Báo cáo nghiên cứu Thiết kế và thi công giường đa chức năng

Chiếc giường này đảm bảo đầy đủ các tính năng nhưng vẫn còn có khuyết điểm: bề rộng của chiếc giường đến 1m2 nên việc di chuyển qua các cánh cửa hẹp rất khó khăn, cơ cấu nâng hạ không êm

MỤC LỤC

Chương 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Lịch sử nghiên cứu 2

1.3 Mục tiêu chọn đề tài 4

1.4 Nội dung nghiên cứu 4

1.5 Giới hạn đề tài 4

1.6 Ý nghĩa thực tiễn 5

Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết 6

2.1 Động cơ điện một chiều 6

2.2 Tính toán lựa chọn động cơ điện 9

2.3 Các loại nút nhấn 12

2.4 Đèn báo 13

2.5 Công tắc hành trình 14

2.6 Ắc quy 14

2.7 Hệ truyền động 17

2.8 Vitme 18

2.9Vi xử lý AVR 19

Chương 3: Thiết Kế Và Thi Công 22

3.1 Thiết kế cơ khí 22

3.1.1 Khung giường 22

3.1.2 Vật liệu làm khung 23

3.2 Thiết kế khung 23

3.2.1 Phần lưng tựa 24

3.2.2 Phần chỗ ngồi 24

3.2.3 Phần để chân 25

3.2.4 Thi công hoàn thiện 25

3.3 Thiết kế cơ khí nâng hạ 26

3.4 Tính toán lựa chọn công suất động cơ 27

3.4.1 Tính toán lựa chọn công suất 2 động cơ chính 27

3.4.2 Tính toán lựa chọn 2 động cơ nâng phần để tay 29

3.4.2 Tính toán lựa chọn 2 động cơ nâng phần chống phía trước 29

3.5 Tính toán lựa chọn dung lượng ắc quy 30

3.6 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 30

3.7 Phần điện 32

3.7.1Bộ điều khiển trung tâm 32

3.7.2 Bộ điều khiển đảo chiều 32

3.8 Các chức năng của giường 33

3.8.1 Chức năng chuông gọi người 33

3.8.2 Chức năng massage 33

3.8.2 Chức năng Radio thư giãn 33

Chương 4: Kết Luận Và Hướng Phát Triển Của Đề Tài 35

4.1 Kết luận 35

4.2 Tính mới 35

4.3 Tính sáng tạo 35

4.4 Khả năng áp dụng 35

4.5 Tính hiệu quả 35

4.6 Mức độ triển khai 35

4.7 Hướng phát triển của đề tài 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 36

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Khảo sát trong bệnh viện 1

Hình 1.2 Ông Phương (bên trái ) với chiếc giường đa năng của mình 2

Hình 1.3 Giường bệnh DCN-09 3

Hình 1.4 Ông Hà Trọng Dũng và sản phẩm ghế giường đa năng 3

Hình 2.1 Động cơ DC 6

Hình 2.2 Cấu tạo cơ bản động cơ DC 6

Hình 2.3 Nắp động cơ 7

Hình 2.4 Bạc đạn 7

Hình 2.5 Cực từ 8

Hình 2.6 Phần ứng 8

Hình 2.7 Chổi than và vành góp 9

Hình 2.8 Các loại nút nhấn 13

Hình 2.9 Các loại đèn báo 13

Hình 2.10 Công tắc hành trình 14

Hình 2.11 Cấu tạo bình ắc quy 15

Hình 2.12 Bánh răng 18

Hình 2.13 Vitme 18

Hình 2.14 Vi điều khiển AVR 19

Hình 2.15 Sơ đồ chân Atmega64 20

Hình 3.1 Chiếc giường 22

Hình 3.2 Chiếc xe lăn 22

Hình 3.3 Nguyên liệu inox 22

Hình 3.4 Lưng tựa 24

Hình 3.5 Chỗ ngồi 24

Hình 3.6 Chỗ để chân 25

Hình 3.7 Khung xe lăn 25

Hình 3.8 Khung chiếc giường 25

Hình 3.9 Động cơ vitme 27

Hình 3.10 Cánh tay đòn 27

Hình 3.11 Đo lực phần để tay 22

Hình 3.12 Đo lực phần chống phía trước 22

Hình 3.13 Sơ đồ khối điều khiển hệ thống 22

Hình 3.14 Tay game điều khiển 31

Hình 3.15 Bo chủ AVR 32

Hình 3.16 Sơ đồ nguyên lý 22

Hình 3.17 Bo đảo chiều 32

Hình 3.18 Chuông báo động 33

Hình 3.19 Nệm massage 33

Hình 3.20 Radio thư giãn 34

Hình 3.21 Sản phẩm khi hoàn thiện 34

