật iệu ......................................................................................46
Bảng 6: B ng phân tích k t qu ...............................................................................47
Bảng 7: Thuộc tính vật iệu ......................................................................................48
Bảng 8: B ng phân tích k t qu ...............................................................................49
Bảng 9: Hệ số c n ăn của xe khi chuyển động trên c c địa hình Nguồn:
http://www.engineeringtoolbox.com/) .......................................................................51
Bảng 10: Thông số kĩ thuật cơ b n của xe sau khi hoàn thành ................................52
Bảng 11: K t qu th c nghiệm: ................................................................................57
Bảng 12: Thuộc tính vật iệu ....................................................................................60
Bảng 13: B ng phân tích k t qu .............................................................................61
Bảng 14: Thuộc tính vật iệu ....................................................................................74
Bảng 15: B ng phân tích k t qu .............................................................................75
Bảng 16: Thuộc tính vật iệu ....................................................................................89
Bảng 17: B ng phân tích k t qu .............................................................................90

xiv



ng đ n sức kh e, tính m ng c a công nhơn nên xu h

gi i hi n nay lƠ gi m b t sức ng

ng c a n

c ta vƠ c th

i, thay th dần b ng máy móc hi n đ i đ nơng

cao hi u su t công vi c, an toƠn lao đ ng.
1. 2 LỦ do ch n đ tƠi
n

c ta cũng hi n nay vi c khai thông c ng rƣnh ch y u đ ợc th c hi n

b ng sức ng

i v i các công c đ n gi n nh cu c, xẻng, ... Do đó tính an toƠn vƠ

đ hi u qu ch a cao. Bên c nh đó, các máy móc thi t b c a n
cao nên vi c mua v vƠ áp d ng

n

c ngoƠi có giá r t

c ta còn gặp nhi u khó khăn vƠ h n ch .

Từ nh ng lỦ do đó, chúng ta th y vi c thi t k vƠ ch t o máy v sinh, n o

ng pháp

đ l a ch n gi i pháp phù hợp và ti n hành thi t k , ch t o thi t b , đ a vƠo th c
nghi m, đồng th i đánh gía k t qu th c nghi m.

1


Vi c thi t k và ch t o thi t b ph i đ m b o các yêu cầu sau:
 Thi t b có th ho t đ ng đ ợc trong môi tr

ng c ng.

 Thi t b có th ti n, lùi vƠ tăng gi m t c đ , ch y trong môi tr
n

ng

c vƠ bùn nhƣo.

 Thi t b ho t đ ng thông qua giao di n đi u khi n vƠ tín hi u không
dây.
 Có camera quan sát truy n video vƠ h nh nh v cho ng
 Camera ph i ho t đ ng t t trong môi tr

i đi u khi n.

ng ẩm th p vƠ thi u sáng.

1. 4 Giới h n đ tƠi

NG. Tác gi : Bích NhƠn. Nguồn:

 PHAT TRI N ROBOT KI M TRA VA V SINH D NG NG. Tác gi :
Trần Ph ng Nam, Nguy n Tr ng Th nh, Nguy n Ng c Ph ng. Nguồn:
H i Ngh toƠn qu c v Đi u khi n vƠ T đ ng hóa, 20 .
 ROBOT V SINH D
NG
Nguồn: tamnhin.net, 2011.

NG N

C TH I "MADE IN VIETNAM".

 A STUDY OF PIPE-CLEANING AND INSPECTION ROBOT. Tác gi :
Truong-Thinh, Nguyen; Ngoc-Phuong, Nguyen; Phuoc-Tho, Tuong. Nguồn:
2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, 2011.

2


 KR1020110033389 PIPE CLEANING ROBOT CAPABLE OF STABLY
TRAVELING INSIDE A PIPE, 20 . Nguồn www.cesti.gov.vn
 KR1020080013647 CLEANING ROBOT FOR A GARBAGE
DISCHARGING PIPE TO REMOVE WASTE IN THE PIPE BY
TRAVELING IN THE PIPE, HAVING A PLURALITY OF CLEANING
DEVICES, 2008. Nguồn www.cesti.gov.vn
 KR100834438 PIPE CLEANING ROBOT FOR REMOVING OBSTACLES
STUCK ON INNER SURFACE OF A PIPE BURIED IN THE GROUND,
2008. Nguồn www.cesti.gov.vn
 OPTIMAL MECHANISM DESIGN OF IN-PIPE CLEANING ROBOT. Tác


u t

thƠnh công nh t t i Vi t Nam v i h n 30 doanh nghi p đang ho t đ ng.

