Nghiên Cứu Thiết Kế Chế Tạo Thiết Bị Nâng Hạ Cho Bệnh Nhân Bị Bại Liệt.pdf

vi Độc lập - Tự do – Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Dành cho giảng viên hướng dẫn Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, C

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: TS LÊ LINH SVTH: NGUYỄN DUY PHƯƠNG

NGUYỄN TẤN LỘC PHẠM ĐỨC CHUNG

TP Hồ Chí Minh, tháng 7/2024NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ NÂNG HẠ

CHO BỆNH NHÂN BỊ BẠI LIỆT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài : “NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ

TẠO THIẾT BỊ NÂNG HẠ CHO BỆNH

NHÂN BỊ BẠI LIỆT”

TP.Hồ Chí Minh, tháng 07/2024

GVHD: TS LÊ LINH SVTH: NGUYỄN DUY PHƯƠNG

NGUYỄN TẤN LỘC PHẠM ĐỨC CHUNG

MSSV: 20143376 MSSV: 20143360 MSSV: 19143219 Lớp: 20143CL4B

Khóa: 2020-2024

NGUYỄN TẤN LỘC PHẠM ĐỨC CHUNG

MSSV: 20143376 MSSV: 20143360 MSSV: 19143219 Lớp: 20143CL4B

Khóa: 2020-2024

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Bộ môn : Công nghệ chế tạo máy

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ II/ năm học 2023 - 2024

Giảng viên hướng dẫn: TS Lê Linh

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Thông số kĩ thuật của thiết bị nâng hạ

- Thông số các loại vật liệu của thiết bị nâng hạ

- Các công thức tính toán và thiết kế của thiết bị nâng hạ

3 Nội dung chính của đồ án:

7 Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh ◻ Tiếng Việt ✓

Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh ◻ Tiếng Việt ✓

iv

 Được phép bảo vệ

(GVHD ký, ghi rõ họ tên)

- Tên đề tài : Nghiên Cứu Thiết Kế Chế Tạo Thiết Bị Nâng Hạ Cho Bệnh Nhân Bại Liệt

- GVHD : TS Lê Linh

- Địa chỉ sinh viên : 338 tổ 1, khu phố 4, Tân Chánh Hiệp, Quận 12, Tp.HCM

- Email : 20143376@student.hcmute.edu.vn

- Số điện thoại liên hệ : 0382157872

- Địa chỉ sinh viên : Ngãi Tứ, Tam Bình, Vĩnh Long

- Email : 20143360@student.hcmute.edu.vn

- Số điện thoại liên hệ : 0384147459

- Địa chỉ sinh viên : 127, tổ 9b, kp12, An Bình, Đồng Nai

- Email : 19143219@student.hcmute.edu.vn

- Số điện thoại liên hệ : 096955977

- Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) :

- Lời cam kết : “Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào

đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.”

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2024

Ký tên

vi

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ NÂNG HẠ CHO

BỆNH NHÂN BỊ BẠI LIỆT

Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy

Họ và tên GV hướng dẫn: TS Lê Linh

Ý KIẾN NHẬN XÉT

1 Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên

2 Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN 2.1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

2.3 Kết quả đạt được:

2.4 Những tồn tại (nếu có):

viii

tối đa

Điểm đạt được

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục

5

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa học xã hội…

5

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

20

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Bộ môn Công nghệ chế tạo máy

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên phản biện)

Tên đề tài : NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ NÂNG HẠ CHO

BỆNH NHÂN BỊ BẠI LIỆT

Nghành đào tạo : Công nghệ chế tạo máy

Họ và tên GV phản biện (Mã GV) : ThS Nguyễn Văn Đoàn

Ý KIẾN NHẬN XÉT

1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

x

4 Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

5 Câu hỏi:

TT Mục đánh giá Điểm

tối đa

Điểm đạt được

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục

5

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa học xã hội…

5

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

20

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…

xii

LỜI CẢM ƠN -  -

“Sinh viên”- chính là những tháng năm chúng ta có được sự nhiệt huyết của tuổi trẻ, có được nhiều trải nghiệm và bài học mà cho dù sau này khi ta muốn có lại những điều ấy thì khó có thể thực hiện được Những năm tháng ấy, ta không hề cô đơn trên hành trình của mình

mà bên cạnh ta luôn có cha mẹ, thầy cô và những người bạn, tuy có những bấp bênh, mệt mỏi nhưng có sự đồng hành của mọi người với nhau đã giúp cho ta mạnh mẽ, trưởng thành hơn

Và đến cuối cùng, khi nhìn lại trên hành trình này ta đã cho đi điều gì và có được những gì Đặc biệt hơn nữa đây chính là hành trang quý giá nhất, nguồn đ ộng lực to lớn giúp ta vững bước hơn trên con đường tri thức này

Lời nói đầu tiên với sự chân thành và biết ơn, chúng con xin cảm ơn Cha Mẹ Là người

mà chăm lo cho chúng con từ lúc còn đỏ hỏn đến khi lớn khôn như bây giờ, với tình yêu thương và sự chăm sóc không ngại khổ cực của Cha Mẹ đã giúp cho chúng con nên người Đôi vai gầy của Cha, mái tóc bạc của Mẹ chính là minh chứng sống cho tình yêu thương vô

bờ bến của mình dành cho chúng con, dường như từ trước giờ chúng con chẳng cần phải lo

về miếng ăn giấc ngủ hay là vấn đề về tiền bạc Cha và Mẹ đã dành trọn những điều tốt nhất cho chúng con mà chẳng mong nhận lại điều gì lớn lao Sự hậu thuẫn của Cha Mẹ chính là nguồn động lực to lớn để chúng con tiếp tục chiến đấu và tiến về phía trước

