1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

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

124 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Thiết Kế Chế Tạo Thiết Bị Nâng Hạ Cho Bệnh Nhân Bị Bại Liệt
Tác giả Nguyễn Duy Phương, Nguyễn Tấn Lộc, Phạm Đức Chung
Người hướng dẫn TS. Lê Linh
Trường học Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy
Thể loại Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản 2024
Thành phố TP. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 124
Dung lượng 8,95 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU (30)
    • 1.1. Tính cấp thiết và lí do chọn đề tài (30)
      • 1.1.1. Tính cấp thiết (30)
      • 1.1.2. Lí do chọn đề tài (30)
    • 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài (31)
      • 1.2.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài (31)
      • 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài (31)
    • 1.3. Mục tiêu nghiên cứu (31)
    • 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu (31)
      • 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu (31)
      • 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu (32)
    • 1.5. Phương pháp nghiên cứu (32)
    • 1.6. Cấu trúc của đề tài (33)
  • CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN (34)
    • 2.1. Tổng quan nghiên cứu trong nước (34)
    • 2.2. Tổng quan nghiên cứu ngoài nước (37)
    • 2.3. NHẬN XÉT (38)
  • CHƯƠNG 3. CƠ SỞ LÍ THUYẾT (39)
    • 3.1. Đối tượng nghiên cứu (39)
    • 3.2. Phương pháp nghiên cứu và các bước tiến hành (39)
    • 3.3. Kết quả nghiên cứu và chế tạo (39)
    • 3.4. Tổng quan về nhôm (40)
      • 3.4.1. Đặc trưng của nhôm (40)
      • 3.4.2. Phân loại Nhôm (41)
      • 3.4.3. Phân biệt các loại Nhôm (41)
    • 3.5. Tổng quan về hàn nhôm (42)
      • 3.5.1. Hàn nhôm bằng hồ quang tay [8] (42)
      • 3.5.2. Hàn nhôm bằng TIG [9] (42)
    • 3.6. Tổng quan về da bọc ghế (43)
    • 3.7. Tổng quan về đệm lót (44)
    • 3.8. Tổng quang về xi lanh điện (45)
    • 3.9. Tổng quan bộ điều khiển không dây (46)
    • 3.10. Nguồn điện (47)
      • 3.10.1. Nguồn từ Acquy (47)
      • 3.10.2. Bộ sạc điện acquy (48)
    • 3.11. Động cơ ĐC (49)
    • 3.12. Bánh xe y tế (51)
    • 3.13. Nghiên cứu nguyên nhân gây bị liệt 2 chi dưới (52)
      • 3.13.1. Bệnh lao cột sống (52)
      • 3.13.2. Bệnh thoát vị đĩa đệm (52)
      • 3.13.3. Bệnh viêm màng nhện tủy (53)
      • 3.13.4. Chấn thương cột sống (54)
      • 3.13.5. Bệnh xơ cứng teo cơ một bên (55)
  • CHƯƠNG 4: PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ (57)
    • 4.1. Phương án thiết kế 1 (57)
    • 4.2. Phương án thiết kế 2 (58)
    • 4.3. Phân tích phương án thiết kế (58)
      • 4.3.1. Ưu nhược điểm phương án thiết kế 1 (58)
      • 4.3.2. Ưu và nhược điểm của phương án thiết kế 2 (59)
    • 4.4. Chọn phương án thiết kế (60)
  • CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ (61)
    • 5.1. Thiết kế phần đế máy (61)
      • 5.1.1. Thiết kế thanh đỡ thân máy (63)
      • 5.1.2. Thiết kế thân máy (64)
      • 5.1.3. Thiết kế bạc thau 10 (65)
      • 5.1.4. Thiết kế bạc thau 16 (66)
      • 5.1.5. Thiết kế thanh đỡ bàn 1 (67)
      • 5.1.6. Thiết kế thanh đỡ bàn 2 (68)
      • 5.1.7. Thiết kế thanh liên kế đỡ bàn với cụm đỡ ghế (69)
      • 5.1.8. Thiết kế bạc thau 14 (70)
    • 5.2. Thiết kế cụm đỡ ghế (71)
    • 5.3. Thiết kế ghế ngồi (72)
      • 5.3.1. Thiết kế bạc thau không vai 10 (73)
    • 5.4. Thiết kế pass đỡ bàn (74)
      • 5.4.1. Thiết kế tấm dưới bàn (75)
      • 5.4.2. Thiết kế cụm giữ tay nắm (76)
      • 5.4.3. Thiết kế pass giữ tay nắm (77)
      • 5.4.4. Thiết kế tay nắm (78)
      • 5.4.5. Thiết kế bàn (79)
      • 5.4.6. Thiết kế dệm đỡ (80)
    • 5.5. Thiết kế khung căn chỉnh đệm đầu gối (81)
      • 5.5.1. Thiết kế bộ nẹp đệm đầu gối (82)
      • 5.5.2. Thiết kế pass đỡ đệm đầu gối (83)
      • 5.5.3. Thiết kế thanh đầu gối (84)
      • 5.5.4. Thiết kế đệm đầu gối (85)
    • 5.6. Kiểm nghiệm ứng suất khi có bệnh nhân ngồi trên ghế (86)
    • 5.7. Chọn kiểm và nghiệm tải bánh xe (87)
    • 5.8. Chọn kiểm nghiệm động cơ (89)
      • 5.8.1. Tính toán chọn xi lanh điện (90)
      • 5.8.2. Kiểm nghiệm độ bền của chốt (92)
    • 5.9. Thiết kế phần điện điều khiển động cơ và xi lanh điện (94)
      • 5.9.1. Bộ điều khiển động cơ (94)
      • 5.9.2. Sơ đồ đấu dây động cơ xi lanh điện và bộ điều khiển (94)
    • 5.10. Những thành phần của bộ điều khiển (95)
  • CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP (98)
    • 6.1. Chế tạo cơ khí (98)
      • 6.1.1. Chế tạo đế máy (98)
      • 6.1.2. Chế tạo bạc thau (99)
      • 6.1.3. Chế tạo thân máy (100)
      • 6.1.4. Chế tạo cụm đỡ ghế (100)
      • 6.1.5. Chế tạo cụm nâng hạ thân máy (101)
      • 6.1.6. Chế tạo thanh nâng hạ bàn (101)
      • 6.1.7. Chế tạo pass đỡ bàn (102)
      • 6.1.8. Chế tạo tấm đỡ bàn (103)
      • 6.1.9. Chế tạo bàn (104)
      • 6.1.10. Chế tạo tay nắm (104)
      • 6.1.11. Chế tạo cụm đỡ tay mắm (105)
      • 6.1.12. Chế tạo trục đỡ (105)
      • 6.1.13. Chế tạo cụm đỡ đệm đầu gối (105)
      • 6.1.14. Chế tạo ghế (106)
      • 6.1.15. Chế tạo khung căn chỉnh (107)
      • 6.1.16. Chế tạo pass đỡ đệm đầu gối (107)
      • 6.1.17. Chế tạo đệm đầu gối (108)
      • 6.1.18. Chế tạo đệm đỡ ngực (108)
    • 6.2. Lắp ráp (109)
    • 6.3. Vận hành (116)
  • CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN (119)
    • 7.1. Kết luận (119)
    • 7.2. Hướng phát triển (120)

Nội dung

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

TỔNG QUAN

Tổng quan nghiên cứu trong nước

Hiện nay, có nhiều thiết bị y tế hiện đại được sử dụng trong các phòng khám và bệnh viện, giúp bác sĩ tiết kiệm sức lực trong việc chăm sóc bệnh nhân Những thiết bị này mang lại nhiều tính năng ưu việt, nâng cao hiệu quả điều trị và cải thiện chất lượng dịch vụ y tế.

