ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT
VÀO KHAY BÁN TỰ ĐỘNG

Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Số thẻ sinh viên :
Lớp:

TS. LÊ HOÀI NAM
PHAN NGUYỄN HOÀI BẢO
101120277

12CDT1

Đà Nẵng, 12/2018


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT VÀO KHAY BÁN TỰ ĐỘNG

TÓM TẮT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



Lớp :

12CDT1

Tự đơng hóa nông nghiệp là nội dung đang được quan tâm hàng đầu hiện nay. Với
sự phát triển mạnh mẽ và hỗ trợ kịp thời của khoa học – kỹ thuật, nền nơng nghiệp thế
giới nói chung và Việt Nam nói riêng đã có những bước tiến lớn. Một trong những
máy được người làm nông nghiệp sử dụng phổ biến hiện nay là máy gieo hạt. Máy
gieo hạt ra đời đã giúp tăng năng suất, chất lượng giảm thời gian công suất và mang lại
thu nhập cao hơn cho nông dân.
Tuy nhiên, giá thành hiện tại của các máy gieo hạt trên thị trường trong nước và
thế giới khá cao dẫn đến nhiều nhà nơng khơng đủ khả năng sở hữu. Vì thế, với đề tài
này, nhóm hướng tới việc đơn giản hóa quy trình sản xuất, tự động hóa một phần quy
trình, từ đó giảm giá thành máy.

Sinh viên thực hiện: Phan Nguyễn Hoài Bảo

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT VÀO KHAY BÁN TỰ ĐỘNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOACƠ KHÍ

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc


Chương 3: Thiết kế mạch điện điều khiển
Chương 4: Vận hành và kiểm nghiệm

-

Chương trình điều khiển
Kết luận và hướng phát triển đề tài

5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
- Bản vẽ 1:
Bản vẽ sơ đồ nguyên lý
-

Bản vẽ 2:
Bản vẽ 3:
Bản vẽ 4:
Bản vẽ 5:
Bản vẽ 6:

Bản vẽ tổng thể
Bản vẽ lắp
Bản vẽ bóc tách chi tiết
Bản vẽ khung
Bản vẽ cơ cấu hút – nhả hạt

-

Bản vẽ 7:
Bản vẽ 8:
Bản vẽ 9:

Người hướng dẫn

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT VÀO KHAY BÁN TỰ ĐỘNG

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, nền khoa học cơng nghệ đã có những bước phát
triển vượt bật. Nhiều nghiên cứu đã được áp dụng trong hầu hết mọi lĩnh vực củaxã
hội trong đó có cả nơng nghiệp. Nơng nghiệp cơng nghệ cao đã có những bước tiến
lớn về mặt quy mô và cả chất lượng. Ngày càng có nhiều máy móc phục vụ cho nơng
nghiệp được đưa vào ứng dụng, như: tưới tự động, thu hoạch tự động, gieo trồng tự
động, chế biến tự động, đóng gói tự động, … thực tế đã đem lại nhiều lợi ích to lớn
cho ngành nơng nghiệp. Và đó là một xu hướng tất yếu, việc áp dụng công nghệ kỹ
thuật vào sản xuất sẽ giúp nâng cáo năng suất và chất lượng sản phẩm, từ đó mang lại
nguồn thu nhập lớn hơn cho người làm nơng nghiệp.
Sau q trình học tập tại trường, được sự chỉ bảo hướng dẫn tận tình của thầy
cơ trong khoa Cơ khí – Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, chúng tơi đã tích luỹ
được những kiến thức quý báu. Được sự đồng ý của nhà trường và thầy cô giáo trong
khoa, chúng tôi mạnh dạn chọn đề tài “Máy gieo hạt vào khay bán tự động” để làm
đồ án tốt nghiệp cho mình.
Để hồn thành đồ án tốt nghiệp này, chúng tơi đã rất nỗ lực trong suốt thời
gian học tập và nghiên cứu. Việc hồn thành tốt đồ án đó là nhờ sự nhiệt huyết tận tình
hướng dẫn của thầy Lê Hồi Nam. Thầy đã hỗ trợ và tư vấn để chúng tơi có thể có
những ý tưởng tốt nhất cho đề tài này, đây là điều chúng tôi vô cũng biết ơn.
Chúng tôi cũng xin cảm ơn đến những người bạn đã không ngại chia sẻ về
kiến thức, tài liệu làm đề tài để giúp nhóm chúng tơi hồn thành tốt được đồ án này.



