SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KON TUM
CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT CẤP TỈNH DÀNH
CHO HỌC SINH TRUNG HỌC, NĂM HỌC 2019- 2020
LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: NĂNG
LƯỢNG VẬT LÍ
Tên dự
án: MÁY LAU NHÀ TỰ ĐỘNG
ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU
----------
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Quét nhà, lau nhà, rửa sàn là những công
việc thường xuyên và cần thiết đối với mỗi gia đình và hộ kinh doanh( văn
phòng, nhà hàng, khách sạn, nhà xưởng, bệnh viện …). Tuy công việc đơn giản
nhưng thời gian và công sức dành cho chúng không phải ít; nhất là những người
ít có thời gian dành cho công việc gia đình và các hộ kinh doanh lớn.
Để khắc phục khó khăn trên, nhiều cá nhân đã
nghiên cứu và tung ra thị trường nhiều sản phẩm Rôbot hút bụi nhưng những Rôbot
này chỉ có chức năng chủ yếu hút bụi mà không lau sạch các vết bẩn trên sàn, đa
số có chung nhược điểm là dễ bị kẹt máy khi hút phải các thành phần rác có dạng
sợi như tóc, dây…Còn bộ phận lau sàn nhà chỉ được gắn duy nhất một tấm vải đã
được thấm ướt sẵn, không có bộ phận thay nước; những nơi sàn bẩn không có bộ phận
chà và không có bộ phận làm khô sàn khi lau. Tất cả các loại máy lau nhà trên
thị trường hiện nay đều có công suất rất nhỏ nên chúng vẫn chưa đáp ứng được đầy
đủ các yêu cầu của các hộ gia đình. Đặc biệt với các hộ kinh doanh như nhà
hàng, khách sạn, văn phòng, nhà xưởng cần lau dọn với diện tích lớn thì các loại
Rôbot có công suất nhỏ này không đáp ứng được yêu cầu, khi đó máy lau nhà có
công suất lớn là lựa chọn tối ưu.
Một số sản phẩm nhập khẩu có chức năng tương đối
đầy đủ thì giá thành lại quá cao, điều này càng làm cho người tiêu dùng ngại
mua sắm.
Để khắc phục các khó khăn trên, chúng em đã
nghiên cứu và chế tạo ra một bộ dụng cụ “Máy
lau nhà tự động” với ba công dụng: chà sàn, lau và làm khô sàn, máy lau nhà
tự động có công suất lớn, làm việc liên tục trong thời gian dài nhưng giá thành
lại thấp giúp người tiêu dùng hài lòng khi sử dụng.
ĐIỀU
TRA TÌNH HÌNH THỰC TIỄN
Để đánh giá chính xác tình hình thực
tiễn, chúng em đã đưa ra bộ câu hỏi trắc nghiệm đơn giản gồm 3 câu nhằm đánh
giá tình hình thực tiễn 100 cá nhân thường xuyên lau dọn nhà cửa của 100 hộ gia
đình các bạn học sinh đang học tại trường THPT Trường Chinh.
BỘ
CÂU HỎI ĐÁNH GIÁ
Câu 1.
Anh (Chị) thường lau dọn nhà cửa bằng dụng cụ gì?
A.
Khăn lau.
B.
Cây lau nhà.
C.
Dụng cụ lau nhà tự động
Câu 2.
Dụng cụ mà anh (Chị) đang sử dụng để lau dọn nhà cửa có những ưu và nhược điểm
gì?
…………………………………………………………………………………………
Câu 3.
Anh (Chị) có mong muốn sở hữu bộ dụng cụ lau nhà tự động có giá thành rẻ hơn
các loại máy lau nhà trên thị trường hiện nay nhưng lại có thể lau tự động với
diện tích lớn và lau như ý không?
A.
Có.
B.
Không.
Câu 4.
Tại sao anh (Chị) không sử dụng máy lau nhà tự động bán trên thị trường hiện
nay?