Trên thị trường nội địa hiện nay, sản phẩm thiết bị nâng hạ và tập đứng chưa được chú trọng đúng mức, với phần lớn xe lăn và ghế sử dụng cơ cấu thủy lực, dẫn đến sự thiếu đa dạng và khó khăn cho người sử dụng Hơn nữa, những thiết bị này thường không được trang bị động cơ di chuyển, làm giảm tính linh hoạt và hiệu quả trong quá trình phục hồi chức năng.

Giá nguyên vật liệu trong nước và chi phí thiết kế cao khiến ít nhà đầu tư sẵn sàng đầu tư vào thiết bị nâng hạ hoàn chỉnh Điều này dẫn đến giá thành sản phẩm cao, chi phí vận hành lớn và tính linh hoạt kém, làm cho việc tiếp cận của khách hàng trở nên khó khăn hơn, từ đó gia tăng áp lực trong sản xuất.

Trên thị trường Việt Nam hiện nay, có nhiều mẫu ghế với giá thành hợp lý, phù hợp cho mọi độ tuổi và đối tượng khác nhau Những chiếc ghế này dễ dàng sử dụng, được làm từ vật liệu chắc chắn, đồng thời có khả năng gấp gọn và di chuyển thuận tiện.

Nhược điểm của phương pháp này là chủ yếu dựa vào hoạt động thủ công, không có hệ thống điều khiển tự động, dẫn đến việc tốn nhiều sức lực và cần sự hỗ trợ từ bên ngoài.

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

Hình 2.1: Khung tập đứng sấp cho trẻ

Khung tập đứng và tập đi phục hồi chức năng cho người tai biến được tạo ra bởi công ty HUE LOI [2]

Hình 2.2: Khung tập đứng và tập đi phục hồi chức năng cho người tai biến

- 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

Tổng quan nghiên cứu ngoài nước

Hiện nay, nhiều quốc gia trên thế giới đã phát triển công nghệ sản xuất cơ khí tiên tiến, kết hợp với nguồn nguyên liệu phong phú và giá thành thấp, dẫn đến sự ra đời của các thiết bị y tế hiện đại tại thị trường Việt Nam Tuy nhiên, giá thành của những sản phẩm này từ nước ngoài lại rất cao, với mức giá cơ bản dao động từ 2500 – 10000 đô la Mỹ (~60-200 triệu đồng), điều này gây khó khăn cho người dân Việt Nam Dù vậy, các thiết bị máy móc hiện đại này mang lại nhiều ưu điểm như hoạt động trơn tru, có bộ điều khiển từ xa thông minh, giúp tối ưu hóa sức lực và diện tích sử dụng, đồng thời mang lại cảm giác thoải mái cho người dùng với 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

NHẬN XÉT

Sau khi nghiên cứu các thiết bị trong nước và quốc tế, chúng tôi nhận thấy thiết bị trong nước còn thô sơ, kém linh hoạt và chiếm nhiều không gian hơn so với thiết bị nước ngoài Trong khi thiết bị nước ngoài sử dụng nhiều phương pháp điều khiển thông minh tự động và bán tự động, giá thành của chúng lại cao so với thu nhập bình quân của người dân Ngược lại, thiết bị trong nước có giá thành rẻ hơn nhiều Do đó, nhóm chúng tôi quyết định nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một loại “thiết bị nâng hạ cho bệnh nhân bị liệt” nhằm khắc phục những nhược điểm đã nêu.

CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Đối tượng nghiên cứu

Các mô hình và sản phẩm thực tế trong đời sống hàng ngày, bao gồm các thiết bị hỗ trợ phục hồi liên quan đến y tế, sử dụng các vật liệu được lựa chọn kỹ lưỡng 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.

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.

Kết quả nghiên cứu và chế tạo

Sau khi thiết kế mô hình sản phẩm trên máy tính, việc đầu tư vào thiết bị y tế trở nên cần thiết Để sở hữu những thiết bị này, cần đảm bảo các nhu cầu tối thiểu trong cuộc sống hàng ngày mà không gây tốn kém về kinh tế Hơn nữa, thiết bị cần phải dễ bố trí trong không gian nhỏ và không phức tạp trong việc sử dụng Dựa trên những yêu cầu đó, chúng tôi đã xây dựng sơ đồ thiết kế mô hình sản phẩm, kết hợp đầy đủ các chức năng và công dụng, đồng thời đảm bảo tính đơn giản, an toàn và dễ 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 của thiết bị hỗ trợ nâng hạ tập đứng cho bệnh nhân ở nhiều không gian khác nhau, mang lại cảm giác thoải mái cho người sử dụng nhờ vào cơ cấu nâng hạ ghế ngồi bằng động cơ điện số 2.

Tổng quan về nhôm

Nhôm là một kim loại màu trắng bạc, nhẹ hơn sắt và nổi bật với khả năng chống mài mòn oxy hóa hiệu quả Với giá thành phải chăng, nhôm được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày, trở thành lựa chọn phổ biến hơn so với nhiều kim loại khác.

- Nhôm được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp phổ biến, đặc biệt là trong công nghiệp sản xuất ô tô.v v

Nhôm có trọng lượng nhẹ, chỉ bằng 1/3 so với thép, nhưng vẫn giữ được độ cứng cần thiết Vì vậy, nhôm được ưu tiên và sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ vào tính kinh tế của nó.

Nhôm nổi bật với khả năng chống ăn mòn vượt trội, nhờ vào đặc tính ôxy hóa tự nhiên của nó, tạo ra lớp ôxít nhôm bảo vệ trên bề mặt Điều này cho phép nhôm được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp mà không cần lớp sơn bảo vệ, đảm bảo tính bền vững và độ bền cao trong môi trường khí quyển.

