Tên chủ đề : Thiết kế concept cho sản phẩm khoan điện cầm tay 2.. 1:Sơ đồ các chức năng của concept khoan điện cầm tay .... 2: Sơ đồ các khối chức năng của concept khoan điện cầm tay ...
Mục tiêu sản phẩm
Mô tả sản phẩm
Khoan điện cầm tay là một thiết bị với một đầu mũi khoan dùng để khoan lỗ trên bề mặt vật liệu khác nhau, thiết kế nhỏ gọn nhẹ nhàng và dễ dàng cầm tay hay bỏ túi khi di chuyển.
Mục tiêu kinh doanh
- Dự án này sẽ thiết kế và phát triển trong : 6 tháng
- Bán ra thị trường quý 1-2022, dự kiến chiếm 20% thị phần tại Việt Nam vào quý 1- 2023
- Đạt doanh thu 10 triệu USD vào quý 1-2025, tỷ suất lợi nhuận 25%
- Dự kiến đưa ra thị trường nước ngoài, chiếm lĩnh 10% thị trường các nước Đông Nam A vào năm 2027.
Xác định mục tiêu kinh doanh
- Thị trường chính:Hộ gia đình
- Thị trường thứ cấp:Thợ điện lạnh, điện nước;thợ lắp đặt cơ khí; nhà xưởng.
Các điều kiện ràng buộc
- Khoan sử dụng nguồn năng lượng từ pin có thể sạc lại
- Khoan có khả năng kiểm soát tốc độ
- Tuổi thọ các bộ phận cao
- Sản phẩm khoan gọn nhẹ, dễ dàng di chuyển
- Giá thành khoan ở mức trung bình.
Các bên liên quan tới dự án
- Nhóm thiết kế và phát triển sản phẩm
- Các nhà tài trợ, đầu tư cho sản phẩm
- Bộ phận chế tạo, sản xuất, kiểm tra chất lượng sản phẩm
- Bộ phận tiếp thị sản phẩm
Xác định nhu cầu khách hàng
Lựa chọn phương pháp lấy nhu cầu khách hàng
- Phỏng vấn trực tiếp :Đến chỗ khách hàng dùng sản phẩm khoan điện cầm tay của những hãng đã có trên thị trường
- Quan sát khách hàng: hướng đến đối tượng đang sử dụng sản phẩm
- Wed survey: tìm kiếm, xem ý kiến và mức độ hài lòng của khách hàng trên cách bài đánh giá của các bài viết giới thiệu sản phẩm
Lập bảng khảo sát nhu cầu khách hàng
Bảng 2 1:Khảo sát nhu cầu khách hàng
Thành viên đảm nhiệm Quy mô Ghi chú (địa điểm,thời gian cụ thể)
Phỏng vấn trực tiếp Bùi Việt Toàn 60 người Địa điểm:
Nhà các hộ gia đình ở khu vực Bắc Từ Liêm Thời gian:
Wed survey Đặng Ngọc Thức 60 người
Tạo Google Form đăng lên các trang mua bán điện tử shopee,Tiki Các trang mạng facebook,Instagram
Thời gian chốt kết quả:
Quan sát khách hàng Nguyễn Văn Tĩnh 30 người Địa điểm:
Công trường,các xưởng gỗ,cơ khí tại khu B của DHCNHN Thời gian:
Xác định các câu hỏi để thu thập thông tin khách hàng
Để quá trình khảo sát trở nên nhanh và hiệu quả hơn, những câu hỏi liên quan tới sản phẩm được xác định sẵn trước khi tiến hành khảo sát thực tế Những câu hỏi có thể hỏi khách hàng được tổng hợp lại thành danh sách câu hỏi
Câu hỏi 1 Gia đình bạn đã có một chiếc khoan điện cầm tay chưa?
Câu hỏi 2 Bạn thích khoan điện cầm tay có kiểu dáng như thế nào?
Câu hỏi 3 Bạn muốn có những chức năng gì cho chiếc khoan điện cầm tay? Câu hỏi 4 Bạn muốn mua khoan điện cầm tay với giá báo nhiêu?
Câu hỏi 5 Bạn thích những tính năng gì ở sản phẩm khoan điện cầm tay hiện nay?
Câu hỏi 6 Bạn có thích khoan điện cầm tay sử dụng pin không?
Câu hỏi 7 Bạn có gợi ý gì mới về công nghệ cho sản phẩm hay không?
Câu hỏi 8 Bạn thích khoan có màu sắc như thế nào?
