BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY BẮN BÓNG TENNIS ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VÀ THỦ CÔNG NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ThS NGÔ TẤN HẢI Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Trần Tâm Trí Minh 1711040121 17DCKA2 Phan Văn Toại 1711040578 17DCKA2 Tôn Văn Vàng 1711040546 17DCKA2 Tp Hồ Chí Minh, tháng (ghi ngày tháng bảo vệ) i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung.
Giới thiệu 4
Giới thiệu sơ lược về quần vợt 4 1.2.Giới thiệu sơ lược về máy bắn bóng tennis 4
Tennis, hay còn gọi là quần vợt, là một môn thể thao hấp dẫn, trong đó các vận động viên sử dụng vợt để đánh quả bóng tròn qua một cái lưới dài được đặt ngang giữa hai bên Người chơi cần khéo léo đưa bóng qua lưới và vào sân đối phương, tạo nên những pha bóng kịch tính và đầy kỹ thuật.
Tennis là một môn thể thao phổ biến, thu hút nhiều người yêu thích nhờ vào sự đa dạng và mới mẻ Môn thể thao này có thể chơi theo hình thức đơn (1 đấu 1) hoặc đôi (2 đấu 2) Ngoài ra, sân chơi tennis cũng rất phong phú, bao gồm các loại sân như cỏ, sân cứng, đất sét và sân trải thảm, mang đến nhiều trải nghiệm thú vị cho người chơi.
1.2.Giới thiệu sơ lược về máy bắn bóng tennis:
Máy bắn bóng tennis được thiết kế để hỗ trợ người chơi trong việc luyện tập và nâng cao kỹ năng, giúp tiết kiệm chi phí thuê huấn luyện viên (từ 150.000 đến 400.000 đồng/giờ).
Nguyên lý hoạt động của máy bắn bóng tennis bao gồm việc đặt bóng tennis vào khoang chứa, sau đó bóng được dẫn qua một đường ống và cuối cùng được bắn ra thông qua bộ phận bắn.
Lợi ích khi sử dụng máy bắn bóng tennis 4 Chương 2: Tổng quan giải pháp 6
Máy bắn bóng tennis hỗ trợ người chơi phát triển lối đánh ổn định và nhất quán nhờ vào việc bóng được bắn ra đều và ổn định Điều này giúp hình thành thói quen đánh bóng vững chắc, một yếu tố quan trọng trong việc chơi quần vợt hiệu quả.
Sau khi đạt được sự ổn định trong việc đánh bóng, máy bắn bóng sẽ tự động thiết lập các đường bóng khó hơn đã được lập trình sẵn Điều này giúp người chơi nâng cao kỹ năng và làm quen với nhịp độ của một trận đấu tennis.
Máy bắn bóng là giải pháp tiết kiệm chi phí hiệu quả cho người chơi, thay vì phải thuê người hướng dẫn để luyện tập nhiều lần Thiết bị này giúp người dùng phát triển các kỹ năng cần thiết một cách hiệu quả mà không cần tốn kém.
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN GIẢI PHÁP
2.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu mô hình trong nước
Trong những năm gần đây, sự phát triển kinh tế của người Việt Nam đã thúc đẩy nhu cầu thể thao và giải trí sau những giờ làm việc căng thẳng Mức sống ngày càng cao không chỉ nâng cao chất lượng cuộc sống mà còn cải thiện sức khỏe con người, tạo điều kiện cho việc tham gia các hoạt động thể thao ngày càng phổ biến.
Trong những năm gần đây, tennis đã thu hút sự chú ý lớn từ người yêu thích thể thao, dẫn đến nhu cầu tăng cao về các phương pháp tập luyện Để đáp ứng nhu cầu này, nhiều loại máy bắn bóng đã được phát triển trên toàn thế giới, giúp cải thiện hiệu quả trong quá trình luyện tập tennis.
Mặc dù các máy bắn bóng hiện tại vẫn còn nhiều hạn chế về chức năng, nhưng với sự phát triển và phổ biến của bộ môn này trên toàn cầu, nhóm nghiên cứu đã quyết định cải tiến máy bắn bóng Mục tiêu là tạo ra một sản phẩm vượt trội, giúp máy bắn bóng mang thương hiệu Việt Nam có thể cạnh tranh và vươn tầm thế giới, thay thế những thế hệ máy trước.