……………………………………………………………………………………………THỐNG KÊ VÀ NHẬN XÉT
|
Câu |
Thống kê |
Nhận xét |
|
1 |
Có 11/100 cá nhân sử dụng khăn lau chiếm tỉ lệ 11%. Có 87/100 cá nhân sử dụng cây lau nhà chiếm 82%. Còn lại 2/100 cá nhân sử dụng dụng cụ lau nhà tự động
chiếm 2%. |
Nhìn vào biểu đồ ta thấy hiện nay đa phần các hộ gia đình dụng cây lau nhà là phương tiện chủ yếu.  |
|
2 |
Đối với 11% cá
nhân sử dụng khăn để lau nhà, họ đã nêu ra các ưu và nhược điểm sau: -Ưu: Ít tốn kém,
lau rất sạch, mau khô. - Nhược: Tốn nhiều
thời gian, vất vả hơn khi lau dọn. Đối với 87% cá nhân sử dụng cây lau, họ
đã nêu ra các ưu và nhược điểm sau: - Ưu: Nhanh
chóng, ít tốn thời gian hơn lau tay. - Nhược: Lâu
khô, ít sạch, khó lau trong các ngỏ ngách nhỏ. Đối với 2% cá
nhân sử dụng dụng cụ lau tự động, họ đã nêu ra các ưu và nhược điểm sau: - Ưu: Không tốn thời gian và công sức. - Nhược: Giá thành cao, không lau được các vết bẩn cứng
đầu, ít sạch. |
Mỗi dụng cụ mà
các cá nhân đang sử dụng đều có ưu và nhược điểm riêng. Nếu chúng ta khắc phục
được tất cả các nhược điểm và phát huy được tất cả các ưu điểm trên một dụng
cụ lau nhà tự động thì chắc chắn việc lau dọn nhà cửa sẽ trở nên nhẹ nhàng và
đơn giản đối với tất cả các hộ gia đình. |
|
3 |
100% cá nhân của các hộ đều mong muốn có được dụng cụ
lau nhà rẻ hơn trên thị trường nhưng đảm bảo hiệu quả sử dụng. |
Tâm lí người tiêu dung ai cũng muốn sở hữu một sản
phẩm vừa túi tiền vừa tiện ích. |
|
4. |
Câu hỏi này chỉ để hỏi các hộ gia đình chưa sử dụng
dụng cụ lau nhà tự động. Có 35/98 chiếm 36% cho rằng do giá thành quá cao.
Còn 64% cho rằng giá thành cao và nghe thông tin lau không sạch. |
Điều này thể
hiện các dụng cụ lau nhà tự động đang bán trên thị trường hiện nay chưa đáp ứng
được nhu cầu của người sử dụng. |
II. CÂU HỎI NGHIÊN CỨU,
VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU, GIẢ THUYẾT KHOA HỌC.
- Câu hỏi nghiên cứu:
+Làm thế nào để việc lau nhà được tự động hóa,
chúng ta không tốn nhiều thời gian và công sức để làm việc này nhưng vẫn giữ
cho ngôi nhà luôn sạch sẽ ?
+ Làm thế nào để chế tạo một bộ dụng cụ lau
sàn khắc phục tất cả các nhược điểm của các loại Roobot phổ biến trên thị trường
hiện nay ?
+ Làm thế nào để bộ dụng cụ lau sàn tạo ra không
chỉ đáp ứng nhu cầu cá nhân ở hộ gia
đình mà còn đáp ứng tốt cho các hộ kinh doanh với những căn nhà có diện tích lớn
như văn phòng, nhà hàng, khách sạn, nhà
xưởng, bệnh viện …?
+ Làm thế nào để sản phẩm tạo ra có giá thành
rẻ thu hút người tiêu dùng sử dụng ?
- Vấn đề nghiên cứu:
Các Roobot hút bụi được xem là một phát minh công nghệ tuyệt
vời để giải quyết vấn đề làm sạch cơ bản cho các gia đình, tuy nhiên sản phẩm
này vẫn chưa phải là một thiết bị hoàn hảo thay thế được hoàn toàn công sức của
con người. Mức giá cao hơn nhiều so với các thiết bị gia dụng làm sạch hoặc các loại
máy móc thường có để làm việc nhà khiến cho Rôbot lau sàn chưa phải là sản phẩm phổ biến cho tất cả đối tượng người dùng bởi: Các góc cạnh, vị trí khuất thì Rôbot không thể lau sạch,
không thể sử dụng lau bề mặt có diện tích lớn. Đặc biệt hơn là chúng không thể
lau sạch các vết bẩn cứng đầu.
Việc tạo ra “Máy lau nhà tự động” sẽ giải quyết được
tất cả các nhược điểm mà các loại Roobot lau nhà đang có trên thị trường hiện
nay như: có thể hoạt động với công suất lớn, chổi lau và bàn
chà có diện tích lớn, bình phun và bình hút nước bẩn có thể tích lớn ( khoảng
1,2 lít) không
phải thay nước nhiều lần khi sử dụng, đồng
thời đáp ứng tốt các nhu cầu cần thiết trong công việc lau dọn nhà cửa và khu kinh doanh sản xuất. Thiết bị
này được chế tạo khá đơn giản và chi phí thấp, có thể tái sử dụng các thiết bị
từ một số vật dụng, vật liệu đơn giản, dễ tìm và dễ lắ ráp. Vì vậy đây là một
thiết bị khả thi và có tính thực dụng cao.