Câu hỏi 9 Bạn sử dụng khoan để khoan trên những bề mặt nào?
Câu hỏi 10 Bạn mong muốn thời gian hoạt động của khoan trong một lần sạc là bao lâu?
Câu hỏi 11 Bạn không thích gì ở sản phẩm khoan điện cầm tay hiện nay?
Bảng 2 2:Danh sách câu hỏi khảo sát
Lấy ý kiến và diễn dịch nhu cầu khách hàng
Với mỗi câu trả lời nhận được từ quá trình khảo sát, nhóm thiết kế phải tiến hành diễn dịch thành nhu cầu mà khách hàng mong muốn đối với sản phẩm để sản phẩm cuối cùng có thể thỏa mãn nhu cầu khách hàng
TT Dữ liệu thô về nhu cầu khách hàng Diễn giải thành nhu cầu sản phẩm
1 Tôi cần một chiếc khoan nhỏ nhẹ để dễ dàng mang theo Khoan có thiết kế nhỏ gọn
2 Tôi muốn một chiếc khoan có công suất lớn Khoan có công suất lớn
3 Tôi cần khoan trên nhiều vật liệu khác nhau Khoan có thể khoan trên nhiều vật liệu khác nhau
4 Tôi cần một chiếc khoan có đầu kẹp, kẹp được nhiều loại mũi khoan
Khoan có đầu kẹp phù hợp với các loại mũi khoan
5 Tôi muốn khoan có nhiều chức năng khoan để dễ dàng sử dụng
Khoan có nhiều chức năng khoan
6 Chiếc khoan tôi đang sử dụng không tùy chỉnh được tốc độ khoan
Khoan có chức năng điều chỉnh tốc độ khoan
7 Tôi thích một chiếc máy khoan có pin hơn là máy khoan có dây điện vướng víu
Khoan có sử dụng năng lượng pin
8 Pin máy khoan của tôi rất yếu, không thể đáp ứng hết một ngày làm việc của tôi Khoan có thời lượng pin tốt
9 Khoan của tôi đã bị chập điện khi làm việc lâu Khoan có chức năng tự ngắt khi quá tải
10 Tôi muốn khoan có thêm tay cầm phụ để trợ lực và giứ chắc khoan khi khoan
Khoan có trang bị tay cầm phụ
11 Tôi thường dùng máy khoan để bắt vít Khoan có chức năng bắt vít
12 Tôi thường làm việc trong môi trường ẩm ướt Khoan có khả năng chống nước
13 Tôi muốn khoan có thêm chức năng khóa cò khoan để đảm bảo an toàn khi vô ý chạm vào Khoan có khóa cò khoan
14 Bụi khi khoan gây hại đến máy khoan của tôi Khoan có khả năng chống bụi
15 Sau khi hết pin tôi phải đợi pin sạc lại mới có thể dùng được
Khoan có thêm pin dự phòng
16 Khoan của tôi sạc pin mất rất nhiều thời gian Khoan tích hợp chức năng sạc nhanh
17 Rất khó để tôi có thể xác định chiều sâu lỗ khoan Khoan có thước đo chiều sâu lỗ khoan
18 Tôi thường làm việc trong không gian tối Khoan có đèn trợ sáng
19 Tôi gặp khó khăn trong việc đặt khoan vuông góc với tường
Khoan có thước thủy cân bằng
20 Tôi hay bị trượt tay khi cầm khoan Khoan chống trượt khi cầm nắm
21 Khoan của tôi mới dùng được vài hôm đã hỏng Khoan có tuổi thọ cao
22 Chiếc khoan cũ của tôi bị hỏng do chập điện Khoan có chức năng chống chập
23 Tôi muốn biết dung lượng pin của khoan khi sử dụng
Khoan có chức năng báo dung lượng pin
24 Tôi muốn khoan có thể đảo chiều quay , tôi cần tháo nắp các đồ dùng có ốc vít
Khoan có chức năng đảo chiều
25 Tôi chỉ có thể chi trả cho những chiếc khoan có giá thành rẻ Khoan có giá thành rẻ
26 Tôi là thợ cơ khí và tôi cần chiếc khoan có thể giúp tôi tạo ren của chi tiết
Khoan có chức năng tạo ren
27 Chiếc khoan tôi đang dùng rất khó chịu vì nó rung mạnh khi khoan
Khoan có chức năng giảm rung
Bảng 2 3:Diễn dịch nhu cầu khách hàng
Đánh giá mức độ quan trong của nhu cầu khách hàng
Để xác định mức độ quan trọng nhóm lấy ý kiến đánh giá của nhóm thiết kế gồm 10 người và được bảng dưới đây.