Nhôm có tính dẫn điện đạt 2/3 so với đồng, nhưng nhờ trọng lượng nhẹ hơn, nhôm được ưa chuộng hơn trong việc truyền tải điện Khi truyền cùng một dòng điện, dây nhôm chỉ nặng bằng 1/2 dây đồng và ít bị nung nóng hơn do khả năng chịu 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)

Nhôm có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp, khoảng 660 độ C, điều này giúp việc nấu chảy và đúc nhôm trở nên thuận tiện hơn Tuy nhiên, nhôm không thể sử dụng hiệu quả ở nhiệt độ này.

Nhôm nổi bật với độ bền bỉ và đáng tin cậy, nhẹ hơn nhiều so với thép; cụ thể, trọng lượng của một tấm nhôm chỉ bằng một nửa đến hai phần ba so với tấm thép Hơn nữa, nhôm còn nhẹ hơn bê tông cốt thép tới bảy lần, mang lại lợi thế vượt trội trong nhiều ứng dụng xây dựng và công nghiệp.

Nhôm là một vật liệu bền vững với tuổi thọ cao và yêu cầu bảo trì thấp Nhờ vào tính chất bền vững của nó, nhôm trở thành lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng, mang lại 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 sinh và bảo dưỡng

Nhôm là một kim loại phổ biến và được ưa chuộng trong nhiều lĩnh vực như đời sống hàng ngày, y học và công nghiệp Sự ứng dụng rộng rãi của nhôm cho thấy tầm quan trọng của nó, xếp thứ 4 trên thế giới về mức độ phổ biến.

- Tính thẩm mỹ: Nhôm được đánh giá có độ thẩm mỹ cao, còn giúp cho giảm trọng lượng đáng kể cho thiết bị gia công

- Có 4 loại nhôm thông dụng trên thị trường hiện nay và giá thành [7]

Hình 3.1: Các loại nhôm thông dụng 3.4.3 Phân biệt các loại Nhôm

Nhôm 1050 thường được biết đến là loại nhôm mềm dẻo nhất, dễ bị nhầm lẫn với nhôm 5052 Để nhận biết loại nhôm này, bạn có thể thực hiện một phép thử đơn giản: lấy hai tấm nhôm và gõ vào cạnh của nhau; tấm nào biến dạng chính là nhôm 1050.

1050, các loại kia cũng tương tự như vậy, nhôm 6061 cứng hơn 5052 nhưng lại mềm hơn 7075.

Tổng quan về hàn nhôm

Hàn nhôm là quá trình kết nối hai hoặc nhiều chi tiết nhôm bằng nhiệt và áp lực, tạo ra mối liên kết cứng cáp và bền vững Có nhiều phương pháp hàn nhôm khác nhau.

3.5.1 Hàn nhôm bằng hồ quang tay [8]:

Các điện cực có thể hoạt động với cả nguồn điện AC và DC, nhưng không phải tất cả điện cực DC đều tương thích với nguồn điện AC Ngược lại, điện cực AC có thể sử dụng cho cả hai loại nguồn điện này.

Hình 3.2: Hàn hồ quang tay 3.5.2 Hàn nhôm bằng TIG [9]:

Hàn TIG (Tungsten Inert Gas) là phương pháp hàn phổ biến trong hàn nhôm, thường sử dụng điện từ vonfarm với đầu tròn Khí bảo vệ chủ yếu được sử dụng là khí argon, giúp tạo ra vùng bảo vệ xung quanh khu vực hàn, mang lại ưu điểm làm sạch và khả năng thâm nhập tốt.

Trong quá trình hàn nhôm, việc tỏa ra nhiệt lớn có thể dẫn đến oxi hóa, do đó sử dụng khí Argon, Helium, hoặc hỗn hợp giữa Argon và Helium làm khí bảo vệ là rất cần thiết Điều này giúp duy trì tính chất oxi hóa của nhôm sau khi hàn, đảm bảo chất lượng và độ bền của mối hàn.

Trước khi hàn, bề mặt nhôm cần được làm sạch hoàn toàn để loại bỏ cặn, dầu và bụi bẩn Sau khi hàn, cần đánh giá chất lượng mối hàn thông qua việc kiểm tra độ bền, độ kín và môi trường xung quanh để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Tổng quan về da bọc ghế

Da bọc ghế hiện nay là vật liệu quan trọng, giúp tạo cảm giác thoải mái khi ngồi và bảo vệ ghế khỏi tác động của môi trường và thời tiết Có nhiều loại da khác nhau được sử dụng để bọc ghế, tùy thuộc vào sở thích và nhu cầu của người dùng Dưới đây là một số loại da phổ biến cho bọc ghế.

Da công nghiệp, hay còn gọi là da tổng hợp, được sản xuất từ vụn da thật, sợi polyester và nhựa tổng hợp Loại da này có giá thành thấp hơn so với da thật, đồng thời mang lại màu sắc đa dạng và dễ vệ sinh Da công nghiệp cũng có khả năng thấm hút tốt và bao gồm nhiều loại khác nhau như da simili, PU và microfiber.

Da tự nhiên, hay còn gọi là da thật, là loại da lý tưởng cho việc bọc ghế, yên xe máy và làm túi xách Với độ bền cao, da thật mang lại cảm giác mềm mại và khả năng thích nghi tốt với nhiệt độ và độ ẩm Tuy nhiên, giá thành của da thật thường cao và cần được bảo dưỡng định kỳ để duy trì độ bền và vẻ đẹp của sản phẩm.

Hình 3.5: Hình ảnh da bò thật

Tổng quan về đệm lót

Đệm ghế là sản phẩm phổ biến trong nhiều lĩnh vực, được thiết kế để tăng cường sự thoải mái khi ngồi Chúng được chế tạo từ nhiều loại vật liệu như bọt biển, lông vũ, hoặc vật liệu tổng hợp Không chỉ mang lại cảm giác dễ chịu, đệm ghế còn có tác dụng bảo vệ cơ thể khỏi áp lực, giúp giảm mệt mỏi và đau nhức sau thời gian dài ngồi.

Đệm lót y tế được thiết kế để không gây dị ứng hay kích ứng da, đảm bảo an toàn cho người sử dụng Sản phẩm này không chứa các vật liệu độc hại và có khả năng kháng khuẩn, ngăn chặn mầm bệnh hiệu quả Ngoài ra, đệm còn có tính năng thoáng khí và hút ẩm, giúp kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trên bề mặt, mang lại cảm giác thoải mái cho người dùng.

Đệm y tế được thiết kế với khả năng thoáng khí và kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm hiệu quả, mang lại cảm giác thoải mái cho bệnh nhân trong thời gian dài điều trị Sản phẩm này hỗ trợ giảm áp lực, góp phần quan trọng trong quá trình điều trị và phục hồi sau phẫu thuật.