Tiếp đến, chúng tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc và lời cảm ơn chân thành đến các quý Thầy, quý Cô là thành viên trong Hội đồng đánh giá Đồ án tốt nghiệp đã dành chút thời gian quý báu, tâm sức để lắng nghe và dành cho chúng tôi những lời đánh giá, góp ý côn g tâm nhất để chúng tôi hoàn thiện hơn trong đề tài và có thêm những điều hay cho hành trang của bản thân Chúng tôi cũng xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến toàn thể các quý Thầy, quý Cô, quý Anh Chị công nhân viên chức của các phòng ban trong khoa Cơ khí c hế tạo máy nói riêng và trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật nói chung đã hết sức chỉ dẫn và hỗ trợ chúng tôi trong suốt thời gian qua

Ngoài ra, chúng tôi muốn bày tỏ sự biết ơn, tôn trọng đến những người Anh, là thành viên của Xưởng cơ khí và những người bạn ở xưởng Một lời bày tỏ cho những người luôn tận tình góp ý, chỉ bảo những điều chúng tôi còn thiếu sót, luôn hỗ trợ chúng tôi trên chặng đường này để có thể hoàn thiện nó một cách tốt nhất

Đặc biệt hơn nữa, chúng tôi xin dành sự kính trọng, lời cảm ơn sâu sắc nhất đến giảng viên hướng dẫn thực hiện Đồ án - Tiến sĩ Lê Linh Cảm ơn thầy đã dành cho chúng tôi sự tin tưởng, tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện đề tài Bên cạnh đó cò n giúp cho chúng tôi nhận ra được năng lực, điểm mạnh, điểm yếu của mình và từ đó hoàn thiện bản thân

Và cuối cùng là lời cảm ơn đến những người đồng đội đã cùng nhau đồng hành dù cho

có những khó khăn, mệt mỏi nhưng mọi người đã cùng nhau và vì nhau mà vượt qua Làm việc cùng nhau không trách khỏi vấn đề bất đồng quan điểm, có những mâu thuẫn dẫn đến việc cãi vã nhưng với tinh thần đồng đội, chúng ta đã cổ vũ, động viên cùng nhau vượt qua Một lần nữa chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc, chân thành và lời chúc sức khỏe đến các đấng sinh thành Chúc cho “con thuyền tri thức” của toàn thể quý Thầy Cô luôn cập bến thành công Và chúc cho những người Anh, người bạn luôn có những bước tiến và vững chãi trên con đường đã chọn Xin chân thành cảm ơn!

Xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện

Các sản phẩm thiết bị nâng hạ được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế nói riêng và các ngành nghề khác nói chung trên thị trường trong và ngoài nước Nhận thấy tầm quan trọng

đó, nhóm chúng em được sự hướng dẫn của thầy TS Lê Linh đã nghiên cứu, lên ý tưởng thiết

kế, chế tạo một mẫu thiết bị nâng hạ y tế được tích hợp với các cơ cấu nâng hạ độ cao phù hợp với người sử dụng giúp cho bệnh nhân có thể tập đứng được Bên cạnh đó thiết bị có thêm cơ cấu giúp cho bệnh nhân có thể di chuyển linh hoạt ở mọi khô ng gian khác nhau mà không cần sự giúp đỡ của người khác Thiết bị có thể giúp người già, người bị mất khả năng vận động hai chi dưới có thể di chuyển tái sinh hoạt giống người bình thường Dựa trên những

ý tưởng các sản phẩm thiết bị đã có sẵn trên thị trường trong và ngoài nước, một phầ n cũng

để hoàn thành cho Đồ án tốt nghiệp, một phần để đáp ứng nhu cầu sản xuất trên thị trường hiện nay

Với thời gian hơn 3 tháng nhóm thực hiện đề tài đã tiến hành khảo sát thị trường cung cấp và tiêu thụ cùng với những máy móc cần thiết để chế tạo thiết bị Từ đó nhóm đánh giá được tính khả thi của việc thiết kế và chế tạo thiết bị nâng hạ Tiếp theo nhóm đã lập ra kế hoạch và đưa ra những phương án thiết kế, tính toán, tiến hành gia công chế tạo và lắp ráp hoàn chỉnh thiết bị nâng hạ Cuối cùng là vận hành thử nghiệm, hoàn thiện thiết bị nâng hạ

và cho ra những kết quả cuối cùng

Sau khi nghiên cứu, thiết kế và chế tạo, nhóm đã thành công trong việc đưa thiết bị nâng

hạ ra thị trường đảm bảo chất lượng, độ chính xác và tính thẩm mĩ Góp phần tạo ra nhiều sự lựa chọn tùy theo nhu cầu của người tiêu dùng