Bảng 2 4:Đánh giá mức độ quan trọng của nhu cầu khách hàng
STT Nhu cầu khách hàng 1 2 3 4 5 Giá trị trung bình
1 Khoan có thiết kế nhỏ gọn 0 0 1 1 8 4.7 5
2 Khoan có công suất lớn 1 1 3 3 2 3.4 3
3 Khoan có thể khoan trên nhiều vật liệu khác nhau 0 1 3 1 5 4 4
4 Khoan có chức năng điều chỉnh tốc độ 1 0 2 4 3 3.8 4
5 Khoan có nhiều chức năng khoan 0 1 1 1 7 4.4 4
6 Khoan có chức năng đảo chiều 0 0 2 3 5 4.3 4
7 Khoan có giá thành rẻ 1 0 6 2 1 3.2 3
8 Khoan tích hợp công nghệ sạc nhanh 2 2 4 1 1 2.7 3
9 Khoan chống trượt khi cầm nắm 0 3 2 4 1 3.3 3
10 Khoan có tuổi thọ cao 0 1 1 2 6 4.3 4
11 Khoan có chức năng chống chập 0 2 2 2 4 3.8 4
12 Khoan có chức năng báo dung lượng pin 0 1 2 4 3 3.9 4
13 Khoan có thêm pin dự phòng 0 1 0 5 4 4.2 4
14 Khoan có thước đo chiều sâu lỗ khoan 1 2 4 2 1 3 3
15 Khoan có đèn trợ sáng 0 1 0 8 1 3.9 4
16 Khoan có thước thủy cân bằng 0 0 2 3 5 4.3 4
17 Khoan có đầu kẹp phù hợp với các loại mũi khoan 0 0 0 2 8 4.8 5
18 Khoan có sử dụng năng lượng pin 0 1 0 6 3 4.1 4
19 Khoan có thời lượng pin tốt 0 0 0 0 10 5 5
20 Khoan có chức năng tự ngắt khi quá tải 0 0 2 2 6 4.4 4
21 Khoan có trang bị tay cầm phụ 0 2 5 1 2 3.3 3
22 Khoan có chức năng bắt vít 0 0 0 2 8 4.8 5
23 Khoan có khả năng chống nước 0 0 0 4 6 4.6 5
24 Khoan có khóa cò khoan 0 0 0 0 10 5 5
25 Khoan có khả năng chống bụi 2 4 1 2 1 2.6 3
26 Khoan có chức năng tạo ren 1 0 1 4 4 4 4
27 Khoan có chức năng giảm rung 0 2 1 3 4 3.9 4
Ghép nhóm nhu cầu khách hàng
Bảng 2 5:Ghép nhóm nhu cầu khách hàng
Khoan có thiết kế nhỏ gọn Khoan có công suất lớn
Khoan có đầu kẹp phù hợp với các loại mũi khoan
Khoan có trang bị tay cầm phụ Khoan có thêm pin dự phòng
Nhóm chức năng làm việc
Khoan có chức năng đảo chiều Khoan có thước thủy cân bằng
Khoan có đèn trợ sáng
Khoan có chức năng điều chỉnh tốc độ khoan
Khoan có chức năng bắt vít Khoan có chức năng khoan Khoan có thước đo chiều sâu Khoan có chức năng tạo ren
Nhóm chức năng công nghệ
Khoan có chức năng kiểm soát rung Khoan có thời lượng pin tốt
Khoan có chức năng báo dung lượng pin Khoan có tích hợp sạc nhanh
Khoan có tuổi thọ cao
Nhóm chức năng an toàn
Khoan có khả năng chống nước Khoan có chức năng chống chập Khoan có khả năng chống bụi Khoan có chức năng tự ngắt khi quá tải Khoan có tay cầm chống trượt
Khoan có khóa cò khoan
Xác lập thông số kĩ thuật mục tiêu
Bảng 3 1: Thông sốkĩ thuật mục tiêu
STT Metric Đơn vị Giá trị biên
1 Độ bền sản phẩm Năm 3-7 ≥4
3 Trọng lượng sản phẩm kg 1.5-3 ≤2
5 Tốc độ không tải tối đa Vòng/phút 1500 1500
6 Lực xoắn tối đa cho vít cứng/mềm Nm 30/14 25/14
7 Đầu kẹp mũi khoan Mm 10 ≤10
8 Đường kính khoan trên gỗ mm ≤20 10
9 Đường kính khoan trên sắt mm ≤10 8