Hình 2. 1 Sơ đồ khu ch xuất Tân Thuận
Do có v trí n m sát sông SƠi Gòn nên đ a h nh
nên h th ng c ng

khu v c nƠy khá th p, cho

TTZ không th xơy ngầm trong lòng đ t nh các khu v c khác

đ ợc. V v y phần l n h th ng c ng

đơy khá c n vƠ đ ợc đ h . H th ng c ng

h nƠy ch y quanh các doanh nghi p vƠ n m song song v i h th ng đ
đơy, v i tổng chi u dƠi trên 30km vƠ chi u ngang từ 2 ậ 6m.

4

ng n i b


Hình 2. 2 C ng h
Hình 2.2 cho th y h th ng c ng h
đ

ng ng n

ng pháp v sinh cống thoát n ớc
Do phần l n c ng thoát n

c lƠ c ng h (d ng m

ng thoát n

c nên quá tr nh

n o vét b o d ỡng có th sử d ng công nhơn vƠ các thi t b h trợ đ th c hi n. Hi n
nay, xe cu c gắn đầu c p bùn (H nh 2.4) đ vét bùn d

i c ng h , nh ng ph

ng pháp

nƠy t n nhi u chi phí do bùn không t p trung vƠ h th ng c ng quá dƠi.
Theo yêu cầu c a khu ch xu t th đ nơng cao hi u qu n o vét th cần có
m t thi t b đ gom bùn l i thƠnh từng c m l n đ có th sử d ng xe cu c đầu c p
bùn hoặc gƠu t i đ vét bùn lên trên, ph

ng pháp nƠy có th lƠm tăng năng su t vƠ

gi m chi phí n o vét.
Đ i v i d ng c ng h p lƠ c ng

v trí th p đ x n

6



án đầu t

v i tổng s v n đăng kỦ lƠ 20 ,36 tri u USD vƠ

1.754,95 tỷ đồng).
Công ty đầu t

h tầng: Công ty cổ phần phát tri n h tầng khu công

7


nghi p Tơy Ninh. KCN TB-TN có trên 2 km đ
thoát n

c các lo i, phần l n lƠ c ng có kích th

ng n i b vƠ trên 20 km c ng
c từ 600 ậ 800 mm.

Qua quá tr nh sử d ng thi t b kh o sát hi n tr ng c ng ngầm cho th y do
đ a h nh cao nên các đ

ng c ng ch y u tích t đ t cát, bê tông trong quá tr nh

thi công.

Hình 2. 5 Hạ tầng khu công nghiệp Tr ng Bàng – Tây Ninh
Hình 2.5 cho th y các lo i ch t th i lắng đ ng trong các c ng n

2.1. 2 Kh o sát tình hình cống ng m ở các khu dơn c trên đ a bƠn ThƠnh phố
H Chí Minh.
Vi t Nam nói chung vƠ thƠnh phồ Hồ Chí Minh nói riêng, t nh tr ng x rác th i
sinh ho t tr c ti p xu ng ng c ng thoát n
nhân chính v n lƠ Ủ thức c a ng

c c a các h dơn c v n tồn t i, nguyên

i dơn ch a cao vƠ c quan chức năng v n không có

các bi n pháp đ qu n lỦ đ ợc. Bên c nh đó, rác th i sinh ho t c a ng

i dơn có chứa r t

nhi u hóa ch t đ c h i. Chúng chứa nh ng kim lo i nặng không có kh năng phơn h y
sinh h c vƠ có th tích lũy bên trong lòng c ng. Từ đó d n đ n t nh tr ng tắc ngh n c ng,
n

c c ng b ứ đ ng không ch y đ ợc, gơy ng p vƠ ô nhi m

nh ng đ

ng ng có ti t di n nh d

i 0.8m, th

khu v c đó. Đặc bi t lƠ

ng hay b tắc ngh n b i rác th i, bùn



9

ng ng thoát n

c th i c a Vi t


Nam so v i th gi i vƠ lƠ y u t gơy c n tr vi c ứng d ng các thi t b chuyên dùng
c an

c ngoƠi vƠo Vi t Nam.