ABSTRACT

RESEARCH, DESIGN, MANUFACTURING LIFTING DEVICES FOR

PATIENTS WITH POLYSIS

In today's social life, economy, technology, and society are increasingly developing, and user needs are increasing At the same time, more and more patients are suffering from diseases related to limited mobility and even paralysis Therefore, the country is paying more attention to medical products with many modern functions to help nurses more easily care for patients and also help patients recover functions quickly

Lifting equipment products are widely used in the medical field in particular and other industries in general in the domestic and foreign markets Realizing that importance, our group was guided by Mr Dr Le Linh researched, came up with the idea of designing and manufacturing a model of medical lifting equipment that is integrated with lifting and lowering mechanisms suitable for the user to help patients practice standing In addition, the device has an additional structure that helps patients move fle xibly in all different spaces without needing the help of others The device can help elderly people and people who have lost the ability to move their lower limbs move and resume activities like normal people Based on the ideas of equipment products already available on the domestic and foreign markets, partly to complete the Graduation Project, partly to meet production needs in the current market

Over a period of more than 3 months, the project team conducted a survey of the supply and consumption market along with the necessary machinery to manufacture the equipment From there, the group evaluated the feasibility of designing and manufacturing li fting equipment Next, the group created a plan and proposed design options, calculations, and conducted complete fabrication and assembly of the lifting equipment Finally, test operation, completion of lifting equipment and final results

After researching, designing and manufacturing, the team has succeeded in bringing lifting equipment to the market that ensures quality, accuracy and aesthetics Contribute to creating many choices depending on consumer needs

xvi

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP III LỜI CAM KẾT V PHIỀU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VI PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP IX LỜI CẢM ƠN XII TÓM TẮT ĐỒ ÁN XIV ASBSTRACT XV MỤC LỤC XVI DANH MỤC HÌNH ẢNH XXI DANH MỤC BẢNG BIỂU XXVII DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT XXVIII

CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU 1

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Tính cấp thiết và lí do chọn đề tài 1