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ 10 Bảng 2.2 Tỉ số truyền nên dùng cho các bộ truyền trong hệ 11 Bảng 2.3 Tham khảo công suất một số thiết bị thông dụng trong gia đình và văn phòng 17

Chương 1 GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề

Trong những lần khảo sát trong bệnh viện, việc chăm sóc bệnh nhân ngày càng vất vả, những bệnh nhân bị tai biến mạch máu não, gãy chân, phụ sản sau khi sanh, nhất là sanh mổ…, họ không thể tự đi lại được

Hình 1.1 Khảo sát trong bệnh viện

Việc di chuyển bệnh nhân từ giường cố định sang giường di động để đưa họ sang từng khu khám bệnh gặp nhiều khó khăn Vì những bệnh nhân này không thể

tự mình di chuyển từ giường cố định sang giường di động, mà cần phải có người nhà giúp đỡ Và trong khi nhấc người lên để di chuyển thì làm cho người bệnh rất đau đớn nhất là những phụ sản vừa mới sinh mổ xong Khi phải tự nhấc người di chuyển thì động tới vết thương hoặc vết mổ Chính vì thế, nhóm nghiên cứu đã nảy

ra một ý định là thiết kế một chiếc giường đa năng với đầy đủ tiện nghi Bình thường nó sẽ là một chiếc giường, nhưng khi cần nó sẽ chuyển thành một chiếc xe

lăn chỉ thông qua một nút nhấn Với tính năng như vậy sẽ giúp cho bệnh nhân giảm bớt đau khi không cần phải di chuyển từ giường cố định sang giường di động hoặc

từ giường cố định sang xe lăn Với kích thước nhỏ gọn, nó sẽ dễ dàng di chuyển trong bệnh viện

1.2 Lịch sử nghiên cứu

Hiện nay ở nước ta có khá nhiều người nghiên cứu về chiếc giường đa chức năng Điển hình như ông Lê Văn Phương [5] (thôn Mậu Lâm, phường Khai Quang, thị xã Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc) là một trong những người chế tạo ra chiếc giường

đa năng này

Hình 1.2 Ông Phương (bên trái) với chiếc giường đa năng của mình

Chiếc giường này giống như chiếc ghế tựa cỡ lớn, rộng 1.2m, có thể di chuyển trên các bánh xe, cuối giường có đặt tấm gỗ ngang tạo thành bàn ăn khá tiện lợi Bình thường nhìn nó là một chiếc ghế tựa, khi cần ta ra phía sau gạt phanh hãm, phần tựa lưng từ từ ngã xuống, phần đế chân cũng nâng dần lên thành chiếc giường dài gần 2m

Chiếc giường này đảm bảo đầy đủ các tính năng nhưng vẫn còn có khuyết điểm: bề rộng của chiếc giường đến 1m2 nên việc di chuyển qua các cánh cửa hẹp rất khó khăn, cơ cấu nâng hạ không êm có thể gây cảm giác khó chịu cho người bệnh …

Ngoài ra Công Ty TNHH TM & SX Ngân Hoàng 6 [6] cũng đã chế tạo ra nhiều chiếc giường đa chức năng phục vụ cho người bệnh

Ví dụ như là “ Giường điện đa chức năng DCN-09”

Hình 1.3 Giường bệnh DCN-09

Chiếc giường DCN-09 này trông khá là đẹp mắt, bình thường nó là một chiếc giường thông thường nhưng khi cần nó có thể dựng thẳng thành ghế ngồi với nhiều chức năng tựa khác nhau, biến giường thành bàn ăn, hoặc giúp bệnh nhân tựa lưng đọc sách ở nhiều vị trí thoải mái Với những tính năng vượt trội như trên, thì chiếc giường DCN-09 vẫn có một số khuyết điểm nhất định đó là: việc di chuyển bệnh nhân từ giường qua xe lăn gặp nhiều khó khăn, với kích thước như vậy, thì việc di chuyển chiếc giường đi ra cũng gặp nhiều bất tiện