TÓM TẮT ................................................................................................................... 1
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................ 2
LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................. 4
CAM ĐOAN ............................................................................................................... 5
MỤC LỤC ................................................................................................................... 6
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ .......................................... 9
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ..................................................................................... 1
2. KẾT CẤU ................................................................................................................. 1
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................. 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY GIEO HẠT TỰ ĐỘNG ................................. 2
1.1.Tổng quan về tự động hóa trong nông nghiệp ........................................................ 2
1.1.1.Nông nghiệp........................................................................................................ 2
1.1.2.Máy nông nghiệp và quá trình tự động hóa ......................................................... 3
1.2.Đề tài “Thiết kế chế tạo máy gieo hạt sử dụng hút chân không đưa hạt vào bầu
đất” .......................................................................................................................... 6
1.2.1.Lựa chọn phương án thiết kế ............................................................................... 6
1.2.1.1.Phương án 1: ................................................................................................... 6
1.2.1.2.Phương án 2: ................................................................................................... 6
1.2.1.3.Kết luận ........................................................................................................... 7
1.2.2.Sơ đồ khối của hệ thống máy và nguyên lý làm việc cơ bản................................. 7
1.2.2.1.Sơ đồ khối của hệ thống ................................................................................... 7
1.2.2.2.Nguyên lý làm việc cơ bản của hệ thống: ......................................................... 7
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT ............................................. 9
2.1.Thiết kế - tính tốn cho cụm hút – nhả hạt.............................................................. 9
2.1.1.Thiết kế cụm các đầu hút – nhả hạt ..................................................................... 9
Sinh viên thực hiện: Phan Nguyễn Hoài Bảo

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam

3.5.NGUỒN TỔ ONG (24V) ...................................................................................... 32
3.5.1.Định nghĩa ........................................................................................................ 32
Sinh viên thực hiện: Phan Nguyễn Hoài Bảo

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT VÀO KHAY BÁN TỰ ĐỘNG

3.5.2.Cấu tạo ............................................................................................................. 32
3.5.3.Ưu điểm và nhược điểm của thiết bị .................................................................. 34
3.5.4.Thông số kỹ thuật của nguồn tổ ong .................................................................. 34
3.6.MÁY BƠM TẠO CHÂN KHÔNG ......................................................................... 35
3.6.1. Nguyên lý hoạt động của bơm hút chân không ................................................. 35
3.6.2. Lựa chọn bộ tạo chân không ............................................................................ 36
3.7.CẢM BIẾN VẬT CẢNKIM LOẠI .......................................................................... 36
3.7.1.Thông số kỹ thuật: ............................................................................................ 37
3.7.2. Chương trình điều khiển................................................................................... 37
CHƯƠNG 4 VẬN HÀNH VÀ KIỂM NGHIỆM THỰC TẾ ...................................... 40
4.1.Một số hình ảnh thực tế của máy.......................................................................... 40
4.2.KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG .................................................................................... 46
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .................................................... 47
Đánh giá đề tài: ......................................................................................................... 47
1.Ưu điểm:

........................................................................................................... 47

2.Nhược điểm: ........................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 49


Hình 3.12 Sơ đồ cấu tạo của nguồn tổ ong 24V
Hình 3.13 Hình ảnh thực tế của mạch nguồn tổ ong 24V
Hình 3.14 Máy bơm chân khơng
Hình 3.15 Cảm biến xác định vật cản kim loại
Hình 4.1 Hình ảnh thiết kế 3D của máy
Hình 4.2 Hình ảnh thực tế của máy
Hình 4.3 Hình ảnh thực tế của cơ cấu hút-nhả hạt
Hình 4.4 Hình ảnh thực tế của máng chưa hạt
Hình 4.5 Hình ảnh thực tế của cơ cấu xơm lỗ
Hình 4.6 Tủ điện cùng với các nút điều khiển
Hình 4.7 Hình ảnh thực tế của các đầu hút hạt

Sinh viên thực hiện: Phan Nguyễn Hoài Bảo

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT VÀO KHAY BÁN TỰ ĐỘNG

Bảng 3.1 Thông số của mạch arduino nano
Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật của một số loại bơm chân khơng

Sinh viên thực hiện: Phan Nguyễn Hồi Bảo

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam


MỞ ĐẦU

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

nghiên cứu đã tiến hành áp dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
•

Các kết quả nghiên cứu kế thừa
➢ Kế thừa cơng trình nghiên cứu của các thế hệ trước về cơ sở lý thuyết của
các phần mềm lập trình và mơ phỏng.
➢ Kế thừa các nghiên cứu có trong thực tiễn.