Tổng quang về xi lanh điện

- Xi lanh điện: Còn được gọi là piston điện, ben điện được dùng để tạo chuyển động dạng tuyến tính Người dùng chỉ cần cung cấp đủ điện áp vào xi lanh là xi lanh có thể chuyển đổi điện năng thành lượng cơ học

- Cấu tạo của xi lanh điện :

+ Động cơ điện: Được sử dụng để tạo ra lực đẩy và kéo trong xi lanh điện Biến điện năng được cung cấp và chuyển nó thành năng lượng cơ học

+ Trục vít me-đai ốc: Trục vít me và đai ốc giúp biến đổi chuyển động xoay tròn thành chuyển động tịnh tiến

+ Dẫn hướng: Cơ cấu dẫn hướng giúp đai ốc không bị xoay khi trục vít me quay tròn

+ Đạn bạc - ổ bi chịu lực: Dùng để chịu lực khi vít me chịu tải, giữ cho chuyển động vít me trở nên êm ái

+ Vòng đệm chống bụi, chống dầu: Giúp ngăn chặn bụi bẩn, chặn dầu chảy ra từ các rãnh hở của xi lanh thủy lực

+ Cảm biến và bộ điều khiển: Xi lanh điện thường được đi kèm với bộ cảm biến và bộ điều khiển Cảm biến dùng để cảm biến vị trí xi lanh khí nén Được dùng để điều khiển hành trình của xi lanh điện theo yêu cầu của hệ thống điều khiển tự động

- Xi lanh điện được dùng nhiều trong: Ngành y tế, máy móc công nghiệp, tự động hóa, robot công nghiệm, hệ thống cửa tự động.v…v Chúng giúp con người có thể giảm thiểu sức lực trong công việc [13]

Hình 3.7: Cấu tạo bên trong của xi lanh điện

Tổng quan bộ điều khiển không dây

- Bộ điều khiển không dây là thiết bị linh hoạt và dễ dàng sử dụng mà không cần kết nối vật lý bằng cáp Cho phép người dùng có thể điều khiển thiết bị từ xa ở bất kì nơi nào trong không gian Bộ điều khiển không dây thưởng sử dụng công nghệ không dây như: Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi, Z-wave v…v

- Bộ điều khiển không dây có thể sử dụng trong nhiều lĩnh vực và ứng dụng khác nhau gồm:

+ Điều kiển từ xa trong ngành điện tử gia dụng: Bộ điều khiển không dây đùng để điểu khiển sử dụng thiết bị điện tử như: TV, đầu đĩa, máy điều hòa, quạt và các thiết bị điện tử khác

+ Gần dây các tay cầm từ xa dùng cho trò chơi điện tử cũng được dùng ứng dụng công nghệ không dây

+ Các đồ chơi điện tử như: Robot điều khiển hoặc xe điều khiển, máy bay không người lái v…v cũng được áp dụng công nghệ không dây

+ Hệ thống ăn ninh: Bộ điều khiển từ xa được sử dụng để kiểm tra quản lý các thiết bị hoặc hệ thống giám sát, cảm biến của tự động

+ Ứng dụng trong công nghiệp: Điều khiển các máy móc thiết bị trong công nghiệp giúp cho phép người sử dụng có thể di chuyển tự do, đạt hiệu quả cao trong công việc, An toàn khi vận hành máy

- Sử dụng bộ điều khiển từ xa mang tại sự thuận tiện và linh hoạt trong việc điều khiển các thiết bị tương thích với các thiết bị từ xa, mà không có hạn chế về khoảng cách như các thiết bị có dây khác [14].

Nguồn điện

- Nguồn Acquy (tên tiếng anh là battery, tiếng pháp là accumulateurs) được thiết kế trở thành một nguồn điện dự phòng với mục đích đảm bảo nguồn điện không bị gián đoạn khi xảy ra sự cố mất điện Ngoài ra nó còn cung cấp điện cho các thiết bị điện tử hoặc hệ thống điện khác Đây là một số thông tin cơ bản về nguồn Acquy:

- Cấu hình: Mỗi ắc quy đều có hai điện cực, điện cực dương ký hiệu (+) hoặc R thường có màu đỏ và điện cực âm ký hiệu (-) hoặc L thường có ký hiệu màu đen Được ngâm trong dung dịch axit sulfuric (H2SO4 loãng) Các đung dịch và điện cực được cách ly bằng tấm ngăn có độ xốp cao

Nguyên lý nạp và phóng điện của bình acquy liên quan đến quá trình cung cấp dòng điện cho thiết bị tiêu thụ, dẫn đến phản ứng hóa học giữa điện cực và axit Khi nạp điện, nguồn điện từ bên ngoài được đưa vào bình để phục hồi axit và khôi phục năng lượng đã lưu trữ trong acquy.

- Có nhiều loại acquy như: Acquy kiềm, Acquy axit (ắc quy axit-chì), Acquy pin Lithium, Acquy ni-đê-mi (niken-cadm)

- Bộ sạc điện Acquy (Battery Charger) là thiết bị dùng để cung cấp điện cho bình acquy

Bộ sạc điện chuyển đổi nguồn điện AC từ mạng lưới thành nguồn DC cho mạch điện nội, nhằm cung cấp dòng điện phù hợp cho acquy.

- Các thông tin cơ bản về bộ sạc điện acquy:

Khi chọn bộ sạc điện cho acquy, điều quan trọng là xác định loại acquy bạn đang sử dụng, chẳng hạn như acquy kiềm, acquy axit chì, acquy pin Lithium hoặc acquy niken cadmium Mỗi loại acquy yêu cầu dòng nạp khác nhau, vì vậy hãy đảm bảo bộ nạp của bạn tương thích với loại acquy đó để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Bộ sạc acquy hiện đại được trang bị tính năng bảo vệ tự động, giúp nhận diện mức điện trong bình và điều chỉnh dòng sạc cho phù hợp Khi bình acquy đã đầy, bộ sạc sẽ tự ngắt điện, đảm bảo an toàn cho người sử dụng Ngoài ra, thiết bị còn bảo vệ acquy khỏi các tình trạng nguy hiểm như quá nhiệt, quá dòng và ngắn mạch.

+ Một số bộ sạc điện acquy có thêm đèn LED hoặc màn hình hiển thị để cung cấp thông tin quá trình sạc hoặc trạng thái của acquy cùng với thông báo, cảnh báo cho người sử dụng [ 16]

Động cơ ĐC

- Động cơ DC (Direct Current Motors) là động cơ một chiều với khả năng quay liên tục Động cơ DC khi được cung cấp năng lượng máy sẽ chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học

- Cấu tạo của động cơ DC:

+ Stator: Là thành phần đứng yên, không chuyển động của máy quay giúp hỗ trợ bảo vệ động cơ

+ Rotor: Là phần quay của máy có trong động cơ điện và máy phát điện Rotor hoạt động là nhờ lực tương tác giữa các cuộn dây với từ trường điện tích, tạo ra momen xoắn quay quanh trục của nó

+Trục động cơ DC: Là thanh kim loại dài xuyên qua tâm động cơ được gắn chặt với rotor Có tác dụng cố định rotor, truyền chuyển động quay của rotor ra ngoài

Thiết bị đầu cuối bao gồm các thành phần như cổ góp, vỏ động cơ và dây dẫn, được thiết kế nhằm bảo vệ các chi tiết bên trong động cơ khỏi tác động của môi trường bên ngoài Ngoài ra, các bộ phận này còn giúp điều khiển chiều quay của động cơ DC một cách hiệu quả.