Với quan niệm chìa khóa cuộc sống không phải tiền nhiều hay ít, mà là khả năng tự vận động để tạo ra sự sống, một kỹ sư cao tuổi [7] ở Hà Nội đã tạo ra chiếc ghế-giường giúp người già chống chọi bệnh tật

Hình 1.4 Ông Hà Trọng Dũng và sản phẩm ghế giường đa năng

Năm 2005, kỹ sư Hà Trọng Dũng mới bắt đầu thực hiện ý tưởng tạo sản phẩm chiếc ghế giường đa năng hỗ trợ cho đối tượng ưu tiên là người già bị liệt do tai biến mạch máu não, đột quỵ, liệt nửa người, người khó khăn trong sinh hoạt

Thiết bị còn hỗ trợ khả năng luyện tập phục hồi các khớp Với những tính năng vượt trội nói trên thì chiếc giường này vẫn còn có một số hạn chế: là bệnh nhân không thể tự mình nâng hạ phần tựa lưng và phần chân, mà cần phải có người hỗ trợ

Ở nước ngoài hiện nay cũng có khá nhiều nước nghiên cứu về vấn đề này, một số nước đã chế tạo được những chiếc giường như mong đợi Tại Nhật Bản đã chế tạo thành công chiếc giường đa năng có tên là “The Panasonic Robobed” điều khiển bằng giọng nói Điều hạn chế ở đây là chi phí của chiếc giường này khá cao, giá bán của nó có thể lên đến hàng nghìn đô la

1.3 Mục tiêu chọn đề tài

Dựa trên những tìm hiểu và những phân tích ưu, nhược điểm về những sản phẩm của những nhóm nghiên cứu trước, nhóm nghiên cứu quyết định thiết kế một chiếc giường đảm bảo các tính năng giúp người bệnh được thoải mái, người chăm sóc đỡ vất vả hơn Nhóm em đặt ra mục tiêu khi nghiên cứu như sau:

• Thiết kế và thi công chiếc giường với 2 chức năng chính là giường và xe lăn

• Cơ cấu nâng hạ nhẹ nhàng

• Kích thước gọn gàng, thẩm mỹ

• An toàn và tiện nghi cho người sử dụng

•Giá thành phù hợp với người Việt Nam

1.4 Nội dung nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu những vấn đề sau:

• Cơ cấu nâng hạ

Chương 2

Cơ Sở Lý Thuyết 2.1 Động cơ điện một chiều [8]

Động cơ điện nói chung và động cơ điện một chiều nói riêng là thiết bị điện

từ quay, làm việc theo nguyên lý điện từ, khi đặt vào trong dây dẫn một từ trường

và cho dòng điện chạy quanh dây dẫn thì từ trường sẽ tác dụng một lực từ vào dây dẫn và làm cho dây dẫn chuyển động Động cơ điện biến đổi điện năng thành cơ

năng

Hình 2.1 Động cơ một chiều

 Cấu tạo

Cấu tạo của động cơ một chiều gồm hai phần chính là phần tĩnh (Stator)

và phần động (Rotor) Ngoài ra cấu cấu tạo động cơ một chiều còn có một

số thành phần riêng lẻ, như các chi tiết máy mà ta được thấy dưới đây

Hình 2.2 Cấu tạo cơ bản động cơ một chiều

 Nắp động cơ

Nắp máy dùng để bảo vệ các chi tiết của máy tránh không cho các vật bên ngoài rơi vào trong máy có thể làm hỏng cuộn dây, mạc từ Đồng thời nắp máy để cách ly người sử dụng với bộ phận của máy khi động cơ đang quay, đang có điện Hai nắp có các rãnh để cho gió vào làm mát các bộ phận bên trong

