Báo cáo thiết kế ngược

lOMoARcPSD|17838488 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ Báo cáo THIẾT KẾ NGƯỢC SVTH: MSSV Đào Đức Thắng 1814079 GVHD: Huỳnh Hữu Nghị Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 10/2021 Trang lOMoARcPSD|17838488 Nội dung Câu Đánh giá theo ACCESS FM Phân tích theo Ergonomic Câu 2.1 Trình bày ưu nhược điểm phương pháp scan 3D 2.1.1 Phương pháp 2.1.2 Phương pháp 15 2.1.3 Phương pháp 17 2.1.4 Phương pháp 23 2.2 So sánh phương pháp scan 3D 26 2.3 Lựa chọn phương pháp cho thân 26 2.4 Thực scan 3D 27 2.5 Kết scan 3D Reality Capture 29 2.6 Kết sau sử dụng Meshmixer 30 2.6.1 Sau smoothing 30 2.6.2 Sau cắt bỏ phần dư 31 Câu 32 3.1 Chỉnh sửa mơ hình 3D 32 3.1.1 Lựa chọn phương pháp 32 3.1.2 Lựa chọn phần mềm 32 3.1.3 Các bước thực 33 3.2 Đánh giá xem mức độ phù hợp thiết kế lại với tiêu chuẩn công thái học 42 3.2.1 Các đề xuất cải tiến đặt ban đầu 42 3.2.2 Đánh giá mơ hình thiết kế lại lần 43 3.2.3 Đánh giá mơ hình thiết kế lại lần 44 Trang lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Câu 1: Sản phẩm chọn để phân tích: ASUS MM-5113 Hình 1: Con chuột ASUS MM-5113 ➢ Đánh giá theo ACCESS FM: Hình dáng thoải mái, thiết kế nhỏ gọn: Làm việc hiệu với hình dáng uốn lượn, thoải mái, mô theo đường cong tự Aesthetics nhiên tay bạn Nhỏ gọn, dễ dàng để vừa vào túi xách Thẩm mĩ với máy tính xách tay Do đó, tiện cho việc mang chuột nơi bạn làm việc Có logo ASUS thân chuột nhằm tăng tính thẩm mĩ thương hiệu Trang lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Dành cho sử dụng chuột yêu cầu tính mức Customer người làm việc văn phòng, người thường hay làm Khách hàng việc bên Được thiết kế phù hợp với người thuận tay phải lẫn tay trái Cost Giá Environment Mơi trường Size Kích thước Safety An toàn Function Chức Materials Chất liệu Giá thành từ 45.000 – 50.000 (VNĐ) Giá thành rẻ nên phù hợp với học sinh, sinh viên Có thể tái chế nhựa, dễ sửa chữa bảo hành Nhỏ gọn 116 x 63 x 37 mm 0.5 kg Con chuột chế tạo với tiêu chuẩn chất lượng trung bình Nếu sử dụng chuột theo mục đích thiết kế hồn tồn khơng có nguy hiểm Có đầu USB để kết nối với cổng USB laptop máy tính Chỉ gồm phận nút chuột lăn Nhựa đen trơn ➢ Phân tích theo Ergonomics (Cơng thái học): • Định nghĩa Ergonomics (Công thái học): Trang Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Cơng thái học (Ergonomics) nhánh khoa học nhằm mục đích tìm hiểu khả giới hạn người, sau áp dụng phương pháp học để cải thiện tương tác người với sản phẩm, hệ thống mơi trường, nhằm mục đích tăng hiệu suất giảm bớt khó chịu Được xem nhân tố định đến thành công sản phẩm Khi thực không cách, sử dụng thiết bị có thiết kế sai so với tiêu chuẩn công thái học ảnh hưởng đến hệ thần kinh bắp, gây rối loạn xương Ảnh hưởng nghiêm trọng sức khỏe người dùng sản phẩm công nghệ, đem lại hiệu làm việc, học tập không cao cho người sử dụng Để ngăn ngừa trường hợp trên, nhà sản xuất tâm vào kiểu dáng thiết kế, chức phận sản phẩm nhờ vào việc áp dụng nguyên tắc công thái học • Phân tích Ergonomics cho chuột: Để đảm