- Giả thuyết khoa học:
+ Các loại máy lau nhà hiện nay sử dụng loại
mô tơ loại 5V – 2A nên công suất nhỏ. Chúng ta có thể thay thế bằng loại mô tơ
775(12V- 5A) sẽ làm cho công suất hoạt động lớn hơn, tốc độ quay mạnh hơn nên
lau được các sàn nhà có diện tích rộng, làm sạch vết bẩn cứng đầu bám trên mặt
sàn.
+ Chúng ta có thể đưa thêm vào hệ thống bộ phận
xi lanh để điều khiển cần lau dài ra theo mong muốn khi gặp các góc khuất như gần
gường, tủ bàn mà máy không trực tiếp vào bên trong.
+ Nếu bộ phận phun nước sạch và hút nước bẩn
có bình chứa có dung tích lớn thì không phải thay nước nhiều lần trong quá
trình sử dung.
+ Muốn máy hoạt với công suất theo nhu cầu người
sử dụng thì phải được điều chỉnh thông qua mạch điểu tốc và mạch adruno.
+ Nếu chế tạo thành công máy lau nhà hoạt động
hiệu quả thì giải phóng không ít thời gian và công sức cho việc những bà nội trợ,
giữ cho ngôi nhà luôn sạch sẽ, thoáng mát.
III. ĐIỂM MỚI, TÍNH SÁNG TẠO VÀ LỢI
ÍCH CỦA ĐỀ TÀI
+ Để sàn nhà luôn sạch sẽ và các vết bẩn cứng đầu có thể
dễ dàng bị loại bỏ chúng ta cần một dụng cụ lau nhà có công suất lớn.
+ Bộ dụng cụ không chỉ lau sạch phần sàn
không có vật dụng mà còn có cần lau có thể điều khiển đẩy dài ra hoặc thu ngắn
lại giúp lau được những khu vực góc khuất của sàn như: Gầm bàn, gường, tủ… mà dụng
cụ không thể đi vào bên trong được .
+ Chúng phải có khả năng lau làm khô
nhanh chóng tránh sự bám nhanh bụi bặm trong quá trình lau dọn nhờ bộ phận làm
khô.
+ Máy có thể điều chỉnh tốc độ làm việc,
có thể lau dọn nhà với diện tích lớn như nhà hàng, khu công nghiệp may….
+ Đầu bàn chà có thể tháo rời và thay đổi
bàn chà tùy thuộc mức độ bẩn của sàn.
+ Bộ phận lau khô sàn và hút nước bẩn sử
dụng dễ dàng.
+ Nguyên liệu để làm chiếc
máy rất dễ tìm và giá thành phù hợp với điều kiện kinh tế của nhiều hộ dân.
VI. THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.Thiết kế:
1.1. Chuẩn bị:
- Chuẩn bị các dụng cụ:
+ Nguồn acquy 12v – công tắc
+ Mô tơ 775, 12 vôn, máy
hút nước bẩn.
+ Máy bơm áp lực phun sương, van điều chỉnh lượng nước
sạch ra vòi.
+ Dây lò xo và béc dẫn nước sạch,vòi phun
sương
+ Bàn chà.
+ Động cơ điều chỉnh tốc độ xe, bánh xe điều
khiển hướng (Dẫn hướng)
+ Chổi lau khô và cần gạt
+Bình chứa nước sạch và bình hút nước thải,
xilanh điện.
+ Mạch arrduno và hệ thống nhận biết vật cản bằng
sóng siêu âm
+ Mạch điều chỉnh tốc độ quay của bàn chà và
chổi lau.
2. Quy trình thiết kế
|
Bước 1: Lắp động cơ điều tốc bánh xe nơi với
mạch cầu hắc |
|
Bước 2: Lắp bánh xe dẫn hướng. |
|
Bước 3:Lên khung xe bằng alu. |
|
Bước 4: Lắp xi lanh điện điều khiển độ dài của bàn chà, lắp mô tơ
quay gắn với bàn chà. |
|
Bước 5: Lắp 2 bình chứa nước, 1 bình chứa nước
thải, 1 bình chứa nước sạch. |
|
Bước 6: Lắp bơm áp lực để đưa nước ra béc
phun sương thông qua van điều chỉnh lưu lượng nước. |
|
Bước 7: Lắp hệ thống dây, 1ống đưa nước đi thông qua van điều khiển
lượng nước phun ra qua béc phun và 1 ống trả nước về vào bình nước sạch |
|
Bước 8: Lắp chổi khô lần 2, máng gạt nước bẩn. |
|
Bước 8: Lắp máy hút nước bẩn trả về bình đựng
nước bẩn, lắp van xã nước bẩn. |
|
Bước 9: Lắp mạch adruno nối với mạch phát sóng siêu âm thông qua mạch
cầu hắc giúp máy nhận biết và tránh vật cản khi hoạt động. |
|
Bước 10: Lắp hệ thống điện: công tắc, mạch
điều tốc, mô tơ chổi lau nhà với nguồn ac quy 12v, mạch adruno và hệ thống phát
sóng siêu âm phát hiện vật cản. |
|
Bước 11: Lắp nắp đậy. |
V. TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU
1.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy
2.