•

Định hướng nghiên cứu
➢ Nghiên cứu phần mềm lập trình và mơ phỏng trên máy tính.
➢ Tìm ra phương pháp lập trình đơn giản, dễ sử dụng, hiệu quả.

•

Kiểm chứng
➢ Chạy thử máy nhiều lần, kiểm tra lỗi và từ đó hồn thiện hệ thống.

Sinh viên thực hiện: Phan Nguyễn Hoài Bảo

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam

1


CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ MÁY GIEO HẠT TỰ ĐỘNG

Chương này sẽ giới thiệu tổng quan về ngành nông nghiệp, các loại máy móc sử
dụng trong nơng nghiệp và đặc biệt chú trọng đến quy trình gieo hạt để từ đó phát triển

xuất nông nghiệp của Việt Nam vẫn chủ yếu là nhỏ lẻ, manh mún, chưa áp dụng
nhiều thành tựu của khoa học kĩ thuật vào thực tế, rất nhiều quy trình kĩ thuật trồng
trọt, chăm sóc được tiến hành một cách chủ quan và không đảm bảo được đúng yêu
cầu.
Để giải quyết những vấn đề này thì thực hiện việc nghiên cứu và áp dụng các
tiến bộ khoa học kỹ thuật vào trong sản xuất là một việc làm rất cấp thiết hiện nay.
Việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào trong nơng nghiệp góp phần tạo dựng một ngành
nơng nghiệp hiện đại và năng suất hơn. Qua đó phát huy mọi tiềm năng sản xuất,
phát triển nền nông nghiệp sản suất, nâng cao thu nhập và cải thiện mức sống cho
người nông dân.
“Như vậy, mục tiêu cuối cùng của phát triển nông nghiệp ứng dụng công nghệ
cao là giải quyết mâu thuẫn giữa năng suất nông nghiệp thấp, sản phẩm chất luợng
thấp, đầu tư công lao động nhiều, hiệu quả kinh tế thấp với việc áp dụng những
thành tựu khoa học công nghệ để đảm bảo nông nghiệp tăng truởng ổn định với năng
suất và sản luợng cao, hiệu quả vả chất luợng cao. Thực hiện tốt nhất sự phối hợp
giữa con người và tài nguyên, làm cho ưu thế của nguồn tài nguyên đạt hiệu quả lớn
nhất, hài hịa và thống nhất lợi ích xã hội, kinh tế và sinh thái môi truờng” (TS.
Dương Hoa Xô, TS. Phạm Hữu Nhượng)
1.1.2. Máy nơng nghiệp và q trình tự động hóa
Máy nơng nghiệp
Máy nơng nghiệp là loại máy móc, thiết bị được ứng dụng tại các nông
trường, nông trại, hỗ trợ người nông dân trong việc thực hiện các công việc, hoạt
động nông nghiệp với năng suất cao, đồng thời tiết kiệm sức lao động của người
nông dân một cách đáng kể.