bảo sử dụng máy tính thời gian dài tay ta ln có thói quen đặt chuột suốt thời gian dài làm việc, hoạt động tương tác với chuột liên tục (chơi game, thiết kế, ) cần tạo sản phầm chuột máy tính có kiểu dáng mà lịng bàn tay ơm trọn, phù hợp với nhu cầu, thói quen sử dụng (chuột khơng dây, khơng thích tiếng ồn, bàn tay nhỏ, người sử dụng thuận tay trái tay phải, ), Vì cải cải tiến theo phong cách công thái học nhằm mang lại cảm giác sử dụng thoải mái nhất, tránh gây tổn thương cho bàn tay cổ tay a) Phân tích theo kích thước: Chuột thiết kế kiểu dáng thon gọn cân xứng, đường nét cong theo lòng bàn tay người dùng, điều hướng dễ dàng, điều khiển xác bề mặt Tuy nhiên, kích thước ASUS MM-5113 bé so với người có bàn tay to Thân chuột thấp nên long bàn tay ôm trọn Trang Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Từ đó, tạo bất tiện việc sử dụng chuột mà bàn tay lúc phải co cụm lại, sử dụng lâu bị mỏi nhức cánh tay vai Ngoài chuột nặng so với kích thước nên di chuột tạo áp lực nhiều lên cổ tay Về lâu dài dẫn đến bệnh cổ tay Đề xuất giải pháp: Tăng kích thước tổng thể chuột cho vừa vặn lịng bàn tay hơn, sau giảm khối lượng chuột b) Phân tích theo kiểu cầm nắm: Với người có bàn tay nhỏ, ASUS MM-5113 tạo cảm giác thoải mái với kiểu Palm grip, Finger Grip hay Fingertip Grip Cịn với người có khổ tay bự cầm chuột kiểu Palm Grip lâu dài mỏi tay Hình 2: Các kiểu cầm nắm chuột Trang Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí c) Phân tích theo thiết kế: Phần cáp ASUS MM-5113 bọc dù chống đứt kèm đầu USB lọc nhiễu Phần bọc dù giúp nâng độ xác nhận tín hiệu từ thao tác tay người chơi + Mặt dang thuôn: trượt tối ưu nhiều bề mặt + Hình dạng uốn lượn: đỡ bàn tya cổ tay vị trí tự nhiên Tuy nhiên sử dụng lâu dài, ngón bám vào phần bên chuột lâu bị mỏi Ngoài mặt bên trái nơi để ngón trỏ thn, khơng đủ độ uốn lượn nên ngón tay cần dùng nhiều lực để bám thành chuột Đề xuất giải pháp: Thêm chỗ gác ngón tay tăng độ uốn lượn bề mặt trái chuột d) Phân tích vật liệu: ASUS MM-5113 làm từ nhựa đen trơn Do bề mặt trơn nên sử dụng lâu dài khó cầm nắm mồ Ngồi ra, chuột có kích thước tương đối nhỏ mà lại có khối lượng nặng so với kích thước Đề xuất giải pháp: Thay đổi sang sử dụng loại nhựa khác có khối lượng riêng nhẹ Mặt khác làm vỏ nhựa nhám để chống trơn tay, hạn chế việc bị in vân tay, bóng chuột dùng lâu, tránh bám mồ tốt tính thẩm mỹ cao, phù hợp với việc chơi game thời gian dài Trang Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Câu 2: 2.1 Trình bày ưu nhược điểm phương pháp scan 3D: 2.1.1 Phương pháp 1: Sử dụng máy Scan 3D: a) Các hệ máy Scan 3D: Đánh giá Ưu điểm Nhược điểm o Độ xác o Khả linh Các hệ Thế hệ Máy đo 3D – CMM phép đo “điểm” động cao – đạt o Bị hạn chế kích độ xác 0,001mm thước vật thiểu cần đo o Không đo kiểm mặt đáy vật thể cần đo lần gá o Việc đo kiểm mặt bên hông không thuận lợi o Kích thước máy Hình 3: Máy đo 3D - CMM lớn – cồng kềnh ➠ chiếm nhiều không gian lắp đặt o Công tác đo đạc Trang Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí thực dán tiếp từ “người” qua máy tính đến chuyển động đầu chạm o Do kích thước đường kính đầu chạm cố định nên việc kiểm tra vị trí khe rãnh bị hạn chế o Khơng kiểm tra độ xác bề mặt freeform surface o Cả máy vật thể cần đo phải lắp cố định o Không phù hợp cho công nghệ kỹ thuật ngược o Khả linh Thế hệ Máy đo quét 3D Arm Scan o Do chiều dài động có cải thiện cánh tay robot cố định nên kích thước so với CMM o Có thể đo kiểm vật thể cần đo mặt bên hạn chế hông đối tượng đo o Không đo kiểm o Công tác đo đạc mặt đáy vật Trang Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí thực trực thể cần đo lần tiếp “người” tác gá động đến đầu chạm o Do kích thước o Việc đo điểm đường kính đầu mặt bên hông chạm cố định nên thuận lợi so với việc kiểm tra vị trí CMM khe rãnh bị hạn chế o Có thể thay o Cả máy vật đầu chạm đầu thể cần đo phải lắp Hình 4: Arm Scan Scan laser để thực cố định Scan 3D o Không thuận lợi Scan vật thể lớn o Khả di chuyển hệ thống bạn chế o Tốc độ Scan phụ thuộc vào độ phân giải Thế hệ o Khả 3D Laser Scanner HandyScan (EXAscan) di chuyển linh động o Độ xác cịn hạn chế scan o Có thể Scan 3D vật thể lớn > 5m tất bề mặt vật o Tốc độ Scan phụ thể lần gá đặt thuộc vào độ phân giải o Hệ thống phần mềm thiết bị thân thiện, trực quan dễ sử dụng Trang Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Hình 26: Blender Hình 27: Autodesk Meshmixer 3.1.3 Các bước thực hiện: Lần 1: Sử dụng Autodesk Meshmixer • Sử dụng mơ hình chỗ để nghỉ ngón tay (handrest) có sẵn import vào Autodesk Meshmixer: Trang 32 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Hình 28: Mơ hình handrest có sẵn • Cắt phần dư Select Discard Autodesk Meshmixer: Hình 29: Mơ hình handrest chỉnh để phù hợp với chuột • Dùng lệnh Combine để kết nối mơ hình lại Autodesk Meshmixer: Trang 33 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Hình 30: Bản thiết kế lại lần Lần 2: Sử dụng Blender + Autodesk Meshmixer • Thiết kế lại phần vỏ chuột: Bước 1: Import mơ hình scan mẫu vào Blender: Trang 34 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí e Hình 31: Mơ hình mẫu import Blender Bước 2: Thiết kế lại mặt chuột: Hình 32: Mặt chuột Bước 3: Thêm nút ấn chức mặt bên trái chuột: Trang 35 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Hình 33: Hai nút chức bên hông chuột Bước 4: Thiết kế lại mặt chuột: Hình 34: Thêm mặt chuột Trang 36 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Bước 5: Làm mặt bên trái cho chuột: Hình 35: Mặt bên trái cho chuột Bước 6: Làm mặt bên phải cho chuột: Hình 36: Mặt bên phải cho chuột Trang 37 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Bước 7: Làm mặt khe lắp lăn: Hình 37: Mặt khe lắp lăn Bước 8: Làm lăn chuột: Hình 38: Con lăn chuột Trang 38 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Bước 9: Thêm nút ấn điều chỉnh DPI đèn LED: Hình 39: Nút ấn điều chỉnh DPI đèn LED • Thêm chỗ để nghỉ ngón tay (handrest): Bước 1: Điều chỉnh kích thước handrest cho phù hợp với chuột Autodesk Meshmixer: Hình 40: Mơ hình handrest có sẵn Autodesk Meshmixer Trang 39 