10 Đường kính khoan trên thép mm ≤10 5
11 Đường kính khoan trên tường mm ≤8 5
Xây dựng concept
Chia tách vấn đề
Bảng 4 1:Chia tách chức năng khoan điện cầm tay
Các lớp chức năng Lớp bộ phận
Chuyển đổi năng lượng Động cơ
Hộp giảm tốc Truyền trực tiếp
Kẹp mũi khoan Đầu cặp Đảo chiều quay Nút nhấn
Căn chỉnh đường khoan Thước thủy ngân
Laser Đo chiều sâu lỗ khoan Thước đo
Cảm biến Thay đổi tốc độ Cò bóp
Lấy nguồn điện Pin Ác quy Chức năng Tạo lực Chuyển Mạch công suất khoan búa xoay moment xoắn đổi năng lượng Động cơ
Hộp giảm tốc Truyền trực tiếp Tạo lực đập Cơ cấu truyền động
Kẹp mũi khoan Đầu cặp Đảo chiều quay Nút nhấn
Căn chỉnh đường khoan Thước thủy ngân
Laser Đo chiều sâu lỗ khoan Thước đo
Cảm biến Thay đổi tốc độ Cò bóp
Lấy nguồn điện Pin Ác quy
Tạo lực đập ra vào liên tục Cơ cấu truyền động Điều chỉnh lực Núm xoay
Kẹp mũi khoan Đầu cặp Thay đổi tốc độ Cò bóp
Lấy nguồn điện Pin Ác quy
Chức năng bắt vít Đảo chiều quay Nút nhấn
Chỉnh lực momen quay Vòng vặn
Thay đổi tốc độ Núm xoay
Chuyển đổi năng lượng Mạch công suất Động cơ
Truyền động Hộp giảm tốc
Kẹp mũi khoan Đầu cặp
Căn chỉnh góc Thước thủy ngân
Lấy nguồn điện Pin Ác quy
Chức năng tạo ren chi tiết
Tạo ren trong lỗ khoan
Chức năng trợ sáng Đèn Led
Chức năng kiểm soát rung Đo độ rung Cảm biến rung
Tự động cân bằng Bộ cân bằng nghệ Lò xò
OLED Hiển thị tốc độ
Hiển thị nhiệt độ LCD
Chức năng sạc nhanh Qickchange+
Chức năng làm mát Đo nhiệt độ Cảm biến nhiệt
Làm mát Quạt làm mát
Chức năng khóa cò khoan Nút ấn
Chức năng chống trượt cho tay cầm Vân tay cầm,nhám
Vật liệu làm tay cầm
Chức năng chống chập điện Cầu chì
Chức năng chống nước Vỏ bảo vệ
Chức năng bảo vệ quá tải
Tìm kiếm bên ngoài
Thực hiện tìm kiếm bên ngoài bằng việc tìm kiếm trên các tài liệu và phương tiện thông tin khác về các phát minh, sáng chế Mục đích của việc làm này là để tránh việc trùng lặp trong thiết kế gây nên vấn đề về sở hữu trí tuệ cho sản phẩm của mình
❖ Khoan cầm tay cổ xoay
Tác giả: Steen Mandsfelt Eriksen (số 10 Larsens Vej, Graested, Đan mạch)
Người nộp đơn: Steen Mandsfelt Eriksen
Mô tả: Một máy khoan bao gồm thân máy (1) có chuyển động tương đối với đầu cặp
(13) thông qua một khớp quay (2) Trên khớp quay (2) được bố trí ít nhất hai đầu khoan phục vụ ít nhất hai loại mũi khoan (14) và (16), chuyển động từ động cơ (6) tới các đầu cặp khoan được giữ hoàn toàn nguyên vẹn Ở vùng khớp nối (9) có các vị trí gắn chốt định vị với mục đích chống lực momen xoay tác động làm sai hướng của khớp Khớp xoay (10) được cố định ở nhiều vị trí để đầu cặp (13) và (15) có thể làm việc ở nhiều góc độ khác nhau (hình 4.2)
Hình 4 1:Khoan cầm tay tháp xoay
4.2.2.Các sản phẩm trên thịtrường
