Thiết kế hệ thống đóng và mở cửa tự động áp dụng tại các trường học

Bài viết này trình bày ý tưởng thiết kế hệ thống đóng/mở cửa tự động, phục vụ các phòng học, văn phòng, phòng hội thảo… của trường học. Trong đó, phần thiết kế về cơ khí gồm bộ truyền trục vít – đai ốc kết hợp với cơ cấu con chạy – thanh trượt để biến chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay, bảo đảm cho cửa cái (loại một cánh hoặc hai cánh) mở ra hay đóng vào êm dịu; phần điện – điện tử gồm mạch điện, camera quan sát, công tắc hành trình, các nút nhấn bảo đảm việc đóng/ mở cửa từ xa an toàn và tiện lợi.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế hệ thống đóng và mở cửa tự động áp dụng tại các trường học https://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2020.04.058 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÓNG VÀ MỞ CỬA TỰ ĐỘNG ÁP DỤNG TẠI CÁC TRƯỜNG HỌC Ngô Bảo(1), Trần Thị Vinh(1) (1) Trường Đại học Thủ Dầu Một Ngày nhận bài 17/05/2020; Ngày gửi phản biện 20/05/2010; Chấp nhận đăng 25/07/2020 Liên hệ email: baon@tdmu.edu.vn; vinhtt@tdmu.edu.vn https://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2020.04.058Tóm tắt Bài báo này trình bày ý tưởng thiết kế hệ thống đóng/mở cửa tự động, phục vụ cácphòng học, văn phòng, phòng hội thảo… của trường học. Trong đó, phần thiết kế về cơkhí gồm bộ truyền trục vít – đai ốc kết hợp với cơ cấu con chạy – thanh trượt để biếnchuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay, bảo đảm cho cửa cái (loại một cánhhoặc hai cánh) mở ra hay đóng vào êm dịu; phần điện – điện tử gồm mạch điện, cameraquan sát, công tắc hành trình, các nút nhấn… bảo đảm việc đóng/ mở cửa từ xa an toànvà tiện lợi. Hệ thống đóng/mở cửa tự động giúp giảm bớt nhân công lao động do ta chỉcần ngồi ở phòng điều hành và nhấn nút thì có thể đóng/ mở cửa cái các phòng học mộtcách an toàn. Ngoài ra, tại phòng học, ta cũng có thể dùng remote hoặc công tắc đểđóng/mở các cửa.Từ khóa: bộ truyền trục vít, chốt chạy, cửa một cánh, cửa hai cánh, thanh trượtAbstract DESIGNING AUTOMATIC CLOSING AND OPENING SYSTEM FOR SCHOOLS This paper presents the idea of designing an automatic opening and closingsystem for classrooms, offices, seminar rooms, etc. at schools. In particular, themechanical design consists of a screw transmission - nut combined with a slider - slidermechanism to convert the translational motion into a rotating motion, ensuring that thedoor (single or double wing) opens or closes smoothly; electrical – electroniccomponents including electrical circuits, cruise switch, push buttons... ensure safe andconvenient remote closing and opening. Automatic door opening and closing systemreduces the labor force because we only need to sit in the operating room and press thebutton to safely close and open classrooms. In addition, in the classroom, you can alsouse remote control or switch to close and open the doors.1. Đặt vấn đề Hiện nay, ở các phòng học, ta chưa áp dụng hệ thống đóng mở cửa tự động, điềukhiển từ xa. Ở hầu hết các trường học trong nước ta đều có người bảo vệ đóng, mở cửa 60Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 