+ Nam châm: Còn được gọi là nam châm vĩnh cửu là các lá nam châm hình trụ tròn được ghép với nhau tạo thành rotor hoặc stator

Cuộn dây được quấn quanh rotor nhằm tạo ra từ trường mạnh mẽ Số lượng cuộn dây càng nhiều trên rotor thì vòng quay của nó sẽ hoạt động mượt mà hơn.

Bàn chải (chổi than) được làm từ vật liệu hợp kim với cacbon, thường được sử dụng trong các động cơ có rotor chế tạo từ nam châm vĩnh cửu Tuy nhiên, nếu động cơ có chổi than, việc bảo dưỡng thường xuyên là cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động.

Bộ chuyển đổi, được cấu tạo từ các tấm đồng nhỏ gắn trên trục xoay, có chức năng điều chỉnh dòng điện cung cấp cho các cuộn dây, từ đó thay đổi tốc độ và chiều quay của động cơ.

Hình 3.11: Động cơ điện DC

Bánh xe y tế

Bánh xe là thành phần thiết yếu trong các thiết bị di chuyển linh hoạt như xe đẩy và xe kéo, giúp vận chuyển đồ vật nặng một cách dễ dàng và thuận tiện.

- Tổng quan về bánh xe:

Bánh xe được chế tạo từ cao su chất lượng cao, mang lại khả năng bám đường tốt, chống rung và triệt tiêu tiếng ồn hiệu quả Thiết kế trục kết nối linh hoạt giúp bánh xe di chuyển và quay một cách tự do, giảm ma sát và nâng cao hiệu suất sử dụng.

Bánh xe đẩy có nhiều loại khác nhau phục vụ cho các mục đích đa dạng, bao gồm bánh xe không xoay, bánh xe xoay 360 độ, bánh xe có hệ thống phanh, bánh xe chịu tải cao và bánh xe chuyên dụng trong công nghiệp.

+ Bánh xe đẩy được làm từ các loại vật liệu khác nhau như: Nhựa, cao su, gỗ

Khung xe thường được làm từ các vật liệu kim loại như sắt, nhôm và inox, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng loại xe Việc lựa chọn vật liệu khung xe cần cân nhắc đến khả năng chịu tải, độ bền, khả năng chống mài mòn và trọng lượng.

Nghiên cứu nguyên nhân gây bị liệt 2 chi dưới

Lao cột sống là tình trạng nhiễm trùng do vi khuẩn tấn công cột sống hoặc đĩa đệm, dẫn đến sự sinh sản liên tục của vi khuẩn và ăn mòn thân đốt sống, gây ra tình trạng mục và gãy đốt sống Biến chứng của lao cột sống lưng có thể gây liệt hai chi dưới do chèn ép và lưu thông máu kém.

Hình 3.12: Bệnh nhân bị lao cột sống 3.13.2.Bệnh thoát vị đĩa đệm:

+ Do làm việc lao động quá sức hoặc khuân vác vật nặng sai tư thế

+ Do tuổi tác: Nguyên nhân da số các bệnh nhân thường gặp Do đĩa đệm và cột sống bị mất nước, thái hóa xơ cứng

+ Do bị chấn thương vùng lưng

+ Các bệnh lý cột sống như: Gù vẹo cột sống, gai đôi hoặc thoái hóa cột sống,…

+ Do cân nặng cơ thể: Cân nặng càng lớn gánh nặng lên đĩa đệm và cột sống càng cao

Thoát vị đĩa đệm có thể gây chèn ép dây thần kinh, dẫn đến hội chứng chùm đuôi ngựa, tình trạng này có thể gây mất cảm giác hoặc thậm chí liệt hai chi dưới Do đó, cần phải can thiệp y tế ngay lập tức để tránh những biến chứng nghiêm trọng hơn.

Hình 3.13: Thoát vị đĩa đệm chèn ép dây thần kinh

Hình 3.14: Các giai đoạn thoát vị đĩa đệm 3.13.3.Bệnh viêm màng nhện tủy:

Viêm màng nhện là tình trạng viêm và dày lên của màng nhện, gây ra các triệu chứng như đau, tê bì và cảm giác kiến bò Bệnh nhân có thể trải qua yếu cơ, co thắt cơ, đau lưng và cảm giác đau lan xuống mông.

Trong một số trường hợp, bệnh nhân có thể bị chèn ép tủy sống và các rễ thần kinh, dẫn đến bệnh lý tủy thắt lưng và hội chứng chùm đuôi ngựa.

Hội chứng đuôi ngựa (Cauda Equina Syndrome - CES) là tình trạng do chèn ép vào rễ các dây thần kinh chùm đuôi ngựa, ảnh hưởng đến chức năng vận động và cảm giác của hai chi dưới, bàng quang và trực tràng Biến chứng nghiêm trọng của hội chứng này có thể dẫn đến tình trạng đại tiểu tiện không tự chủ và tê liệt vĩnh viễn hai chân.

Hình 3.15: Bệnh nhân mắc viêm màng nhiện tủy 3.13.4.Chấn thương cột sống:

- Chấn thương cột sống là tình trạng cột sống bị tổn thương, ảnh hưởng đến tủy sống hoặc đốt sống

- Nguyên ngân gây chấn thương cột sống:

+ Nguyên nhân thường gặp là tai nạn giao thông

Tai nạn lao động và thể thao có thể xảy ra khi ngã từ trên cao, dẫn đến va chạm mạnh vào các vật cứng Hậu quả của những cú ngã này có thể gây ra các tổn thương nghiêm trọng như xẹp, cong, lún hoặc vỡ đốt sống.

Chấn thương cột sống có thể dẫn đến rối loạn khả năng vận động, rối loạn cảm giác và rối loạn thần kinh thực vật Tình trạng này có thể gây ra liệt hai chi dưới, nghiêm trọng hơn là liệt tứ chi.

Hình 3.16: Chấn thương cột sống 3.13.5.Bệnh xơ cứng teo cơ một bên

Bệnh xơ cứng teo cơ một bên (ALS) là một bệnh thần kinh nghiêm trọng, ảnh hưởng đến các dây thần kinh trong thân não, tủy sống và vỏ não Bệnh chủ yếu gây yếu hoặc tàn phá cơ chi trên, trong khi một số người cũng gặp phải vấn đề tương tự ở cơ chi dưới Ngoài ra, ALS còn gây khó khăn trong việc kiểm soát lời nói và nuốt, có thể dẫn đến khó thở Đáng lưu ý, bệnh này chỉ ảnh hưởng đến khả năng vận động mà không tác động đến trí tuệ, tính cách, sự thông minh hay trí nhớ của người bệnh.