1.1.1 Tính cấp thiết 1

1.1.2 Lí do chọn đề tài .1

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

1.2.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 2

1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài .2

1.3 Mục tiêu nghiên cứu .2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 2

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu .3

1.5 Phương pháp nghiên cứu 3

1.6 Cấu trúc của đề tài .4

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 5

2.1 Tổng quan nghiên cứu trong nước 5

2.2 Tổng quan nghiên cứu ngoài nước 8

2.3 NHẬN XÉT 9

CHƯƠNG 3 CƠ SỞ LÍ THUYẾT 10

3.1 Đối tượng nghiên cứu 10

3.2 Phương pháp nghiên cứu và các bước tiến hành 10

3.3 Kết quả nghiên cứu và chế tạo 10

3.4 Tổng quan về nhôm 11

3.4.1 Đặc trưng của nhôm 11

3.4.2 Phân loại Nhôm 12

3.4.3 Phân biệt các loại Nhôm 12

3.5 Tổng quan về hàn nhôm 13

3.5.1 Hàn nhôm bằng hồ quang tay [8]: 13

3.5.2 Hàn nhôm bằng TIG [9]: 13

3.6 Tổng quan về da bọc ghế 14

3.7 Tổng quan về đệm lót 15

3.8 Tổng quang về xi lanh điện: 16

3.9 Tổng quan bộ điều khiển không dây 17

3.10 Nguồn điện 18

3.10.1 Nguồn từ Acquy: 18

3.10.2 Bộ sạc điện acquy 19

3.11 Động cơ ĐC 20

3.12 Bánh xe y tế 22

3.13 Nghiên cứu nguyên nhân gây bị liệt 2 chi dưới: 23

3.13.1 Bệnh lao cột sống: 23

3.13.2 Bệnh thoát vị đĩa đệm: 23

xviii

3.13.3 Bệnh viêm màng nhện tủy: 24

3.13.4 Chấn thương cột sống: 25

3.13.5 Bệnh xơ cứng teo cơ một bên 26

CHƯƠNG 4: PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 28

4.1 Phương án thiết kế 1: 28

4.2 Phương án thiết kế 2: 29

4.3 Phân tích phương án thiết kế 29

4.3.1 Ưu nhược điểm phương án thiết kế 1 29

4.3.2 Ưu và nhược điểm của phương án thiết kế 2 30

4.4 Chọn phương án thiết kế 31

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 32

5.1 Thiết kế phần đế máy 32

5.1.1 Thiết kế thanh đỡ thân máy 34

5.1.2 Thiết kế thân máy 35

5.1.3 Thiết kế bạc thau 10 36

5.1.4 Thiết kế bạc thau 16 37

5.1.5 Thiết kế thanh đỡ bàn 1 38

5.1.6 Thiết kế thanh đỡ bàn 2 39

5.1.7 Thiết kế thanh liên kế đỡ bàn với cụm đỡ ghế 40

5.1.8 Thiết kế bạc thau 14 41

5.2 Thiết kế cụm đỡ ghế 42

5.3 Thiết kế ghế ngồi 43

5.3.1 Thiết kế bạc thau không vai 10 44

5.4 Thiết kế pass đỡ bàn 45

5.4.1 Thiết kế tấm dưới bàn 46

5.4.2 Thiết kế cụm giữ tay nắm 47

5.4.3 Thiết kế pass giữ tay nắm 48

5.4.4 Thiết kế tay nắm 49

5.4.5 Thiết kế bàn 50

5.4.6 Thiết kế dệm đỡ 51

5.5 Thiết kế khung căn chỉnh đệm đầu gối 52

5.5.1 Thiết kế bộ nẹp đệm đầu gối 53

5.5.2 Thiết kế pass đỡ đệm đầu gối 54

5.5.3 Thiết kế thanh đầu gối 55

5.5.4 Thiết kế đệm đầu gối 56

5.6 Kiểm nghiệm ứng suất khi có bệnh nhân ngồi trên ghế 57

5.7 Chọn kiểm và nghiệm tải bánh xe 58

5.8 Chọn kiểm nghiệm động cơ 60

5.8.1 Tính toán chọn xi lanh điện 61

5.8.2 Kiểm nghiệm độ bền của chốt 63

5.9 Thiết kế phần điện điều khiển động cơ và xi lanh điện 65

5.9.1 Bộ điều khiển động cơ 65

5.9.2 Sơ đồ đấu dây động cơ xi lanh điện và bộ điều khiển 65

5.10 Những thành phần của bộ điều khiển 66

CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP 69

6.1 Chế tạo cơ khí 69

6.1.1 Chế tạo đế máy 69

6.1.2 Chế tạo bạc thau 70

6.1.3 Chế tạo thân máy 71

6.1.4 Chế tạo cụm đỡ ghế 71

6.1.5 Chế tạo cụm nâng hạ thân máy 72

6.1.6 Chế tạo thanh nâng hạ bàn 72

xx

6.1.7 Chế tạo pass đỡ bàn 73

6.1.8 Chế tạo tấm đỡ bàn 74

6.1.9 Chế tạo bàn 75

6.1.10 Chế tạo tay nắm 75

6.1.11 Chế tạo cụm đỡ tay mắm 76

6.1.12 Chế tạo trục đỡ 76

6.1.13 Chế tạo cụm đỡ đệm đầu gối 76

6.1.14 Chế tạo ghế 77

6.1.15 Chế tạo khung căn chỉnh 78

6.1.16 Chế tạo pass đỡ đệm đầu gối 78

6.1.17 Chế tạo đệm đầu gối 79

6.1.18 Chế tạo đệm đỡ ngực 79

6.2 Lắp ráp 80

6.3 Vận hành 87

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 90

7.1 Kết luận 90

7.2 Hướng phát triển 91

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Khung tập đứng sấp cho trẻ 6Hình 2.2: Khung tập đứng và tập đi phục hồi chức năng cho người tai biến 6Hình 2.3: Xe lăn tập đứng 7Hình 2.4: Khung tập đứng, tập đi 7Hình 2.5: Xe lăn tập đứng 8Hình 2.6: Thiết bị tập đứng 9Hình 3.1: Các loại nhôm thông dụng 12Hình 3.2: Hàn hồ quang tay 13Hình 3.3: Hàn TIG 14Hình 3.4: Da công nghiệp 15Hình 3.5: Hình ảnh da bò thật 15Hình 3.6: Đệm lót 16Hình 3.7: Cấu tạo bên trong của xi lanh điện 17Hình 3.8: Bộ điều khiển từ xa 18Hình 3.9: Bình acquy [15] 19Hình 3.10: Bộ sạc điện 20Hình 3.11: Động cơ điện DC 21Hình 3.11: Bánh xe y tế 22Hình 3.12: Bệnh nhân bị lao cột sống 23Hình 3.13: Thoát vị đĩa đệm chèn ép dây thần kinh 24Hình 3.14: Các giai đoạn thoát vị đĩa đệm 24Hình 3.15: Bệnh nhân mắc viêm màng nhiện tủy 25Hình 3.16: Chấn thương cột sống 26Hình 3.17: So sánh tế bào thần kinh của người bình thường với bệnh nhân ALS 27Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý phương án 1 28

xxii

Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý phương án 2 29Hình 5.1: Thiết kế 3D đế máy 32Hình 5.2: Thiết kế 2D đế máy 33Hình 5.3: Thiết kế 3D thanh đỡ thân máy 34Hình 5.4: Thiết kế 2D thanh đỡ thân máy 34Hình 5.5: Thiết kế 3D thân máy 35Hình 5.6: Thiết kế 2D thân máy 35Hình 5.7: Thiết kế 3D bạc thau 10 36Hình 5.8: Thiết kế 2D bạc thau 10 36Hình 5.9: Thiết kế 3D bạc thau 16 37Hình 5.10: Thiết kế 2D bạc thau 16 37Hình 5.11: Thiết kế 3D thanh đỡ bàn 1 38Hình 5.12: Thiết kế 2D thanh đỡ bàn 1 38Hình 5.13: Thiết kế 3D thanh đỡ bàn 2 39Hình 5.14: Thiết kế 2D thanh đỡ bàn 2 39Hình 5.15: Thiết kế 3D thanh liên kế đỡ bàn với cụm đỡ ghế 40Hình 5.16: Thiết kế 2D thanh liên kế đỡ bàn với cụm đỡ ghế 40Hình 5.17: Thiết kế 3D bạc thau 14 41Hình 5.18: Thiết kế 2D bạc thau 14 41Hình 5.19: Thiết kế 3D cụm đỡ ghế 42Hình 5.20: Thiết kế 2D cụm đỡ ghế 42Hình 5.21: Thiết kế 3D ghế ngồi 43Hình 5.22: Thiết kế 2D ghế ngồi 43Hình 5.23: Thiết kế 3D bạc thau không vai 10 44Hình 5.24: Thiết kế 2D bạc thau không vai 10 44Hình 5.25: Thiết kế 3D pass đỡ bàn 45