Thực hiện tìm kiếm trên thị trường và các phương tiện thông tin đại chúng, nhóm thiết kế tiến hành đánh giá một số sản phẩm của những đối thủ cạnh tranh a)Máy khoan cầm tay Bosch GBM 320 – 320W
- Máy khoan cầm tay Bosch GBM 320 là dòng máy khoan mini có công suất đạt 320W nhưng vẫn có khả năng làm việc mạnh mẽ Máy hoạt động với tốc độ không tải là 4200 vòng/phút
- Đây là dòng máy khoan có một chức năng là khoan xoay Do vậy, Bosch GBM
320 có thể thực hiện khoan dễ dàng trên gỗ với đường kính 13mm, khoan trên thép có đường kính 6.5mm
- Bên cạnh đó, máy có độ bền chắc, khả năng cách điện tuyệt đối để đảm bảo an toàn khi sử dụng Bạn có thể sử dụng máy để phục vụ cho các công việc trong cơ khí dân dụng, lắp ráp nội thất như khoan trên gỗ, khoan kim loại,…
Hình 4 2: Máy khoan cầm tay Bosch GBM 320 – 320W
- Thông số kỹ thuật cơ bản:
Bảng 4 2:Thông số khoan Bosch GBM 320 – 320W
STT Thông số Giá trị Đơn vị
3 Tốc độ không tải 4200 Vòng/phút
5 Đường kính khoan sắt – gỗ 6.5 - 13 Mm
- Ưu điểm: o Thiết kế nhỏ gọn, kết cấu chắc chắn để dễ dàng sử dụng o Chống chịu va đập, chịu tải tốt o Tích hợp công nghệ cách điện đảm bảo an toàn khi sử dụng o Sử dụng loại động cơ không chổi than mang đến hiệu suất cao, nâng cao độ bền cho động cơ
- Nhược điểm: o Thích hợp sử dụng để khoan trên các vật liệu mỏng hoặc mềm o Máy không thích hợp để sử dụng khoan bê tông, trên đá, thép tấm dày hoặc khoan tường dày o Không nên sử dụng máy liên tục với tần số cao b)Máy khoan cầm tay Makita HP1630
- Makita là thương hiệu hàng đầu của Nhật Bản chuyên sản xuất dụng cụ điện cầm tay Trong đó máy khoan bê tông dùng pin khá được ưa chuộng tại thị trường Việt Nam
- Các dòng máy khoan Makita có kết cấu máy mạnh mẽ, tốc độ khoan nhanh, công suất lớn, hiệu suất làm viêc hiệu quả tuyệt vời Hãng Makita áp dụng các công nghệ độc quyền cho từng dòng máy khoan như Công nghệ AVT – giảm rung động lực; Công nghệ pin sạc LXT – sạc nhanh, siêu bền; XPT -; Công nghệ Mô tơ BL – chống nước, chống bụi giúp máy khoan vận hành bền bỉ và mạnh mẽ…
Hình 4 3: Máy khoan cầm tay Makita HP1630
- Thông số kỹ thuật cơ bản:
Bảng 4 3:Thông số khoan Makita HP1630
STT Thông số Giá trị Đơn vị
3 Tốc độ không tải 0 – 3200 Vòng/phút
9 Hãng sản xuất Makita-Nhật Bản
10 Sản xuất tại Thái Lan
- Ưu điểm: o Khảnăng đảo chiều quay tiện lợi o Hệ thống cách điện kép an toàn cho người sử dụng o Thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ dễ dàng vận hành và thao tác o Tay cầm bọc cao su êm ái mang lại cảm giác thoải mái cho người, giảm mệt mỏi khi sử dụng liên tục
- Nhược điểm: o Máy khoan Makita chú trọng chất lượng nên về thiết kế, kiểu dáng không được đánh giá cao.