- Nguyên nhân bệnh xơ cứng teo cơ một bên:

Bệnh xơ cứng teo cơ một bên hiện vẫn chưa xác định được nguyên nhân cụ thể, tuy nhiên, nhiều bệnh nhân mắc phải tình trạng này chủ yếu do yếu tố di truyền.

Hình 3.17: So sánh tế bào thần kinh của người bình thường với bệnh nhân ALS 3.14 Tác hại và lợi ích của việc tập đứng:

Mỗi bệnh nhân sau khi mắc bệnh lý hạn chế vận động hoặc suy giảm chức năng sẽ gặp phải nhiều vấn đề Nếu không thực hiện vận động thường xuyên hoặc vận động không đúng cách, tình trạng sức khỏe sẽ ngày càng suy yếu, thậm chí có thể dẫn đến liệt.

Phục hồi chức năng là quá trình tập luyện đa bước nhằm giúp bệnh nhân khôi phục khả năng vận động của các bộ phận cơ thể hoặc cải thiện các chức năng đã bị suy giảm.

Tập luyện hồi phục đóng vai trò quan trọng trong việc giúp bệnh nhân phục hồi khả năng vận động và di chuyển Bên cạnh đó, việc tập đứng còn hỗ trợ cải thiện lưu thông máu, giúp dễ dàng đào thải các chất cặn bã như nước tiểu và phân.

PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Phương án thiết kế 1

- Sử dụng 1 xi lanh điện liên kết với ghế

Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý phương án 1

Nguyên lý hoạt động của xi lanh điện là khi khởi động, nó làm cho cụm đỡ ghế quay cùng với ghế lên góc 90 độ, giúp chuyển đổi từ trạng thái ngồi sang đứng hoặc ngược lại Bên cạnh đó, người dùng có thể điều chỉnh góc nghiêng của ghế để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng sản phẩm.

Phương án thiết kế 2

- Sử dụng 2 xi lanh điện với 2 chức năng khác nhau Bàn máy còn thiết kế thêm cơ cấu đỡ giúp người dùng thoải mái khi đang ở trạng thái đứng

Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý phương án 2

- Khi xi lanh điện (1) khởi dộng làm nâng toàn bộ thân máy (2) giúp điều chỉnh độ cao của ghế (4)

Khi xi lanh điện khởi động, cụm đỡ ghế quay cùng với ghế lên một góc 90 độ, giúp điều chỉnh từ trạng thái ngồi sang đứng hoặc ngược lại Bên cạnh đó, góc nghiêng của ghế cũng có thể được điều chỉnh để đạt hiệu quả tối đa của sản phẩm.

Phân tích phương án thiết kế

4.3.1 Ưu nhược điểm phương án thiết kế 1 Ưu điểm:

- Giá thành rẻ do chỉ sử dụng 1 xi lanh điện và không có động cơ

- Dễ dàng lắp ráp hoặc thay thế

- Thiếu sự linh hoạt không điều chỉnh được độ cao ghế ngồi cho phù hợp với mỗi bệnh nhân

- Cần người hỗ trợ đẩy để có di chuyển tới nơi bệnh nhân mong muốn Tốn khá nhiều sức lực

- Ít tính năng giảm hiệu quả sử dụng

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

- Có tích hợp với động cơ giúp dễ dàng di chuyển ở mọi không gian

- Nhiều tính năng thuận tiện cho bệnh nhân

- Dễ dàng thay thế, lắp ráp hoặc sửa chữa

- Tối ưu sức lao động

- Giá thành cao hơn do trang bị thêm xi lanh điện với động cơ

- Tăng khối lượng sản phẩm do có nhiều thiết bị và cơ cấu hơn

- Hạn chế sử dụng trong môi trường có nước

- Bảng 4.1 So sánh 2 phương án

Dễ dàng lắp ráp sửa chữa x x

Chọn phương án thiết kế

Dựa vào bảng so sánh các phương án, ta nhận thấy mỗi phương án có nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm khác nhau, nhưng đều có cơ cấu đẩy giúp chuyển bệnh nhân từ ngồi sang đứng hoặc ngược lại Phương án 1 có thiết kế đơn giản, dễ gia công, nhưng gặp khó khăn khi đưa ra thị trường do tính linh hoạt và tính năng hạn chế Ngược lại, phương án 2 sử dụng xi lanh điện, tăng độ linh hoạt và khắc phục nhược điểm của phương án 1 Vì vậy, phương án 2 là lựa chọn thích hợp hơn.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Thiết kế phần đế máy

Đế máy là bộ phận quan trọng kết nối bánh xe với xi lanh điện, giúp điều chỉnh độ cao của ghế Nó có tác dụng chịu tải toàn bộ trọng lượng của các cơ cấu trên Dưới đây là thiết kế 3D của đế máy.

Hình 5.1: Thiết kế 3D đế máy

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.2: Thiết kế 2D đế máy

5.1.1 Thiết kế thanh đỡ thân máy

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.3: Thiết kế 3D thanh đỡ thân máy

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.4: Thiết kế 2D thanh đỡ thân máy

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.5: Thiết kế 3D thân máy

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.6: Thiết kế 2D thân máy

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.7: Thiết kế 3D bạc thau 10

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.8: Thiết kế 2D bạc thau 10

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.9: Thiết kế 3D bạc thau 16

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.10: Thiết kế 2D bạc thau 16

5.1.5 Thiết kế thanh đỡ bàn 1

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.11: Thiết kế 3D thanh đỡ bàn 1

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.12: Thiết kế 2D thanh đỡ bàn 1

5.1.6 Thiết kế thanh đỡ bàn 2

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.13: Thiết kế 3D thanh đỡ bàn 2

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.14: Thiết kế 2D thanh đỡ bàn 2

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

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.15: Thiết kế 3D thanh liên kế đỡ bàn với cụm đỡ ghế

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.16: Thiết kế 2D thanh liên kế đỡ bàn với cụm đỡ ghế

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.17: Thiết kế 3D bạc thau 14

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.18: Thiết kế 2D bạc thau 14

Thiết kế cụm đỡ ghế

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.19: Thiết kế 3D cụm đỡ ghế

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.20: Thiết kế 2D cụm đỡ ghế

Thiết kế ghế ngồi

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.21: Thiết kế 3D ghế ngồi

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.22: Thiết kế 2D ghế ngồi

5.3.1 Thiết kế bạc thau không vai 10

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.23: Thiết kế 3D bạc thau không vai 10