Hình 5.26: Thiết kế 2D pass đỡ bàn 45Hình 5.27: Thiết kế 3D tấm dưới bàn 46Hình 5.28: Thiết kế 2D tấm dưới bàn 46Hình 5.29: Thiết kế 3D cụm giữ tay nắm 47Hình 5.30: Thiết kế 2D cụm giữ tay nắm 47Hình 5.31: Thiết kế 3D pass giữ tay nắm 48Hình 5.32: Thiết kế 2D pass giữ tay nắm 48Hình 5.33: Thiết kế 3D tay nắm 49Hình 5.34: Thiết kế 2D tay nắm 49Hình 5.35: Thiết kế 3D bàn 50Hình 5.36: Thiết kế 2D bàn 50Hình 5.37: Thiết kế 3D đệm đỡ 51Hình 5.38: Thiết kế 2D đệm đỡ 51Hình 5.39: Thiết kế 3D khung căn chỉnh đệm đầu gối 52Hình 5.40: Thiết kế 2D khung căn chỉnh đệm đầu gối 52Hình 5.41: Thiết kế 3D bộ nẹp đệm đầu gối 53Hình 5.42: Thiết kế 2D bộ nẹp đệm đầu gối 53Hình 5.43: Thiết kế 3D pass đỡ đệm đầu gối 54Hình 5.44: Thiết kế 2D pass đỡ đệm đầu gối 54Hình 5.45: Thiết kế 3D thanh đầu gối 55Hình 5.46: Thiết kế 2D thanh đầu gối 55Hình 5.47: Thiết kế 3D đệm đầu gối 56Hình 5.48: Thiết kế 2D đệm đầu gối 56Hình 5.49: Kết quả ứng suất ghế ngồi 57Hình 5.50: Kết quả chuyển vị ghế ngồi 57Hình 5.51: Khối lượng của ghế nâng hạ 58

xxiv

Hình 5.52: Bánh trước 200mm 59Hình 5.53: Bánh xe 75mm cao su đặc 59Hình 5.54: Động cơ điện MY1016Z 60Hình 5.55: Phân tích nâng thiết bị và người ngồi 61Hình 5.56: Xi lanh điện 150mm – 3000N 62Hình 5.57: Phân tích lực nâng ghế ngồi 62Hình 5.58: Xi lanh điện 150mm – 6000N 63Hình 5.59: Sơ đồ phân tích cân bằng nội lực và ngoại lực 64Hình 5.60: Bảng tra độ bền bulong[28] 64Hình 5.61: Bộ điều khiển động cơ [29] 65Hình 5.62: Sơ đồ đấu dây xi lanh điện và bộ điều khiển 65Hình 5.63: Sơ đồ đấu dây 3D 66Hình 5.64: Mạch điều khiển RF 433Mhz 66Hình 5.65: Remote điều khiển 4 kênh 433Mhz 67Hình 5.66: Công tắc nguồn 67Hình 5.67: Bộ sạc acquy24V 68Hình 6.1: Đế máy 69Hình 6.2: Hàn TIG đế máy 70Hình 6.3: Bạc thau 70Hình 6.4: Thân máy 71Hình 6.5: Cụm đỡ ghế 71Hình 6.6: Thanh đỡ thân máy 72Hình 6.7: Thanh nâng hạ bàn 72Hình 6.8: Pass đỡ bàn 73Hình 6.9: Tấm đỡ bàn 74Hình 6.10: Bàn 75

Hình 6.11: Tay nắm 75Hình 6.12: Cụm đỡ tay nắm 76Hình 6.13: Trụ đỡ 76Hình 6.14: Cụm đỡ đệm đầu gối 77Hình 6.15: Ghế 77Hình 6.16: Khung căn chỉnh 78Hình 6.16: Pass đỡ đệm đầu gối 78Hình 6.17: Đệm đầu gối 79Hình 6.18: Đệm đỡ ngực 79Hình 6.19: Lắp bánh xe 80Hình 6.20: Lắp thanh đỡ thân máy và thân máy 80Hình 6.21: Lắp bộ ghế 81Hình 6.22: Lắp xi lanh số 1 81Hình 6.23: Lắp xi lanh số 2 82Hình 6.24: Lắp khung căn chỉnh đệm đầu gối 82Hình 6.25: Lắp bộ đệm đầu gối 83Hình 6.26: Lắp thanh đỡ bàn với trụ đỡ 83Hình 6.27: Lắp pass đỡ bàn 84Hình 6.28: Lắp cụm đỡ tay nắm 84Hình 6.29: Lắp tay nắm 85Hình 6.30: Lắp bàn 85Hình 6.31: Lắp đệm đỡ ngực 86Hình 6.32: Lắp hộp điện 86Hình 6.33: Sử dụng xi lanh điện số 1 điều chỉnh độ cao ghế 87Hình 6.34: Đưa bệnh nhân vào vị trí ghế ngồi 87Hình 6.35: Điều chỉnh đệm đầu gối 88

xxvi Hình 6.36: Sử dụng xi lanh điện số 2 88Hình 6.37: Điều chỉnh đệm đỡ ngực 89

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 4.1 so sánh 2 phương án 30

xxviii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

GVHD SVTH ĐATN TCVN TIG CES ALS

Giảng Viên Hướng Dẫn Sinh Viên Thực Hiện

Đồ Án Tốt Nghiệp Tiêu Chuẩn Việt Nam Tungsten Insert Gas Cauda Equina Syndrom Amyotrophic Lateral Sclerosis

CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU

ĐẶT VẤN ĐỀ

Công nghệ trong những năm gần đây ngày càng phát triển giúp con người nâng cao chất lượng đời sống Cũng như những công nghệ liên quan tới lĩnh vực y tế cũng không kém phần quan trọng trong cuộc sống của chúng ta Một quốc gia có thể phát triển được hay không cũng nhờ một phần sự đóng góp trong ngành y tế, một ngành rất quan trọng và thiết yếu của đất nước chúng ta

Trong cuộc sống xung quanh chúng ta hiện nay có rất nhiều bệnh nhân bị mắc phải những bệnh liên quan tới khả năng vận động di chuyển nặng hơn nữa là bị bại liệt Cho nên việc phát minh ra các thiết bị y tế giúp cho bệnh nhân có thể phục hồi chức năng, hơn thế nữa có thể giúp bệnh nhân có thể di chuyển và tự sinh hoạt cơ bản trong cuộc sống hằng ngày là ưu tiên hàng đầu hiện nay

Xe lăn và các thiết bị phục hồi chức năng là những thiết bị thông dụng ở các bệnh viện, phòng khám hay các cơ sở y tế, nhưng vẫn còn sự hạn chế về công năng, việc đưa bệnh nhân lên các thiết bị y tế hoặc đưa lên những độ cao khác nhau, tập hỗ trợ phục hồi các chức năng vẫn là vấn đề nhức nhối rất cần được giải quyết

1.1 Tính cấp thiết và lí do chọn đề tài

1.1.1 Tính cấp thiết

Từ những vấn đề trên, một giải pháp nhằm tăng chất lượng cuộc sống của người dùng được ra đời, đó là “ thiết bị nâng hạ cho bệnh nhân bị bại liệt” Một thiết bị với rất nhiều công năng giúp loại bỏ những hạn chế của xe lăn, giúp cho người dụng có thể tự di chuyển, nâng hạ tập đứng ở mọi không gian khác nhau Giúp người dùng có thể sinh hoạt cơ bản trong cuộc sống Do sự đặc trưng của ngành nghề đang theo học cũng như những yêu cầu của xã hội với

đồ án tốt nghiệp của sinh viên ngành chế tạo máy có liên quan mật thiết với những đề tài trên Với đề tài “thiết bị nâng hạ cho bệnh nhân bị bại liệt”, chúng em hy vọng sẽ được đóng góp một phần nào trong sự phát triển của ngành y tế hiện nay

sản phẩm tương tự

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.2.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Tạo ra phương án tự động trong quá trình nâng hạ hay tập đứng, nâng đỡ của thiết bị, tối

1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Thiết kế và tạo ra được mẫu thiết bị nâng hạ cho bệnh nhân bị bại liệt có công suất, chất lượng, đạt hiệu quả và đáp ứng được hầu hết nhu cầu tiêu thụ trong nước ta hiện nay

- Đáp ứng được nhu cầu thiết yếu là hạ chi phí nhập các sản phẩm thiết bị từ các công ty sản xuất nước ngoài, từ đó đáp ứng được kinh tế của người dùng

- Đó chính là cơ sở nghiên cứu, cải tiến, phát triển các phiên bản tối ưu hơn của thiết bị nâng hạ cho bệnh nhân bị bại liệt

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

+ Mục tiêu nghiên cứu đề tài cần hoàn thành tốt những vấn đề sau:

- Củng cố các kiến thức được tiếp thu, học tập, thu thập các kiến thức thực tế mới trong quá trình thực hành

- Tìm ra được nguyên lý hoạt động của thiết bị nâng hạ, tập đứng

- Tạo ra bản thiết kế thiết bị hoàn chỉnh và chế tạo được mẫu “thiết bị nâng hạ cho bệnh nhân bị bại liệt” mang tính ổn định và hiệu quả

- Đưa ra quy trình kiểm tra thiết bị và hướng thiết bị có thể phát triển trong tương lai

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Các mẫu thiết bị nâng hạ, và các thiết bị tập đứng trên Internet

- Quy trình chế tạo thiết bị nâng hạ cho bệnh nhân bị bại liệt

- Vật liệu nhôm, đặc trưng của vật liệu

- Các ưu nhược điểm của nhôm

- Phân loại nhôm: nhôm dạng ống, dạng hộp

- Đặc trưng cơ học của nhôm

- Lý thuyết vật liệu nhôm

1.5 Phương pháp nghiên cứu

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận

- Thị trường trong lĩnh vực y tế trong nước có tiềm năng phát triển lớn Nhất là về thiết bị nâng hạ, tập đứng cho bệnh nhân bị bại liệt

- Các mẫu thiết bị nâng hạ cho bệnh nhân bị bại liệt chế tạo trong nước chưa có hoặc rất ít nhưng chưa hoàn thiện về khâu tự động cũng như năng suất và tính linh hoạt của thiết bị

1.5.2 Phương pháp phi thực nghiệm

- Quan sát và phân tích lý thuyết của thiết bị

- Tìm kiếm, thu thập nguồn dữ liệu từ các bài báo hoặc các kênh thông tin có sẵn trên Internet hoặc sách kỹ thuật có liên quan đến nội dung đề tài nghiên cứu

- Phân tích tính toán nguyên lý hoạt động, ước lượng, mô hình hóa hệ thống, mô phỏng 3D đưa ra các phương pháp hoặc phương án từ các dữ liệu thiết kế

1.5.3 Phương pháp thực nghiệm

- Chế tạo và chạy thử nghiệm một số bộ phận của thiết bị để đánh giá kết quả khi hoàn chỉnh thiết kế

- Đánh giá các kết quả đạt được và đưa ra kết luận

1.6 Cấu trúc của đề tài

Chương 1: Mở đầu

Chương 2: Tổng quan

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Chương 4: Phương án và lựa chọn phương án thiết kế

Chương 5: Thiết kế, tính toán sản phẩm

Chương 6: Chế tạo, lắp ráp và vận hành

Chương 7: Kết luận và hướng phát triển

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan nghiên cứu trong nước

- Hiện nay có nhiều loại thiết bị khác nhau dùng để phục vụ cho mục đích y tế, được sử dụng trong các phòng khám, bệnh viện, mang nhiều tính năng hiện đại, giúp các bác sĩ tiết kiệm được sức lực trong việc chăm sóc bệnh nhân

- Trên thị trường trong nước hiện nay sản phẩm thiết bị nâng hạ, tập đứng thực sự không được quá chú trọng, hầu hết các sản phẩm xe lăn hoặc các loại ghế toàn sử dụng cơ cấu thủy lực, không đa dạng và gây khó khăn cho người sử dụng Bên cạnh đó còn không được trang bị những động cơ di chuyển, khiến cho thiết bị kém linh hoạt hơn Kể các các sản phẩm thiết bị mang mục đích tập phục hồi chức năng

- Bởi vì những lí đo đó giá nguyên vật liệu trong nước và công sức thiết kế khiến ít nhà đầu tư chịu góp vốn đầu tư thiết bị nâng hạ hoàn chỉnh Một mặt là do giá hoàn thiện và chi phí vận hành cao, tính linh hoạt kém nên rất ít khách hàng có thể tiếp cận được nên làm cho việc sản xuất ngày càng thêm khó khăn

Một số mẫu ghế ở trên thị trường Việt Nam hiện nay :

Ưu điểm : Giá thành hợp lí, phù hợp cho mọi độ tuổi và nhiều đối tượng khác nhau, dễ dàng

sử dụng, vật liệu chắc chắn, dễ dàng gấp gọn và di chuyển

Nhược điểm : Hầu như hoạt động thủ công, thao tác bằng tay, không hề có hệ thống điều

khiển tự động, tốn quá nhiều sức lực và cần sự hỗ trợ bên ngoài

- Khung tập đứng sấp trẻ khuyết tật thấp có ụ ngồi được tạo ra bởi công ty PhaNa [1]

- Xe lăn có chế độ tập đứng được tạo ra bởi công ty HUE LOI [3]

Hình 2.3: Xe lăn tập đứng

- Khung tập đứng tập đi cho người bị tai biết được tạo ra bới công ty GIA BẢO MINH [4]

Hình 2.4: Khung tập đứng, tập đi

2.2 Tổng quan nghiên cứu ngoài nước

- Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nước phát triển về công nghệ sản xuất cơ khí đạt tới mức hoàn thiện cao kết hợp với nguồn nguyên liệu dồi dào và giá thành thấp Các thiết bị y tế giúp hỗ trợ phục hồi chức năng hiện đại, nhiều công dụng, luôn được chào đón tại thị trường Việt Nam Nhưng để đổi lại với sự hiện đại, tiến bộ về mặt kỹ thuật, thẩm mĩ, thì giá tiền của các sản phẩm thiết bị y tế ở ngoài nước rất cao Trung bình, giá cơ bản của thiết bị không có hoặc có động cơ giao động từ 2500 – 10000 đô la mĩ (~60-200 triệu đồng) Một con số rất lớn

so với mức thu nhập của người dân Việt Nam

Ưu điểm: Thiết bị máy móc hiện đại với nhiều công dụng, hoạt động mượt mà trơn tru cùng

với bộ điều khiển từ xa thông minh, giúp tối ưu hóa sức lực và diện tích Tạo cảm giác thoải mái cho người dùng và mang nhiều chức năng thông minh

Nhược điểm: Giá thành quá cao so với thu nhập của người Việt Nam hiện nay:

- Xe lăn tập đứng của công ty Harmony home medical supply [5]

Hình 2.5: Xe lăn tập đứng

- Thiết bị tập đứng của công ty Easystand [6]

Hình 2.6: Thiết bị tập đứng 2.3 NHẬN XÉT

- Sau khi nghiên cứu những thiết bị ở trong nước và ngoài nước Ta thấy các loại thiết bị trong nước còn khá thô sơ, độ linh hoạt kém và chiếm nhiều không gian diện tích so với các loại thiết bị ở nước ngoài Thiết bị ngoài nước áp dụng nhiều phương pháp điều khiển thông minh tự động và bán tự động nhưng giá nó khá cao so với bình quân thu nhập của nước ta hiện nay Đổi lại giá thành thiết bị trong nước lại rẻ hơn rất nhiều so với ngoài nước Vì vậy nhóm

sẽ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo một loại “thiết bị nâng hạ cho bệnh nhân bị lại liệt” sẽ khắc phục những khuyết điểm vừa được nêu trên