Tìm kiếm bên trong
Đây là công việc của nhóm thiết kế nhằm tìm ra những ý tưởng mới trong sản phẩm của mình Nhóm thiết kế sẽ đưa ra tất cả những ý tưởng có thể có về sản phẩm khoan điện cầm tay nhằm khai thác đầy đủ không gian giải pháp của sản phẩm Nhóm thiết kế đã tổng hợp các ý tưởng tiềm năng, các chức năng có thể đưa vào sản phẩm khoan cầm tay bao gồm:
- Chống bụi đá bắn ra ngoài : Sử dụng ống chụp lưỡi khoan có đàn hồi lò xo ôm lấy mặt phẳng khoan có thể rụt ra rụt vào được để chống bụi đá văng ra gây nguy hiểm trong quá trình khoan
- Đo chiều sâu lỗ khoan trong quá trình khoan: Thước khoan được in trên ống chụp lưỡi khoan giúp người dùng biết được chiều sâu mũi khoan để khoan được chiều sâu lỗ ưng ý (hình dung như càng khoan sâu thì ống chụp càng rụt vào dùng vạch chia thay đổi để xác định chiều sâu)
- Chức năng giảm rung: Giúp giảm rung lắc trong quá trình khoan ,nhờ bộ đệm khí ,lò xo gắn trên thân khoan
- Bảng hiển thị LCD được gắn ở thân khoan: Hiển thị các thông số về tốc độ ,lượng acquy còn lại, cảnh báo…
- Khả năng chống nước:vỏ khoan được thiết kế kín ,mạch điện được phủ keo chống thấm nước ,đảm bảo an toàn khi vận hành trong các môi trường ẩm ướt
- Chức năng làm mát: giúp hạ nhiệt độ của khoan khi làm việc ,giúp khoan vận hành hiệu quả hơn ,thông qua quạt tản nhiệt
- Khả năng khoan trong phạm vi hẹp với khớp quay đa hướng có chốt giữ: Giúp quay đầu khoan thay đổi hướng so với thân khoan để phục vụ khoan ở góc hoặc khe hẹp
- Chức năng tích điện mặt trời: Dùng cho khoan điện khi không có nguồn điện sạc cho pin Pin được lắp trên bề mặt hộp đựng khoan và hộp có thể sạc cho khoan bên trong khi có ánh sáng mặt trời
- Đo độ nghiêng lệch của thân khoan bằng cảm biến độ nghiêng: Sử dụng cảm biến góc nghiêng điện tử thay vì thước thủy (Li-vo) truyền thống để tính toán độ nghiêng của thân khoan và hiển thị góc nghiêng đó trên màn hình tích hợp ở thân khoan.
Tổ hợp giải pháp
Hình 4 4:Cây concept khoan điện cầm tay
4.4.2.Nhóm thiết kế tiến hành chọn 3 concept trong cây concept
Hình 4 5:Concept 1 (concept xanh dương)
4.4.3.Hình dung và diễn giải các mẫu concept vừa lựa chọn a)Concept 1
Concept 1 (concept xanh dương): Khoan điện cầm tay dạng súng ,phối màu đen đỏ hoặc đen xám với vỏ làm bằng nhựa cứng ,có công suất 500 (W) và trọng lượng 2000 (g) Khoan có bốn chế độ bao gồm chế độ khoan phẳng , chế độ khoan búa xoay,chế độ bắt vít và chế độ tạo ren chi tiết có thể chuyển đổi nhờ núm xoay Khoan điện cầm tay sử dụng đầu kẹp dạng măng kẹp và sử dụng cơ cấu khóa dạng khóa côn Khoan sử dụng pin lắp bên dưới tay cầm , tốc độ khoan có thể điều chỉnh bằng cò bóp và núm xoay trên thân khoan Khoan sử dụng bộ giảm tốc bánh răng với cơ cấu cam sử dụng trong chế độ khoan búa Khi sử dụng ở chế độ bắt vít, momen của khoan có thể điều chỉnh nhờ vòng xoay tác động vào ly hợp của khoan để giới hạn lực siết cho ốc, vít Bên cạnh đó cơ cấu đảo chiều khoan nhờ vào nút ấn giúp mở ốc vít thuận tiện hơn Dễ dàng tạo ren mong muốn cho lỗ khoan nhờ vào chức năng tạo ren chi tiết của khoan Khoan có trang bị đèn LED trợ sáng được lắp trên thân khoan và thước thủy ngân giúp căn chỉnh góc khoan Khoan có trang bị màn hình LCD báo dung lượng pin và tốc độ khoan , công nghệ tự động cân bằng nhờ cảm biến rung và bộ đệm khí Khoan được trang bị thêm tay cầm phụđi kèm có thể tháo rời ,thuận tiện trong việc sử dụng Khoan điện cầm tay có chức năng đèn báo khi phát hiện chập điện và cầu chì giúp đảm bảo an toàn ,cỏ khoan được phủ 1 lớp nhựa trơn giúp chống nước Khoan có tay cầm nhám ,có vân chống trượt và có nút ấn khóa cò khoan đảm bảo an toàn khi sử dụng (hình 4.8)
Hình 4 8:Bản phác thảo concept 1 khoan điện cầm tay b)Concept 2