Hình 2.3 Nắp động cơ

 Bạc đạn

Hai bạc đạn được gắn trong hai nắp Dùng để cho phần rotor quay, tránh

ma sát giữa stator và rotor

Hình 2.5 Cực từ

 Phần ứng

Phần ứng quay cố định bên trong vỏ động cơ Phần ứng bao gồm một lõi hình trụ làm bằng các lá thép kỹ thuật điện được gắn trên trục Bề mặt ngoài của lõi

có các rãnh để quấn dây Các đầu dây của phần ứng được hàn vào cổ góp Có thêm

một quạt làm mát được gắn trên trục để làm mát các bộ phận bên trong động cơ

Hình 2.6 Phần ứng

 Chổi than và vành góp

Cơ cấu chổi than để đưa dòng điện từ ngoài vào nếu máy là động cơ và đưa dòng điện ra nếu máy là phát điện Cơ cấu chổi than gồm 2 chổi than làm từ than cacbon thường là hình chữ nhật Hai chổi than được đựng trong hộp chổi than và luôn tỳ lên hai vành góp nhờ 2 lò xo Hộp chổi than có thể thay đổi vị trí được cho phù hợp

Cổ góp dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều Cổ góp gồm nhiều phiến góp bằng đồng ghép lại thành hình trụ tròn sau đó được ép chặt vào trục Các phiến góp được cách điện với nhau bằng các tấm mea đặt ở giữa Đuôi các phiến góp nhô cao để hàn đầu dây cuộn dây phần ứng, mỗi phiến góp có đuôi chỉ hàn một đầu dây và tạo thành các cuộn dây phần ứng nối tiếp nhau

Hình 2.7 Chổi than và vành góp 2.2 Tính toán lựa chọn động cơ điện

Muốn hệ thống truyền động điện tự động làm việc đúng các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế và an toàn, cần chọn đúng động cơ điện Nếu chọn động cơ không phù hợp, công suất động cơ quá lớn, sẽ làm tăng giá thành, giảm hiệu suất truyền động Ngược lại, nếu chọn động cơ có công suất quá nhỏ so với yêu cầu thì động cơ không làm việc được hoặc bị quá tải dẫn đến phát nóng quá nhiệt độ cho phép gây cháy hoặc giảm tuổi thọ động cơ

Các công thức tính toán [1]

Công suất trên trục động cơ được xác định theo công thức:

Pct = Pt/η (2.1) Trong đó Pct – công suất trực tiếp trên trục động cơ, KW ; Pt – công suất tính toán trên trục máy công tác, KW ; η - hiệu suất truyền động

η = η1 η2 η3 (2.2) Với η1, η2, η3 là hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ trong hệ thống dẫn động, chọn theo bảng 2.1

Bảng 2.1 Trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ

0,96 – 0,98 0,95 – 0,97

0,30 – 0,40 0,70 – 0,75 0,75 – 0,82 0,87 – 0,92 0,95 – 0,97 0,90 – 0,96

0,99 - 0,995 0,98 – 0,99

0,93 – 0,95 0,92 – 0,94

0,2 – 0,3

0,90 – 0,93 0,70 – 0,88 0,95 – 0,96

Chú thích: Trị số hiệu suất của các bộ truyền báng răng cho trong bảng ứng với cấp chính xác 8 và 9 Khi dùng bộ truyền kín với cấp chính xác 6 hoặc 7 thì tăng

trị số trong bảng lên 1 – 1.5%

Như vậy muốn xác định công suất động cơ cần biết công suất tính toán Pt Trị

số của Pt và do đó công suất của động cơ được xác định tùy thuộc vào chế độ làm việc của động cơ và tính chất tải trọng

Đối với động cơ làm việc lâu dài, chẳng hạn động cơ kéo máy bơm, quạt gió, máy cắt kim loại, hệ thống dẫn đọng băng tải, tải trọng tác dụng có thể là tải trọng không đổi hoặc thay đổi

Trường hợp tải không đổi : Công suất tính toán là công suất làm việc trên trục

công tác

Pt = Plv (2.3)

Với các hệ thống dẫn động băng tải, xích tải thường được biết trước lực kéo và vận tốc băng tải hoặc xích tải khi đó công suất làm việc được tính theo công thức:

Plv = Fv/1000 (2.4) Trong đó: Plv – công suất trên trục tang quay hoặc đĩa xích, KW ; F – lực kéo băng tải hoặc xích tải, N ; v – vận tốc băng tải hoặc xích tải m/s

Bảng 2.2 Tỉ số truyền nên dùng cho các bộ truyền trong hệ

Loại truyền động Tỉ số truyền nên dùng u Truyền động bánh răng trụ:

(2.5)

Trong đó:

u : Tỷ số truyền : Số vòng quay của trục chủ động : Số vòng quay của trục bị động : Số răng của bánh răng chủ động : Số răng của bánh răng bị động

Tỉ số truyền toàn bộ ut của hệ thống dẫn động được tính theo công thức

Ut = u1.u2.u3 … (2.6)

Trong đó u1,u2,u3 …là tỉ số truyền của từng bộ truyền tham gia vào hệ thống dẫn

động Số vòng quay của trục công tác (trục tang quay hoặc đĩa xích tải)

nlv = 60000v/( π D) (2.7) hoặc nlv = 60000v/( zt ) (2.8)

 V =

(2.9) Trong đó :

V – vận tốc băng tải hoặc xích tải , m/s;

D – đường kính tang quay, mm;

z – số răng dĩa xích tải ;

t – bước xích của xích tải, mm

Từ ut và nlv có thể tính được số vòng quay sơ bộ của động cơ:

nsb = nlv.ut (2.10) Tính momen cản:

Mcản = F * Cánh tay đòn (2.11)

2.3 Các loại nút nhấn

 Nút nhấn switch

Nút nhấn là một loại khí cụ điện để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện

từ khác, các dụng cụ báo hiệu, và cũng để chuyển dổi các mạch điểu khiển

tín hiệu, liên động, bảo vệ…ở mạch điện một chiều điện áp đến 440V và

điện áp xoay chiều điện áp đến 500V, tần số 50 – 60Hz Nút nhấn thường

được khởi động, dừng và đảo chiều quay của động cơ điện bằng cách đóng

và ngắt các mạch cuộn dây contactor, khởi động từ mắc ở mạch động lực của động cơ

Hình 2.9 Các loại đèn báo

điện cho ắc quy, sau đó ắc quy lại có thể phóng điện lại được Ắc quy có thể thực hiện nhiều chu kì phóng nạp nên ta có thể sử dụng lâu dài

Trong thực tế kỹ thuật có nhiều loại ắc quy nhưng phổ biến và thường dùng nhất là : Ắc quy chì – axit, ắc quy kiềm Tuy nhiên ắc quy chì axit trong thực tế sử dụng rộng rãi hơn Ắc quy là một nguồn điện được trữ năng lượng điện dưới dạng hóa, nó cung cấp điện cho các thiết bị điện phục vụ trong công nghiệp cũng như cuộc sống hằng ngày: như cung cấp điện cho động cơ điện, bóng đèn, là nguồn nuôi cho các thiết bị điện tử Ắc quy là một nguồn điện hóa, sức điện động của ắc quy phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo bản cực và chất điện phân, với ắc quy chì axit sức điện động danh định của một ắc quy đơn là 2.1 vôn Muốn tăng khả năng dự trữ năng lượng của ắc quy người ta tăng số lượng cặp bản cực dương âm trong mỗi

ắc quy đơn

Hình 2.11 Cấu tạo bình ắc qui Tính toán công suất kích điện và dung lượng ắc quy [10]

Các bước tính toán lựa chọn

Bước 1: Tính tổng công suất sử dụng thực tế, bạn có thể tham khảo bảng tham khảo công suất của một sô thiết bị thông dụng trong gia đình ở bảng 2.3 Khi mất điện bạn chỉ nên dùng cho những thiết bị thật cần, không nên dùng những thiết bị như khi có điện lưới chẳng hạn dùng quạt thay cho máy lạnh, tắt bớt tủ lạnh hay đồ đun nấu bằng điện Theo kinh nghiệm chung thì cứ thêm mỗi phụ tải 100W chạy liên tục 8h, bạn sẽ phải đầu tư khoảng 50-80$ cho hệ thống

Bước 2: Tính công suất bộ kích điện, nếu thiêt bị sử dụng chỉ gồm toàn những thiêt bị điện tử có dòng khởi động nhỏ như màn hình LCD, máy tính, TV,