CHƯƠNG 3 CƠ SỞ LÍ THUYẾT 3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Các mô hình và sản phẩm thực tế trong đời sống hằng ngày, các thiết bị hỗ trợ phục hồi liên quan tới y tế, với các vật liệu được chọn dùng để chế tạo ghế nâng hạ

- Các quy trình chế tạo lắp ráp

- Các nguyên nhân bệnh lý thường gặp của người bị bại liệt

3.2 Phương pháp nghiên cứu và các bước tiến hành

- Nghiên cứu các cơ cấu, phân tích nguyên lý hoạt động, thiết kế mô phỏng thiết bị trên

hệ thông máy tính và thực nghiệm trong cuộc sống

- Nghiên cứu chế tạo, các phương pháp hoạt động

- Nghiên cứu khảo sát các nguồn nguyên vật liệu, linh kiện và phụ tùng

- Sử dụng các phần mềm vẽ 3D trên thị trường để thiết kế sơ đồ tổng quan của thiết bị

- Hoàn thành mô hình 3D và mô phỏng đánh giá mức độ hoàn thiện của thiết bị

- Lựa chọn loại vật liệu phù hợp với chi phí và tính thẩm mỹ của thiết bị

- Chế tạo chi tiết theo bản vẽ đã được thiết kế từ trước

- Thử nghiệm và đánh giá kết quả thu được

- Hoàn thiện mô hình hệ thống và chế tạo sản phẩm

- Áp dụng vào cuộc sống hằng ngày

3.3 Kết quả nghiên cứu và chế tạo

- Sau khi thiết kế mô hình sản phẩm trên máy tính Hiện nay việc đầu tư sử dụng các thiết

bị liên quan đến y tế rất cần thiết Nhưng để sở hữu được những thiết bị y tế phải đảm bảo được các nhu cầu tối thiểu trong sinh hoạt cuộc sống hằng ngày đồng thời không tốn kém về mặt kinh

tế, khó bố trí trong không gian nhỏ hoặc sử dụng các thiết bị mang tính phức tạp tốn sức Qua những điều đó, chúng tôi xây đựng sơ đồ thiết kế mô hình sản phẩm, kết hợp đầy đủ các chức năng và công dụng như đã được nêu qua không những vậy nó còn đơn giản, an toàn và dễ dàng

sử dụng

Các công năng của sản phẩm :

- Sản phẩm đã đạt những yêu cầu đặt ra cùng với 2 chức năng cơ bản đó là

+ Chức năng 1: Hỗ trợ di chuyển bệnh nhân ngồi với nhiều độ cao khác nhau dựa vào cơ cấu nâng hạ của động cơ điện số 1

+ Chức năng 2: Hỗ trợ nâng hạ tập đứng cho bệnh nhân ở mọi không gian khác nhau tạo ra cảm giác thoải mái cho bệnh nhân với cơ cấu nâng hạ ghế ngồi của động cơ điện số 2

3.4.1 Đặc trưng của nhôm

- Nhôm rất nhẹ chỉ nặng bằng 1/3 thép nhưng vẫn đảm bảo được độ cứng Cho nên nhôm được chú trọng và quan tâm nhiều trong cách ngành công nghiệp vì nó rẻ

- Khả năng chống ăn mòn: Nhôm có khả năng chống ăn mòn rất tốt nhờ vào đặc tính ôxy hoá của nó đã biến lớp bề mặt của nhôm thành ôxít nhôm chống ăn mòn cao trong khí quyển, chúng có thể dùng trong đa ngành công nghiệp mà không cần sơn bảo vệ

- Tính dẫn điện: Nhôm có tính dẫn điện bằng 2/3 của đồng, nhưng do nhôm nhẹ hơn nên chúng được sử dụng nhiều hơn bởi nếu cùng truyền một dòng điện thì dây nhôm nhẹ hơn bằng 1/2; ít bị nung nóng hơn vì chịu được nhiệt tốt

- Tính dẻo: Nhôm rất dẻo, nên dễ dàng cho việc kéo thành dây, tấm, lá, ép chảy.v v Thành các thanh có biên dạng đặc biệt (dùng cho khung cửa, các loại tản nhiệt rất thuận tiện khi sản xuất)

- Nhiệt độ nóng chảy: Nhôm có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp nên thuận tiện cho việc

- Bền bỉ và đáng tin cậy của nhôm : So sánh nhôm với thép cùng một khả năng chịu lực, trọng lượng của một tấm nhôm bằng một nửa đến 2/3 trọng lượng tấm thép và nhỏ hơn bê tông cốt thép tới 7 lần

- Tuổi thọ cao ít bảo trì : Nhôm được sử dụng nhiều nhờ tính bền vững Nhôm là một trong những vật liệu bền vững, có vòng đời sử dụng lâu dài

- Không bị oxy hóa hay ăn mòn, có tính thẩm mỹ cao bền đẹp theo thời gian dễ dàng vệ