Concept 2 (concept vàng): Khoan điện cầm tay dạng súng ,phối màu đen vàng với vỏ làm bằng nhựa cứng ,có công suất 600 (W) và trọng lượng 2500 (g) Khoan có năm chế độ bao gồm khoan phẳng ,khoan búa xoay ,khoan đục ,bắt vít và tạo ren chi tiết có thể chuyển đổi nhờ núm xoay Khoan điện cầm tay sử dụng đầu kẹp dạng măng kẹp và sử dụng cơ cấu khóa dạng tự động auto-clock Khoan sử dụng pin lắp bên dưới tay cầm , tốc độ khoan có thể điều chỉnh bằng cò bóp và núm xoay trên thân khoan Khoan sử dụng bộ truyền lực trực tiếp với cơ cấu tay quay con trượt sử dụng trong chế độ khoan búa và khoan đục để tạo lực đập Khi sử dụng ở chế độ bắt vít, momen của khoan có thể điều chỉnh nhờ vòng xoay tác động vào ly hợp của khoan để giới hạn lực siết cho ốc, vít Bên cạnh đó cơ cấu đảo chiều khoan nhờ vào cần gạt giúp mở ốc vít thuận tiện hơn Dễ dàng tạo ren mong muốn cho lỗ khoan và tạo rãnh ren nhờ vào chức năng tạo ren chi tiết của khoan Khoan có trang bị đèn LED trợ sáng được lắp trên thân khoan và thước thủy ngân giúp căn chỉnh góc khoan Khoan có trang bị màn hình LCD báo dung lượng pin và tốc độ khoan , công nghệ tự động cân bằng nhờ cảm biến rung và con quay cân bằng Khoan được trang bị thêm tay cầm phụ đi kèm ,thuận tiện trong việc sử dụng ,giúp giữ khoan ổn định Khoan điện cầm tay có chức năng đèn báo khi phát hiện chập điện và tự động ngắt nhờrơ le khi phát hiện quá tải ,quá nhiệt giúp đảm bảo an toàn ,vỏ khoan được thiết kế kín giúp chống nước Khoan có tay cầm nhám ,có vân làm bằng sợi cacbon giúp chống trượt và có nút ấn khóa cò khoan đảm bảo an toàn khi sử dụng (Hình 4.9)
Hình 4 9:Bản phác thảo concept 2 khoan điện cầm tay c)Concept 3
Concept 3 (concept xanh): Khoan điện cầm tay dạng súng ,phối màu đen xám với vỏ làm bằng nhựa dẻo,có công suất 600 (W) và trọng lượng 2000 (g) Khoan có bốn chế độ bao gồm khoan phẳng ,khoan búa xoay ,khoan đục và bắt vít có thể chuyển đổi nhờ núm xoay Khoan điện cầm tay sử dụng đầu kẹp dạng chốt bi và sử dụng cơ cấu khóa dạng khóa côn Khoan sử dụng ác quy lắp bên dưới tay cầm , tốc độ khoan có thể điều chỉnh bằng cò bóp và núm xoay trên thân khoan Khoan sử dụng bộ giảm tốc bánh răng với cơ cấu cam sử dụng trong chế độ khoan búa và khoan đục để tạo lực đập Khi sử dụng ở chế độ bắt vít, momen của khoan có thể điều chỉnh nhờ vòng xoay tác động vào ly hợp của khoan để giới hạn lực siết cho ốc, vít Bên cạnh đó cơ cấu đảo chiều khoan nhờ vào cần gạt giúp mở ốc vít thuận tiện hơn Khoan có trang bị laser giúp căn chỉnh góc khoan và thước đo gắn ở đầu khoan để đo độ sâu lỗ khoan Khoan có công nghệ kiểm soát rung nhờ cảm biến rung và lo xo giúp khoan tự động cân bằng Khoan được trang bị thêm tay cầm phụ đi kèm ,thuận tiện trong việc sử dụng ,giúp giữ khoan ổn định Khoan điện cầm tay có chức năng còi báo khi phát hiện chập điện và tự động ngắt nhờ rơ le và báo đèn khi phát hiện quá tải ,quá nhiệt giúp đảm bảo an toàn ,mạch điện của khoan được phủ lớp keo giúp chống nước bảo vệ mạch Khoan có tay cầm nhám ,có vân làm bằng sợi cao su giúp chống trượt và có nút ấn khóa cò khoan đảm bảo an toàn khi sử dụng (Hình 4.10)
Hình 4 10:Bản phác thảo concept 3 khoan điện cầm tay
Lựa chọn concept
Sử dụng phương pháp ma trận quyết định để chọn ra một trong 3 concept khoan điện cầm tay khả thi nhất Các tiêu chí kèm trọng số được nhóm thiết kế đưa ra để phục vụ việc đánh giá so sánh các concept với nhau Dựa vào các tiêu chí đánh giá, nhóm thiết kế tiếp tục đưa ba mẫu concept đã chọn ở bước xây dựng concept vào để thực hiện chấm điểm Điểm đánh giá các tiêu chí được chấm trên thang 5, tương ứng với 5 mức: Rất tốt (5); tốt (4); trung bình (3); kém (2) và rất kém (1) Điểm đánh giá sẽ được nhân trọng số để cho ra điểm đánh giá cuối cùng
Bảng 5 1:Điểm đánh giá các concept khoan điện cầm tay
STT Các tiêu chí đánh giá
Trọng số(%) Điêm đánh giá Concept 1 Concept 2 Concept 3 Điểm Trọng số Điểm Trọng số Điểm Trọng số
Qua quá trình đánh giá, nhóm thiết kế thấy concept 2 có số điểm vượt trội hơn và chiếm ưu thế hơn so với hai concept còn lại Nó có các ưu điểm nổi bật như sau:
Từ đây nhóm thiết kế có thể kết luận concept 2 là khả thi nhất, có thể đáp ứng hầu hết các nhu cầu thiết yếu của khách hàng đối với một sản phẩm máy khoan điện cầm tay.