Sinh viên thực hiện: Phan Nguyễn Hoài Bảo

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam

3

luật kinh tế. Có thể nói giá thành là một trong những yếu tố quan trọng xác định nhu
cầu phát triển tự động hóa. Khơng một sản phẩm nào có thể cạnh tranh được nếu giá
thành sản phẩm cao hơn các sản phẩm cùng loại, có tính năng tương đương với các
hãng khác. Trong bối cảnh nền kinh tế đang phải đối phó với các hiện tượng như lạm
phát, chi phí cho vật tư, lao động, quảng cáo và bán hàng ngày càng tăng buộc cơng
nghiệp chế tạo phải tìm kiếm các phương pháp sản xuất tối ưu để giảm giá thành sản
phẩm.
Mặt khác nhu cầu nâng cao chất lượng sản phẩm sẽ làm tăng mức độ phức tạp
của q trình gia cơng. Khối lượng các công việc đơn giản cho phép trả lương thấp sẽ
giảm nhiều. Chi phí cho đào tạo cơng nhân và đội ngũ phục vụ, giá thành thiết bị
cũng tăng theo. Đây là động lực mạnh kích thích sự phát triển của tự động hóa.
Tự động hóa các q trình sản xuất cho phép cải thiện điều kiện sản xuất. Các
quá trình sản xuất sử dụng quá nhiều lao động sống rất dễ mất ổn định về giờ giấc, về
chất lượng gia cơng và năng suất lao động, gây khó khăn cho việc điều hành và quản
lý sản xuất. Các quá trình sản xuất tự động cho phép loại bỏ các nhược điểm trên.
Đồng thời tự động hóa đã thay đổi tính chất lao động, cải thiện điều kiện làm việc
của công nhân, nhất là trong các khâu độc hại, nặng nhọc, có tính lặp đi lặp lại nhàm
chán, khắc phục dần sự khác nhau giữa lao động trí óc và lao động chân tay.
Tự động hóa các q trình sản xuất cho phép đáp ứng cường độ lao động sản
xuất hiện đại. Với các loại sản phẩm có số lượng lớn (hàng tỉ cái trong một năm) như
đinh, bóng đèn điện, khóa kéo… thì khơng thể sử dụng các q trình sản xuất thủ
cơng để đáp ứng sản lượng u cầu với giá thành nhỏ nhất.
Tự động hóa các quá trình sản xuất cho phép thực hiện chun mơn hóa và
hốn đổi sản xuất. Chỉ có một số ít sản phẩm phức tạp là được chế tạọ hoàn toàn bởi
một nhà sản xuất. Thông thường một hãng sẽ sử dụng nhiều nhà thầu để cung cấp các
bộ phận riêng lẻ cho mình, sau đó tiến hành liên kết, lắp ráp thành sản phẩm tổng thể.
Các sản phẩm phức tạp như ôtô, máy bay… nếu chế tạo theo phương thức trên sẽ có
rất nhiều ưu điểm. Các nhà thầu sẽ chuyên sâu hơn với các sản phẩm của mình. Việc
nghiên cứu, cải tiến chỉ phải thực hiện trong một vùng chuyên mơn hẹp, vì thế sẽ có
chất lượng cao hơn, tiến độ nhanh hơn. Sản xuất của các nhà thầu có điều kiện

băng tải. Vì khay đất tương đối nhỏ, nhẹ nên chỉ cần sử dụng động cơ có cơng suất
nhỏ để dẫn động. Động cơ sẽ quay và kéo băng tải đi từng bước để từng hàng có thể
được cấp hạt.
Để hút và cấp hạt vào khay đất ta có thể dùng cơ cấu lắc culit dẫn động
bằng động cơ, kết hợp thêm với các tín hiệu cảm biến để hỗ trợ đóng ngắt chân
khơng thì ta có thể hút và nhả hạt dễ dàng. Q trình đâm lỗ cũng có thể được kết
hợp vào cơ cấu này.
1.2.1.2. Phương án 2:
Để di chuyển khay đất trong suốt quá trình gieo hạt ra sử dụng xy lanh để
đẩy khay đất trên sàn của máy. Hành trình của piston trong xy lanh sẽ bằng hoặc
lớn hơn hành trình của khay đất, kết hợp với van solenoid 5/3 đóng giữa, khay đất
sẽ được đẩy tiến tới từng bước để từng hàng có thể được cấp hạt.
Để hút và cấp hạt vào khay đất ta sử dụng hệ thống các xy lanh để làm việc,
kết hợp thêm với các tín hiệu cảm biến để hỗ trợ đóng ngắt chân khơng thì ta có thể

Sinh viên thực hiện: Phan Nguyễn Hoài Bảo

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam

6


hút và nhả hạt dễ dàng. Quá trình đâm lỗ sẽ dùng một xy lanh khác để chuyển động
lên xuống tạo lỗ
1.2.1.3. Kết luận
Sau khi nghiên cứu cả 2 phương án, nhóm chúng tơi quyết định chọn
phương án 1 để triển khai vì những lý do sau đây:
Thiết kế cơ khí khơng q phức tạp và giá thành các thiết bị liên
quan tương đối rẻ
Cơ cấu hoạt động mượt mà và khơng gây tiếng ồn như xy lanh khí

8


CHƯƠNG 2

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT

Chương 2 sẽ trình bày những nội dung liên quan đến thiết kế chế tạo từng
bộ phận của đề tài“Máy gieo hạt vào khay bán tự động”
2.1. Thiết kế - tính tốn cho cụm hút – nhả hạt

