THIẾT KẾ CƠ ĐIỆN TỬ MÁY NÉN ĐƠN TRỤC PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU CƠ TÍNH TRÁI XOÀI

Abstract

Uniaxial presser is generally used to characterize the physical properties of materials including constructional materials (soil, concrete), and food (meat, fruits). To design a presser, this research solved two fundamental problems: a mechanical system design with the appropriate transmission mechanism and an accurate control system with data acquisition module. In the mechanical system, a ball-screw structure was used to generate axial motion transmitted from a stepper motor through a gearbox. The microcontroller, displacement sensor, and load cell were implemented to acquire and process data then transmit the data to the graphical user interface (GUI) and to a computer for storage. The design uniaxial presser has met certain required specifications with the accuracy of 48 àm in displacement and 1.95 N in force measurement. The operation stability and reasonable cost of the system showed the feasibility of applying the system in measuring the mango firmness with destructive measurement methods.

Tóm tắt

Máy nén đơn trục là thiết bị được dùng phổ biến để tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu tính chất vật lý của vật liệu nói chung, bao gồm trong xây dựng (đất, pê-tông) và các nguyên vật liệu trong ngành thực phẩm (thịt, trái cây). Để thiết kế máy nén, đề tài đi vào giải quyết hai vấn đề cơ bản là thiết kế hệ thống cơ khí với cơ cấu truyền động thích hợp và hệ thống điều khiển, thu thập dữ liệu có độ chính xác cao. Trong phần cơ khí, hệ thống truyền động sử dụng cơ cấu vít me đai ốc bi để tạo chuyển động tịnh tiến dọc trục, nguồn động lực được cung cấp bởi động cơ bước thông qua hộp giảm tốc. Chip vi điều khiển và hệ thống cảm biến chuyển vị, cảm biến lực được dùng để thu thập và xử lý số liệu, sau đó truyền về giao diện người dùng và lưu trữ trên máy tính. Kết quả máy nén đã đạt được những thông số kĩ thuật nhất định, độ chính xác đạt 48 àm đối với đo biến dạng và 1,95 N đối với đo lực. Khả năng làm việc ổn định và giá thành thấp hoàn toàn phù hợp cho việc đo cơ tính trái xoài thông qua phương pháp đo phá hủy.