Thiết kế mức hệ thống
Khởi tạo sơ đồ các module của concept
Bước đầu trong việc thiết kế mức hệ thống là cần khởi tạo sơ đồ chức năng của sản phẩm Nhóm thiết kế sẽ liệt kê hết tất cả các chức năng của concept khoan điện cầm tay Tương tác giữa các chức năng được biểu diễn qua sơ đồ các khối bằng các dòng vật liệu, năng lượng và tín hiệu, thông quá sơ đồ nhóm thiết kế sẽ đánh giá và thiết lập các khối chức năng.
Xây dựng các khối chức năng của concept
Sau khi khởi tạo module của concept nhóm thiết kế có thể hình dung sơ bộ được hệ thống mà nhóm đang thiết kế Tuy nhiên các chức năng nằm riêng nhau gây khó khăn cho việc xây dựng lớp hình học Để đơn giản các nhóm chức năng sẽ được ghép nhóm lại với nhau để dễ dàng xây dựng lớp hình học thô của sản phẩm
Hình 6 1:Sơ đồ các chức năng của concept khoan điện cầm tay
Hình 6 2: Sơ đồ các khối chức năng của concept khoan điện cầm tay
Nhóm em phân chia làm 13 khối chức năng của hệ thống khoan điện cầm tay và gộp thành 3 phần chính:
Bảng 6 1:Phân loại các khối chức năng
STT Nhóm chính Tên khối chức năng
Cơ cấu truyền động Tay cầm
Vỏ khoan Động cơ Quạt tản nhiệt
Xây dựng các lớp hình học thô
Đây là một bước quan trọng trong việc thiết kế lớp sản phẩm Từ các khối chức năng tổng hợp được, nhóm thiết kế sẽ tiến hành bố trí hình học cho sản phẩm khoan điện cầm tay bằng việc xây dựng một bản phác thảo biểu thị rõ vị trí hình học tương đối giữa các khối trong sản phẩm sao cho sản phẩm có thể hoạt động một cách thuận tiện nhất có thể
Hình 6 3:Bố trí hình học thô cho concept khoan điện cầm tay
Xác định các tương tác
Sau khi thiết lập lớp hình học thô cho sản phẩm, nhóm thiết kế tiến hành xác định tác động lẫn nhau giữa các module của sản phẩm nhằm tìm ra những ảnh hưởng có thể ảnh hưởng tới hoạt động của sản phẩm, từ đó có thể đưa ra được phương hướng giải quyết vấn đề kịp thời cho sản phẩm
Hình 6 4:Tương tác giữa các khối chi tiết
Xây dựng sơ đồ nhóm chi tiết và nhóm thiết kế
Hình 6 5:Sơ đồ tần suất làm việc của nhóm chi tiết và nhóm thiết kế
1 Daily 1 Weekly 1 Monthly Phân công nhiệm vụ nhóm thiết kế:
Hình 6 6:Phân công nhóm hệ thống
Bản vẽ phác thảo
Hình 6 7:Bản vẽ thiết kế khoan cầm tay nhín từ phải sang trái
Hình 6 8:Bản vẽ thiết kế khoan cầm tay nhìn từphía trước
Hình 6 9:Bản vẽ thiết kếkhoan điện nhìn từ trên xuống
Hình 6 10:Bản vẽ thiết kế khoan điện cầm tay nhìn tổng thể