Hình 2.1Thiết kế mơ phỏng cho cơ cấu hút – nhả hạt
2.1.1. Thiết kế cụm các đầu hút – nhả hạt
Kích thước một vài hạt giống cơ bản thường gặp
-

Hạt mồng tơi, hướng dương, đu đủ, rau muốn …. 4 - 5 mm

-

Hạt dừa cạn, bắp cải, bẹ xanh …. 1 – 2 mm

-

Hạt dạ yên thảo, mười giờ, lobeli …. Nhỏ li ti như hạt cát

Sinh viên thực hiện: Phan Nguyễn Hoài Bảo

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam




Hình 2.2 : Chi tiết cơ cấu gieo hạt
Nguyên lý hoạt động của cơ cấu này như sau:
Động cơ với trục quay tròn được gắn vào tay quay, khi động cơ quay thì tay
quay cũng quay theo. Chuyển động quay này được truyền thong qua thanh dẫn 1
đến thanh lắc 1 và chuyển chuyển động quay của tay quay thành chuyển động lắc
của thanh lắc 1. Thanh lắc 1 sẽ kết hợp với thanh dẫn 2 và khớp trượt để dẫn hướng
cho vòi hút hạt thực hiện một quỹ đạo chuyển động hợp lý bao gồm các động tác:
Vươn vòi hút hạt đến khay hạt với góc nghiêng phù hợp.
Hút hạt sau đó quay về với chuyển động mượt mà.
Đưa các vòi hút hạt về trạng thái thẳng đứng hướng xuống dưới để thuận
tiện cho việc nhả hạt nhất có thể.
Chuyển động lắc của thanh lắc 1 sẽ được truyền sang thanh lắc 2 thông qua
thanh dẫn 3 để điều khiển cơ cấu nhấn lỗ, với nguyên tắc khi vòi hút hạt di chuyển
đến hút hạt thì chày nhấn lỗ sẽ hạ xuống tạo lỗ, khi vòi hút hạt di chuyển đến vị trí

Sinh viên thực hiện: Phan Nguyễn Hồi Bảo

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam

11


thẳng đứng để chuẩn bị nhả hạt thì chày nhấn lỗ đã rút lên nhường khoảng trống lại
cho vòi hút.
Với thiết kế lien hồn này thì chúng ta sẽ tiết kiệm tối đa năng lựng cũng
như chi phí bởi lẽ chỉ cần duy nhất một động cơ để thực hiện chuỗi hoạt động: đục
lỗ, hút hạt, nhả hạt. chi phí giảm xuống và hiệu quả sẽ tang lên.
Ngoài ra, yêu cầu đối với cơ cấu này đó là có thể tùy chỉnh được độ nơng


175 mm
90 mm

2.1.2.2. Chọn động cơ dẫn động
Động cơ dẫn động có nhiệm vụ truyền năng lượng đến cho toàn bộ cơ cấu
gieo hạt dày hoạt động và phải có tốc độ mượt mà bởi tải trọng đặt lên động cơ từ
cơ cấu này hoàn toàn khơng ổn định. Đặc biệt là các điểm mút ngồi cùng của quỹ
đạo, lực quán tính tác dụng lên động cơ gần như sẽ đảo chiều 180 độ. Khối lượng
của cơ cấu gieo hạt lại rất nhỏ nên ở dây, chúng ta cần một động cơ vững chai,
mượt mà nhiều hơn là một động cơ cho công suất lớn.

Sinh viên thực hiện: Phan Nguyễn Hoài Bảo

Hướng dẫn: Lê Hoài Nam

12


Sau q trình thử nghiệm thì chúng tơi đã chọn được động cơ kèm hộp
giảm tốc có thơng số như sau
Tốc độ quay tối đa: 90 vòng/phút
Điện áp: 12V
Dòng điện: 3A
Kiểu hộp giảm tốc: trục vít 1 cấp
Với tốc độ này, động cơ sẽ cho ra tốc độ gieo vào khoảng 90 lần/phút.
Tốc độ này là khá lớn và sẽ dẫn đến va đập làm phá hỏng nhanh chóng các kết cấu
cơ khí, chính vì vậy mà chúng thơi đã thiết kế them bộ điều tốc điện cho động cơ
này nhằm giảm bớt tốc độ quay lại để cơ cấu hoạt động mượt mà, chính xác.
Ngồi ra, người dung cũng dễ dàng tùy chỉnh tốc độ của cơ cấu theo ý mình.

14