Trên thị trường Việt Nam hiện nay, có nhiều loại máy bắn bóng với giá cả chênh lệch lớn so với thu nhập của người dân, như máy bắn bóng AeroSport giá 16 triệu đồng và máy bắn bóng TennisSS giá 29 triệu đồng Để giúp mọi người dễ dàng tiếp cận bộ môn thể thao yêu thích, nhóm quyết định nghiên cứu và phát triển máy bắn bóng sử dụng thiết bị và vật liệu có sẵn trong nước nhằm giảm giá thành sản phẩm.
Hình 2 2 Máy bắn bóng TennisSS ( nguồn: thethaokimthanh.vn)
Hình 2 1 Máy bắn bóng Aerosport (nguồn: aerovietnam.vn)
2.2.Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước
Môn tennis không chỉ phổ biến ở Việt Nam mà còn trên toàn thế giới Trước khi có máy bắn bóng, các vận động viên gặp nhiều khó khăn trong quá trình tập luyện, như cần người giao bóng Điều này đòi hỏi phải linh hoạt trong tốc độ, tần suất, và góc giao bóng, giúp tạo ra các cú giao bóng với vận tốc, độ xoáy và góc khác nhau từ nhiều vị trí.
2.3.Tính cấp thiết của đề tài
Trên thị trường Việt Nam hiện nay, có nhiều loại máy bắn bóng nhập khẩu với giá cao, không phù hợp với thu nhập của người dân Do đó, việc phát triển máy bắn bóng mang thương hiệu Việt với giá thành hợp lý là rất cần thiết cho các tay vợt và những người đam mê môn thể thao này.
2.3.2 Nhiệm vụ của máy bắn bóng tennis
Máy bắn bóng tennis là dụng cụ hỗ trợ đắc lực cho vận động viên trong quá trình luyện tập, với nhiệm vụ chính là phát bóng cho người tập Thiết bị hoạt động dựa trên nguyên tắc động lực, thủy lực hoặc khí nén kết hợp với hệ thống điều khiển, mang lại hiệu quả cao trong việc rèn luyện kỹ năng Loại máy này rất hữu ích cho việc tập luyện một mình, cho phép người dùng điều chỉnh tốc độ bóng bắn để phù hợp với nhu cầu luyện tập.
Máy này đã xuất hiện từ những năm 1920 tại Mỹ, ban đầu được thiết kế để phát bóng và được cố định trong suốt quá trình hoạt động Tuy nhiên, với nhu cầu ngày càng tăng, máy đã được cải tiến thành một robot thực thụ với nhiều chức năng đa dạng.
Hình 2 3 Máy bắn bóng đầu tiên trên thế giới được vận hành bằng tay quay được sử dụng bổi Rene Lacoste (nguồn: internet)
Máy bắn bóng là dụng cụ hỗ trợ tập luyện, có khả năng bắn bóng với nhiều tốc độ, góc bắn và tần suất khác nhau Các máy hiện đại có thể tạo ra những đường bóng khó, giúp nâng cao trình độ chuyên môn của người tập Tuy nhiên, hiện tại, máy bắn bóng vẫn chưa được sản xuất phổ biến tại Việt Nam.
- Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình cơ khí
- Thiết kế chế tạo mạch mạch điều khiển và mạch giao tiếp cho máy
- Nghiên cứu giải thuật và viết chương trình điều khiển cho máy
- Thử nghiệm , kiểm tra mức độ an toàn và hiệu quả sử dụng
Yêu cầu kĩ thuật của máy:
Cơ cấu banh ổn định, giảm rung và tiếng ồn trong lúc vận hành
Cơ cấu cấp banh đơn giản, gọn nhẹ, tránh kẹt banh.Tốc độ cấp banh đa dạng tùy thuộc vào trình độ người chơi
Bộ điều khiển linh hoạt, có khả năng mở rộng, đáp ứng nhanh
Cách sử dụng đơn giản
2.3.4.Yêu cầu của hệ thống điều khiển
- Tốc độ điều khiển nhanh,đáp ứng tức thời các mệnh lệnh của người dùng
- Tiết kiệm năng lượng,có thể hoạt động với thời gian lâu
- Tốc độ bắn thay đổi được, phù hợp với trình độ của nhiều người khác nhau
- Có khả năng mở rộng và phát triển thêm sau này
2.4.Tính mới của đề tài Để tạo ra một chiêc máy phù hợp với người Việt, dựa trên vật liệu và giá thành của những chiếc máy đời trước nhóm đã quyết định chọn những vật liệu với giá thành tương đối thấp nhưng vẫn đáp ứng được độ cứng, độ bền…của nó Một trong những sự thay đổi quan trọng nhất của nhóm trong đề tài này là cải tiến lại chức năng của máy để tất cả mọi người với nhiều trình độ về chuyên môn đều có thể sử dụng được.Và đặt biệt giá thành phải phù hợp với người Việt là nhiệm vụ quan trọng nhất trong lần cải tiến này
2.5.Ý nghĩa khoa học thực tiễn
Nghiên cứu và phát triển máy móc phục vụ nhu cầu con người là nhiệm vụ quan trọng của ngành cơ khí Nếu cải tiến thành công máy bắn bóng với chức năng nâng cao và giá thành hợp lý, đây sẽ là bước tiến đáng kể trong ngành cơ khí Việt Nam và là điểm nhấn trong thể thao tennis Thành công của dự án này không chỉ góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế mà còn mở ra cơ hội xuất khẩu sản phẩm ra thị trường quốc tế.
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT
3.1.Lựa chọn phương pháp bắn bóng
Khi thiết kế cơ cấu cho máy, việc lựa chọn một phương pháp bắn bóng hiệu quả và hợp lý là rất quan trọng Sự thay đổi về điểm rơi, hướng bóng và độ xoáy sẽ phụ thuộc vào phương pháp bắn bóng mà chúng ta áp dụng cho cơ cấu.
Bóng tennis có dạng cầu,bề mặt có lông tăng ma sát ,tính đàn hồi cao,có thể chịu lực nén, lực va đập lớn
3.1.1.Dùng lò xo đẩy bóng Ưu điểm :
Chế tạo đơn giản, rẻ tiền
Hiệu xuất bắn thấp do phải tốn thời gian nén lò xo
Bắn banh ra không có lực,khó khăn trong việc tạo ra những đường bóng xoáy
Khi hoạt động dễ gây ra tiếng ồn bởi đẩy
lò xo,độ ma sát cao, kết cấu nén - nhả lò xo phức tạp
3.1.2.Dùng khí nén Ưu điểm :
Hình 3.1 Máy dùng lò xo ( nguồn: internet) Hình 3 2 Máy dùng khí nénHình 3.3 Máy dùng lò xo ( nguồn internet)
Lực bắn lớn tạo ra tầm bắn rộng,banh có lực
Tính chính xác cao do chống chế được lưu lượng,áp suất khí
Năng suất cao do sử dụng nguồn không khí xung quanh môt cách liên tục
- Phải sử dụng máy nén – lọc khí nên kết cấu cồng kềnh, phức tạp, giá đắt
- Khi sử dụng gây tiếng ồn
- Việc sử dụng vận hành phải hiểu biết về khí nén, tính an toàn không cao
3.1.3.Dùng lực ném Ưu điểm :
Khó kiểm soát được lực bắn
Có thể tạo ra lực bắn lớn cần phải tạo lực nén lớn, cơ cấu phải chắc chắn
Hình 3 4 Máy dùng khí nén ( nguồn: internet)
Hình 3.5 Máy dùng lực ném ( nguồn: internet)
3.1.4.Dùng phương pháp cán ép bóng Ưu điểm :
Năng suất cao, có thể bắn liên tục với lực bắn mạnh theo nhiều tầm
Dễ chế tạo, đơn giản
Có thể tạo ra đường banh xoáy bằng cách cho hai động cơ quay với hai tốc độ khác nhau
Tận dụng được tính đàn hồi cao của banh Nhược điểm :
Động cơ quay với tốc độ cao để bắn xa nên việc điều chỉnh tốc độ quay gặp nhiều khó khăn