4(47)-2020thủ công. Tức là khi học viên vào lớp thì người bảo vệ tới mở cửa phòng học, khi họcviên ra về thì người bảo vệ cũng tới đóng và khóa cửa phòng học. Đó là công việc quenthuộc từ xa xưa tới nay. Câu hỏi đặt ra là: Người bảo vệ không cần tới phòng học vẫn cóthể mở hay đóng của phòng học đó được không? Câu trả lời là “có thể được” với giảipháp gắn động cơ cho cánh cửa, truyền dây điện điều khiển động cơ tới phòng bảo vệ;người bảo vệ chỉ ngồi một chỗ nhấn nút là đóng hay mở cửa được rồi. Nguyên lý thìđơn giản như vậy, nhưng cho đến nay, nhóm tác giả thấy vẫn chưa có nơi nào áp dụngđiều này. Phần trình bày sau đây của nhóm tác giả sẽ làm sáng tỏ nhận định trên.2. Sơ lược về các loại cửa đóng, mở tự động đã biết hiện nay Hệ thống đóng, mở cửa tự động đã có rất nhiều loại, như: hệ thống tự động đóng,mở cửa kéo ở các cổng công ty, siêu thị, ngân hàng, thang máy…Ở đây, người ta dùngđộng cơ điện và cảm biến để đóng hay mở cửa. Loại cửa thường dùng trong các trườnghợp này là cửa kéo (hay còn gọi là cửa lùa) hoặc cửa mở dùng bản lề (hình 1). Các loại cửa tự động đóng, mở như hình 1 rất hiện đại, chỉ áp dụng cho những nơiquan trọng, mặt tiền của công ty, cơ quan, biệt thự hạng sang; chưa được áp dụng vàocác phòng học ở Trường Đại học Thủ Dầu Một. Nếu Trường Đại học Thủ Dầu Một ápdụng cửa đóng, mở tự động cho các phòng học thì áp dụng với mục đích khác, chủ yếulà giảm sức lao động của con người. Hình 1. Các loại cửa đóng, mở tự động đã biết hiện nay3. Ý tưởng thiết kế hệ thống đóng, mở cửa tự động cho các phòng học 3.1. Ý tưởng Có rất nhiều phòng học trong một trường học. Mỗi buổi học, người bảo vệ phải đimở và đóng các cửa thì tốn rất nhiều công sức. Do đó, ta cần phải thiết kế hệ thống 61 https://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2020.04.058đóng, mở cửa tự động, người bảo vệ không cần đi tới từng phòng, mà ngồi tại phòngđiều hành cũng có thể đóng, mở hết các cửa một cách tiện lợi và an toàn. Muốn vậy, taphải gắn động cơ và cơ cấu đóng/mở cửa, gắn camera quan sát cho từng phòng học,truyền nút điều khiển động cơ tới phòng điều hành. Người bảo vệ chỉ cần nhìn màn hìnhmáy tính và nhấn nút thì sẽ đóng, mở các cửa an toàn (hình 2). Hình 2. Phòng điều hành đóng, mở cửa các phòng học 3.2. Sơ lược cấu tạo Phần cơ khí: Ở từng phòng học, phía trên mỗi khung cửa cái, ta gắn hệ thốngtruyền động gồm: động cơ điện, bộ truyền vít – đai ốc, bộ truyền đóng/mở cửa, ổ lăn,khớp nối… (Nguyễn Trọng Hữu, 2010) (hình 3a và 4a). Hệ thống này phải bền vữngtheo thời gian và làm việc an toàn. Phần điện, điện tử: Gồm hệ thống mạch điện, công tác hành trình, bộ nút nhấnđiều khiển từ xa, camera quan sát, máy vi tính hoặc điện thoại điều khiển… Phần này sẽtrình bày trong một nghiên cứu khác. 3.3. Sơ lược nguyên lý hoạt động Dùng động cơ điện có hộp giảm tốc, bảo đảm tốc độ ra của trục quay chậm vừaphải (khoảng từ 60 tới 100 vòng/phút) để dẫn động bộ truyền trục vít – đai ốc. Khi trụcvít quay thì đai ốc tịnh tiến. Trên đai ốc, ta có gắn thêm chốt chạy. Khi đai ốc tịnh tiếnthì chốt chạy vừa tịnh tiến vừa quay quanh trục của nó. Khi trục chốt chạy quay thì cũnglàm ...