2.1.2.1 Kh o sát đ ờng 3/2 ,qu n 10 (đo n t Lê H ng Phong đ n LỦ
Th ờng Ki t):
Kích th

c vƠ d ng c ng thoát n

c: c ng tròn đ

ng kính 600mm, h ga

500 x 500 x 1500mm.
D ng rác th i: Bùn cát lắng đ ng, rác th i sinh ho t (H p c m, b c nilông, ...)
 Quy trình v sinh:
S l ợng ng

i tham gia v sinh: 0 công nhơn


i cắm bi n báo ắCông tr nh đang thi công” cũng nh

đèn báo.
 Ti p đó nhóm 0 ng

i s chia thƠnh 2 nhóm nh , m i nhóm s có
ng c ng vƠ múc rác

ng

i

ph trách xu ng d

i h ga c a đ

h ga truy n lên trên

,công vi c h t rác

đơy hoƠn toƠn b ng th công v i các công c đ ợc nói trên,

công nhơn s lần l ợt cƠo rác từ trong c ng ra, dồn l i thƠnh đ ng, sau đó dùng đồ
h t rác đ đ a rác vƠo thùng sau đó chuy n lên cho công nhơn phía trên .

11


Hình 2. 10 Công nhân ấy r c trong cống và chuyền ên trên.
Phía trên 2 công nhơn có nhi m v đứng ch công nhơn

 Quy trình v sinh:

Hình 2. 12 Đưa bùn ên xe t i nhỏ.

S l ợng công nhơn : 0 ng

i.

Máy móc vƠ công c gồm :
e t i nh v i thùng chuyên d ng đ ợc lƠm kín đ tránh lƠm v i rác th i vƠ
n

c c ng ra đ

ng.

Thùng xúc rác đ ợc c t dơy đ đ a lên trên, thùng có kích th

cđ

ng kính

30cm và cao 60 cm, có quai xách.

Hình 2. 13 Thùng xúc rác.
B khung máy t i : V i đ cao c a h ga s khó khăn cho vi c đ a rác lên
trên do đó máy t i đ ợc đ a vƠo ứng d ng. Máy bao gồm đ ng c đ đi u khi n
vi c qu n nh dơy t i đ di chuy n đ a thùng rác từ d
d ng c từ trên xu ng d


 Sau đó 5 ng

i s xu ng bên d

i c ng vƠ xúc bùn rác b ng thùng nh h nh

2. 6, công vi c xúc rác bao gồm c vi c lƠm nh rác th i có kích th

c l n, công c

ch y u lƠ tay nên gặp r t nhi u r i ro, mặc dù có bao tay b o v nh ng gặp ph i
các v t d ng nh , sắc, đặc bi t lƠ kim tiêm r t nguy hi m, 5 ng
công vi c c th : 2 ng

i gom rác l i, 2 ng

i h t rác vƠ

ng

i s phơn chia
i ph trách móc

thùng rác vƠo đầu t i vƠ l y thùng rác xu ng. Sau khi xúc rác vƠo thùng th thùng
rác đ ợc chuy n ra phía h ga móc vƠo đầu t i.
 Trong khi đó, phía bên trên phơn chia công vi c v i m t ng

i s ph trách

đi u khi n máy t i, ch y u lƠ đi u khi n cu n dơy đ đi u khi n đầu t i lên xu ng.

kho ng 7-8 cm , khá dẻo vƠ b n, m c đ ch chính c a các thanh tre nƠy lƠ đ đ a cáp
kéo qu cầu lôi từ h ga nƠy sang h ga khác, v i kích th

cđ

ng kính c a ng

c ng nh công nhơn không th chui l t th cách thức sử d ng các thanh tre kéo dơy
vƠ c m t i kéo qu cầu thông c ng vừa đ n gi n, ti t ki m nh ng mang l i k t qu
khá cao. Tuy nhiên vi c ghép n i cái thanh tre v i nhau khá m t th i gian, vƠ vi c
đ a thanh tre từ nắp c ng nƠy đ n nắp c ng khác đôi khi gặp tr c trặc do v
gi a c ng.

16

ng rác


Hình 2. 19 Công nhân k t nối c c thanh tre với nhau và
uồn dây c p từ nắp cống này đ n nắp cống k ti p.

Hình 2. 20 Hình d ng “tr i cầu ôi”.
ắTrái cầu lôi ” (h nh 2.20) gồm các lo i có đ
t

ng ứng v i các đ

ng kính c ng.

17


ng hợp giao thông tắc ngh n hay

ph i túc tr c

công nhơn ph trách cắm bi n báo hi u, trong
chổ có đông ng

i l u thông công nhơn nƠy

đó đ đ m b o không có s c x y ra.

 2 công nhơn ph trách liên k t các thanh tre l i v i nhau b ng dơy k m, vi c
bu c các thanh tre l i v i nhau ph i đ m b o yêu cầu trong su t quá tr nh lƠm vi c

18