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Hình 41: Điều chỉnh kích thước handrest cho phù hợp với chuột Autodesk Meshmixer Bước 2: Import mơ hình handrest vào Blender: Hình 42: Import mơ hình handrest vào Blender Bước 3: Sử dụng công cụ Bisect Blender để cắt phần dư: Trang 40 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Hình 43: Sử dụng công cụ Bisect Blender để cắt phần dư • Sử dụng tác vụ Combine edit để thêm phần handrest vào chuột Autodesk Meshmixer: Hình 44: Sử dụng tác vụ Combine edit để thêm phần handrest vào chuột Autodesk Meshmixer Trang 41 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí • Kết cuối cùng: Hình 45: Mơ hình 3D thiết kế lại lần 3.2 Đánh giá xem mức độ phù hợp thiết kế lại với tiêu chuẩn công thái học: 3.2.1 Các đề xuất cải tiến đặt ban đầu: • Đề xuất giải pháp 1: Tăng kích thước tổng thể chuột cho vừa vặn lịng bàn tay hơn, sau giảm khối lượng chuột • Đề xuất giải pháp 2: Tăng độ uốn lượn mặt bên trái chuột • Đề xuất giải pháp 3: Thêm chỗ gác ngón tay • Đề xuất giải pháp 4: Thay đổi sang sử dụng loại nhựa khác có khối lượng riêng nhẹ Mặt khác làm vỏ nhựa nhám để chống trơn tay, hạn chế việc bị in vân tay, bóng chuột dùng lâu, tránh bám mồ tốt tính thẩm mỹ cao, phù hợp với việc chơi game thời gian dài Trang 42 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí 3.2.2 Đánh giá mơ hình thiết kế lại lần 1: ❖ Bề mặt chuột smoothing nhẵn hồn tồn mơ hình 3d tạo từ quang trắc học ❖ Đã đáp ứng giải pháp phần tăng kích thước tổng thể chiều dài, chiều cao chiều ngang thân chuột tăng lên vừa đủ lịng bàn tay Hình 46: Kích thước thiết kế lại lần Hình 47: Kích thước vật mẫu Trang 43 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí ❖ Chưa đáp ứng giải pháp bề mặt bên trái chuột thn Hình 48: So sánh độ uốn lượn thiết kế lần 1(bên trái) vật mẫu (bên phải): Có thể thấy bề mặt cố độ thuôn gần giống ❖ Đã đáp ứng giải pháp có chỗ để gác ngón Hình 49: Chỗ gác ngón thiết kế lần ❖ Về phần giải pháp khơng thể thiết kế 3D Chuyển sang sử dụng vật liệu nhựa ABS với khối lượng riêng 1,03 g/cm3 3.2.3 Đánh giá mơ hình thiết kế lại lần 2: ❖ Bề mặt chuột trơn láng thiết kế xây dựng lại mơ hình 3D phần mềm dựa vật mẫu ❖ Đề xuất phần kích thước tổng thể thực chiều dài, chiều cao chiều ngang thân chuột tăng lên vừa đủ lòng bàn tay Trang 44 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Hình 50: Kích thước thiết kế lần Hình 51: Kích thước vật mẫu ❖ Giải pháp đáp ứng có bề mặt bên trái chuột thiết kế lại uốn lượn so với mẫu sản phẩm ban đầu Trang 45 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com) lOMoARcPSD|17838488 Trường ĐH Bách Khoa TPHCM Khoa Cơ Khí Hình 52: So sánh độ uốn lượn thiết kế lần (bên trái) vật mẫu (bên phải): Có thể thấy thiết kế lần có cải tiến bề mặt uốn cong phù hợp với tay người ❖ Giải pháp thực chuột có handrest Hình 53: Chỗ gác ngón tay thiết kế ❖ Về phần giải pháp khơng thể thiết kế 3D Chuyển sang sử dụng vật liệu nhựa ABS với khối lượng riêng 1,03 g/cm3 Trang 46 Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com)