Nguyên tắc chung
Ba bộ phận quan trọng bên
trong máy làm lau nhà tự động là là: motor, bộ nguồn 12 vôn, hệ thống mạch, máy
bơm nước sạch, máy hút nước bẩn các phận này cần được kiểm tra kỹ và thiết kế
chuẩn để đảm bảo hiệu suất hoạt động của máy.
Mạch điều tốc nối tiếp với hệ
thống 02 mô tơ chổi lau và bàn chà giúp điều chỉnh tốc độ lau theo yêu cầu. Động
cơ điện có tốc độ quay vòng rất cao ( 3 mô tơ có công suất khác nhau, tốc độ
quay khác nhau). Khi động cơ điện quay vòng với tốc độ cao, làm chổi lau chuyển
động với tốc độ nhanh do đó cần có mạch điều tốc để điều chỉnh tốc độ quay theo
ý muốn.
Mạch cầu hắc nối với động cơ bánh xe giúp điều chỉnh tốc độ khi xe
hoạt động.
Mạch arduino nối với mạch phát sóng
siêu âm giúp máy nhận biết và tránh vật cản trong quá trình làm việc.
VI. HIỆU QUẢ SAU KHI SỬ DỤNG
Sau
khi hoàn thành sản phẩm chúng em đã nhờ các bạn đưa dụng cụ lau nhà mà chúng em
sáng tạo đến các hộ của các bạn và mong muốn được các hộ dung thử và cho ý kiến.
Hình
ảnh máy lau thử nghiệm
Hình
ảnh máy lau thử nghiệm
Hình
ảnh máy lau khu vực dưới gầm ghế
1.
Phiếu
lấy ý kiến dùng thử dụng cụ lau nhà tự động
Anh/
Chị/Cô/Bác cho nhận xét đối với dụng cụ lau nhà mà Anh/ Chị/Cô/Bác vừa mới sử dụng?
…………………………………………………………………………………………….
2.
Kết
quả thống kê
-
17/20 chiếm 85 % các cá
nhân cho rằng dụng cụ này lau rất sạch, các vết bẩn cứng đầu đều có thể lau sạch.
-
15/20 chiếm 75 % các cá
nhân khẳng định máy có công suất lớn, hoạt động ổn định.
-
8/20 chiếm 40 % cá nhân có nhận xét dụng cụ này nhìn không gọn và đẹp
như các dụng cụ đang bán trên thị trường.
3. Kết luận
-
Ưu điểm:
+
Hoạt động mạnh, công suất cao, lau sạch sàn với diện tích lớn.
+Giá
thành hợp lí.
+
Không có tác động gây tiếng ồn lớn khi hoạt động.
- Khuyết điểm:
- Máy thiết kế chưa nhỏ gọn.
- Lập trình mạch adruno ngoài tác
dụng phát hiện và tránh vật cản chưa có tác dụng phát hiện và định vị những nơi đã lau và chưa lau để tự
ngừng khi lau xong căn phòng.
4. Hướng phát triển
đề tài
- Thiết kế máy nhỏ gọn hơn, tăng tính
thẩm mỹ của máy.
- Lập trình mạch adruno ngoài tác
dụng phát hiện và tránh vật cản nó còn có tác dụng phát hiện và định vị những nơi đã lau và chưa lau để
lau nhà hoàn chỉnh hơn.
V. TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Sách tham khảo:
+ Sách giáo khoa Công nghệ 12– NXB GD, tái bản
lần thứ 5 năm 2009.
+ Sách giáo khoa Vật lí 11 - NXB GD, tái bản lần
thứ 3 năm 2007.
+ Sách giáo khoa Vật lí 12 – NXB GD năm 2010.
- Các website
https://www.google.com.vn/search?q=t%C3%A1c+h%E1%BA%A1i+c%E1%BBhttps://www.google.com.vn/search?q=t%C3%A1c+d%E1%BB%A5ng+may+h%C3%BAt+b%E1%BB%A5i&oq=t%C3%A1c+d%E1%BB%A5ng+may+h%C3%BAt+b%E1%BB%A5i&aqs=chrome..69i57j0l5.4738j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8
-------------------------
0 Nhận xét