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.24: Thiết kế 2D bạc thau không vai 10

Thiết kế pass đỡ bàn

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.25: Thiết kế 3D pass đỡ bàn

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.26: Thiết kế 2D pass đỡ bàn

5.4.1 Thiết kế tấm dưới bàn

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.27: Thiết kế 3D tấm dưới bàn

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.28: Thiết kế 2D tấm dưới bàn

5.4.2 Thiết kế cụm giữ tay nắm

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.29: Thiết kế 3D cụm giữ tay nắm

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.30: Thiết kế 2D cụm giữ tay nắm

5.4.3 Thiết kế pass giữ tay nắm

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.31: Thiết kế 3D pass giữ tay nắm

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.32: Thiết kế 2D pass giữ tay nắm

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.33: Thiết kế 3D tay nắm

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.34: Thiết kế 2D tay nắm

- Dưới đây là thiết kế 3D

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.37: Thiết kế 3D đệm đỡ

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.38: Thiết kế 2D đệm đỡ

Thiết kế khung căn chỉnh đệm đầu gối

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.39: Thiết kế 3D khung căn chỉnh đệm đầu gối

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.40: Thiết kế 2D khung căn chỉnh đệm đầu gối

5.5.1 Thiết kế bộ nẹp đệm đầu gối

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.41: Thiết kế 3D bộ nẹp đệm đầu gối

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.42: Thiết kế 2D bộ nẹp đệm đầu gối

5.5.2 Thiết kế pass đỡ đệm đầu gối

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.43: Thiết kế 3D pass đỡ đệm đầu gối

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.44: Thiết kế 2D pass đỡ đệm đầu gối

5.5.3 Thiết kế thanh đầu gối

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.45: Thiết kế 3D thanh đầu gối

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.46: Thiết kế 2D thanh đầu gối

5.5.4 Thiết kế đệm đầu gối

- Dưới đây là thiết kế 3D

Hình 5.47: Thiết kế 3D đệm đầu gối

- Từ phần thiết kế 3D trên ta được bản vẽ 2D dưới đây

Hình 5.48: Thiết kế 2D đệm đầu gối

Kiểm nghiệm ứng suất khi có bệnh nhân ngồi trên ghế

Hình 5.49: Kết quả ứng suất ghế ngồi

Theo hình 5.48, ứng suất Von-Mises lớn nhất là 84.58 Mpa, thấp hơn ứng suất giới hạn chảy của vật liệu nhôm là 245 Mpa Do đó, kết cấu đáp ứng yêu cầu về độ bền.

Hình 5.50: Kết quả chuyển vị ghế ngồi

Độ chuyển vị lớn nhất của cơ cấu nâng đỡ là 2,856mm, nhỏ hơn yêu cầu 3mm, cho thấy kết cấu đạt tiêu chuẩn về độ bền.

Chọn kiểm và nghiệm tải bánh xe

Hình 5.51: Khối lượng của ghế nâng hạ

- Khối lượng của ghế nâng hạ là khi chế tạo thực tế là 39kg, khối lượng tối đa người ngồi trên ghế là 80kg Vậy khối lượng tổng là: 39 + 80 = 119

- Do đó cần tìm loại bánh xe có tải trọng hơn 4 bánh mỗi bánh hơn 30kg

Bánh xe nhỏ gọn với giá thành hợp lý và khả năng chịu tải tốt giúp tăng độ bền cho sản phẩm Bánh trước được lắp vào động cơ giảm tốc, cho phép bệnh nhân tự di chuyển linh hoạt trong mọi không gian thông qua hệ thống điều khiển.

- Đường kính bánh xe 200mm

Hình 5.52: Bánh trước 200mm Bánh sau:

- Phân loại: cọc ren xoay 360

- Chất liệu: càng thép chịu lực, bánh được làm bằng cao su đặc

- Đường kính bánh xe: 75mm

Hình 5.53: Bánh xe 75mm cao su đặc

Chọn kiểm nghiệm động cơ

- Ta có trọng lượng tối đa của thiết bị được tính ở (hình: 5.51) là 39kg

- Trọng lượng tối đa của người ngồi là 100kg

 Chọn động cơ điện MY1016Z có thông số 75 r/min - 24V - 250W có phanh điện từ của công ty Linh Kiện Điện Tử Thủ Đức [25]

Hình 5.54: Động cơ điện MY1016Z

+Động cơ giảm tốc 24V-250W MY1016Z có giảm tốc xe điện có thông số kỹ thuật: [26]

- Tải trọng cho xe điện từ 80 – 120kg (cả người và xe)

- Có hệ thống khóa cơ tay và khóa điện từ, đảm bảo an toàn không bị trôi khi lên hoặc xuống dốc

- Tốc độ tối đa là : 6 (km/h)

5.8.1 Tính toán chọn xi lanh điện

- Xi lanh điện nâng thiết bị và người ngồi

Hình 5.55: Phân tích nâng thiết bị và người ngồi

Cho lực tác dụng gồm khối lượng của máy 20kg = 200N và người ngồi 80kg = 800N

 P1 = 200+800 00 (N) Xét phương trình cân bằng lực theo phương Y

 𝑃 2 = 1019 (𝑁) Để xi lanh điện có thể nâng được thiết bị và người ngồi thì:

Ta chọn hệ số an toàn k = 2

- Vậy ta chọn xi lanh điện loại:

P: 3000N Hành trình: 150 mm Tốc độ: 10mm/s

Động cơ thứ nhất hỗ trợ hầu hết các bộ phận của thân trên máy, có khả năng chịu tải tối đa 120kg và được trang bị xi lanh hành trình 150mm với lực tác động 3000N từ công ty Koresu.

Hình 5.56: Xi lanh điện 150mm – 3000N

- Xi lanh điện nâng ghế ngồi

Hình 5.57: Phân tích lực nâng ghế ngồi

Cho lực tác dụng người ngồi 80kg = 800N

Ta có momen quay tại điểm O: Mo = 𝑃 2 𝑥 2

Xét phương trình moment lực là:

Ta chọn hệ số an toàn k = 2 Để xi lanh điện có thể nâng được thiết bị và người ngồi thì:

- Vậy ta chọn xi lanh điện loại:

P: 6000N Hành trình: 150 mm Tốc độ: 10mm/s

- Động cơ thứ hai, chịu tác dụng của người ngồi tối đa 80kg kèm với khối lượng của ghế

Chọn động cơ xi lanh điện hành trình 150 - 6000N của công ty Koresu [27]

Hình 5.58: Xi lanh điện 150mm – 6000N 5.8.2 Kiểm nghiệm độ bền của chốt

- Ta có lực lớn nhất tại điểm A ( được tính ở hình 5.57 ) là P = 4978 (N)

Hình 5.59: Sơ đồ phân tích cân bằng nội lực và ngoại lực

- Ứng suất cắt phát sinh trên bề mặt bulong là [V]:

Trong đó: P = 4978 (N) d = 10 (mm) là đường kính bulong

𝜏 là ứng suất cắt N/mm 2

Hình 5.60: Bảng tra độ bền bulong[28]

- Từ (hình 5.60) ta chọn bulong M10 cấp bền 12.9 có giới hạn bền là 1220 Mpa

Mà 1220 Mpa > 31,7 Mpa => thõa mãn độ bền

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

5.9.1 Bộ điều khiển động cơ

Hình 5.61: Bộ điều khiển động cơ [29]

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

Hình 5.62: Sơ đồ đấu dây xi lanh điện và bộ điều khiển

Những thành phần của bộ điều khiển

- Mạch điềukhiển RF 43Mhz 12VDC của N9 Shop [30]

Hình 5.64: Mạch điều khiển RF 433Mhz

- Remote điều khiển 4 kênh 433MHz của N9 Shop [31]

Hình 5.65: Remote điều khiển 4 kênh 433Mhz

CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP

Chế tạo cơ khí

- Chế tạo bằng phương pháp: Phay, cắt dây, hàn TIG

Hình 6.2: Hàn TIG đế máy 6.1.2 Chế tạo bạc thau

- Chế tạo bằng phương pháp: Tiện

- Chế tạo bằng phương pháp: Phay, cắt đây, khoan, taro, hàn TIG

Hình 6.4: Thân máy 6.1.4 Chế tạo cụm đỡ ghế

- Chế tạo bằng phương pháp: Phay, cắt dây, khoan

6.1.5 Chế tạo cụm nâng hạ thân máy

- Chế tạo bằng phương pháp: Tiện, phay, khoan, cắt dây, mài, hàn TIG

Hình 6.6: Thanh đỡ thân máy 6.1.6 Chế tạo thanh nâng hạ bàn

- Chế tạo bằng phương pháp: Cắt dây, phay, khoan

Hình 6.7: Thanh nâng hạ bàn

6.1.7 Chế tạo pass đỡ bàn

- Chế tạo bằng phương pháp: Cắt dây, phay, khoan, taro, hàn TIG

6.1.8 Chế tạo tấm đỡ bàn

- Chế tạo bằng phương pháp: Cắt dây, phay, khoan, taro

- Chế tạo bằng phương pháp: Cắt laser, khoan

Hình 6.10: Bàn 6.1.10 Chế tạo tay nắm

- Chế tạo bằng phương pháp: Cắt, hàn

6.1.11 Chế tạo cụm đỡ tay mắm

- Chế tạo bằng phương pháp: Cắt dây, khoan lỗ, taro

Hình 6.12: Cụm đỡ tay nắm 6.1.12 Chế tạo trục đỡ

- Chế tạo bằng phương pháp: Cắt dây, tiện, hàn TIG

Hình 6.13: Trụ đỡ 6.1.13 Chế tạo cụm đỡ đệm đầu gối

- Chế tạo bằng phương pháp: Cắt dây, khoan lỗ, taro

Hình 6.14: Cụm đỡ đệm đầu gối 6.1.14 Chế tạo ghế

- Vật liệu: Nhôm, da tổng hợp, mút xốp

- Chế tạo bằng phương pháp: Phay, cắt dây, khoan, hàn TIG

6.1.15 Chế tạo khung căn chỉnh

- Chế tạo bằng phương pháp: Phay, khoan,

6.1.16 Chế tạo pass đỡ đệm đầu gối

- Chế tạo bằng phương pháp: Phay, cắt dây, khoan, hàn TIG

Hình 6.16: Pass đỡ đệm đầu gối

6.1.17 Chế tạo đệm đầu gối

- Vật liệu: Nhôm, da tổng hợp, mút xốp

- Chế tạo bằng phương pháp: Cắt , phay, khoan lỗ

Hình 6.17: Đệm đầu gối 6.1.18 Chế tạo đệm đỡ ngực

- Vật liệu: Nika, da tổng hợp, mút xốp

- Chế tạo bằng phương pháp: Cắt, phay, khoan lỗ

Lắp ráp

Bước 1: Lắp động cơ, bánh xe siết đai ốc vào đế máy

Bước 2: Lắp thanh đỡ thân máy, thân máy và siết chặt các đai ốc để cố định máy

Hình 6.20: Lắp thanh đỡ thân máy và thân máy

Bước 3: Lắp bộ ghế và siết chặt các đai ốc

Bước 4: Lắp xi lanh số 1 vào máy

Hình 6.22: Lắp xi lanh số 1

Bước 5: Lắp xi lanh số 2 vào máy

Hình 6.23: Lắp xi lanh số 2

Bước 6: Lắp khung căn chỉnh đệm đầu gối

Hình 6.24: Lắp khung căn chỉnh đệm đầu gối

Bước 7: Lắp bộ đệm đầu gối

Hình 6.25: Lắp bộ đệm đầu gối

Bước 8: Lắp thanh đỡ bàn với trụ đỡ và siết chặt các đai ốc

Hình 6.26: Lắp thanh đỡ bàn với trụ đỡ

Bước 9: Lắp pass đỡ bàn và siết chặt các đai ốc

Hình 6.27: Lắp pass đỡ bàn

Bước 10: Lắp cụm đỡ tay nắm

Hình 6.28: Lắp cụm đỡ tay nắm

Bước 13: Lắp và điều chỉnh đệm đỡ ngực

Hình 6.31: Lắp đệm đỡ ngực

Bước 14: Lắp hộp điện và siết chặt và cố định các đai ốc

Vận hành

- Ghế hoạt động theo 2 cơ cấu: Nâng hạ độ cao của ghế và chuyển trạng thái ngồi sang đứng và ngược lại

- Bước 1: Dùng điều khiển từ xa sử dụng xi lanh điện số 1, để điều chỉnh độ cao ghế ngồi sao cho phù hợp với bệnh nhân

Hình 6.33: Sử dụng xi lanh điện số 1 điều chỉnh độ cao ghế

Bước 2: Đưa bệnh nhân vào vị trí ghế ngồi

Hình 6.34: Đưa bệnh nhân vào vị trí ghế ngồi

Bước 3: Điều chỉnh đệm đầu gối sao cho phù hợp với bệnh nhân

Hình 6.35: Điều chỉnh đệm đầu gối

Bước 4: Bệnh nhân sử dụng điều khiển từ xa sử dụng xi lanh điện số 2 để chuyển từ trạng thái ngồi sang trạng thái đứng hoặc ngược lại

Hình 6.36: Sử dụng xi lanh điện số 2

Bước 5: Điều chỉnh độ dài đệm đỡ ngực sao cho phù hợp với bệnh nhân

Hình 6.37: Điều chỉnh đệm đỡ ngực

Ngày đăng: 20/12/2024, 15:35

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w