đèn, quạt thì công suất của bộ kích điện nên lớn hơn 1,5 lần tổng công suất thực tế tính ở bước 1 Nếu thiết bị có dòng khởi động lớn như máy lạnh, tủ lạnh, máy in Laser, máy bơm thì công suất của Inverter tối thiểu phải gấp 2 lần tổng công suất, nếu số lượng thiết bị loại này nhiều có thể cần gấp 2,5 hoặc 3 lần tổng công suất Bước 3: Xác định thời gian sử dụng hệ thống, tuỳ nhu cầu và thực tế số giờ mất điện trong ngày Tuy nhiên thời gian sử dụng cho thật hợp lý và tiết kiệm bởi vì theo tính toán chung, với tổng phụ tải 1000W, cứ mỗi giờ hoạt động thêm bạn sẽ phải đầu tư khoảng 60$-80$ cho hệ thống

Bước 4: Áp dụng công thức để tính toán bằng một trong các công thức sau:

Tổng Công suất tiêu thụ trong hệ thống (W)

Hiệu điện thế của mạch nạp bình ắc quy (V)

Dung lượng của bình ắc quy (AH)

Thời gian cần có điện của hệ thống (T)

Hệ số năng suất của bộ kích điện (pf): thường là 0,7 hoặc 0,8

Dùng công thức (2.11) để tính dung lượng của ắc quy (AH) nếu xác định được trước thời gian sử dụng của hệ thống T, tổng công suất của Inverter, điện thế của bộ nạp V, pf = 0.7 hoặc 0.8 tùy vào từng loại Inverter

AH = (T * P)/(V * pf) (2.12) Dùng công thức (2.12) để tính thời gian hoạt động T của hệ thống nếu biết tổng dung lượng của ắc quy AH, tổng công suất của Inverter W, điện thế của bộ nạp V, pf = 0.7 hoặc 0.8 tùy vào từng loại Inverter

T = (AH * V * pf)/P (2.13)

Bảng 2.3 Tham khảo công suất một số thiết bị thông dụng trong gia đình và văn phòng

2.7 Hệ truyền động

Cơ cấu bánh răng [2]

Bánh răng là một chi tiết cơ khí thường dùng để truyền lực và truyền chuyển động giữa các bộ phận trong một cỗ máy Bánh răng có độ bền cao và có thể truyền lực đạt hiệu quả tới 90% Cơ cấu truyền động bánh răng thông thường bao gồm hai bánh răng trở lên thường dùng trong các trường hợp sau: Tăng tốc, giảm tốc, thay

đổi hướng chuyển động

Hình 2.12 Bánh răng Phân loại

Bánh vít, trục vít

2.8 Vitme [3]

Giới thiệu vitme bi

Truyền động vitme bi là loại truyền động biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại Khác với truyền động vitme đai ốc ở chỗ có thêm các con lăn là các bi cầu nhờ đó ma sát trong truyền động vitme-bi là ma sát lăn Truyền động vitme bi rất êm

Hình 2.13 Vitme

2.9 Vi xử lý AVR [11]

Giới thiệu chung về AVR

Hình 2.14 Vi điều khiển AVR

Vi điều khiển AVR

AVR là một họ vi điều khiển do hãng Atmel (Hoa Kì) sản xuất AVR là chip

vi điều khiển 8 bits với cấu trúc tập lệnh đơn giản hóa Họ vi điều khiển AVR là họvi điều khiển có cấu trúc hiện đại So với các họ vi điều khiển 8bits khác, AVR

có nhiều tính năng hơn hẳn, đầy đủ về chức năng và rất dễ sử dụng: Gần như chúng

ta không cần mắc thêm bất kỳ linh kiện nào khi sử dụng AVR, thậm chí không cần tạo nguồn xung clock cho chip (thường là các khối dao động như thạch anh)

Thiết bị lập trình (mạch nạp) cho AVR rất dễ làm, có loại chỉ sử dụng vài điện trở là có thể làm được hoặc AVR có thể h trợ lập trình on-chip bằng Bootloader không cần mạch nạp… Bên cạnh lập trình ngôn ngữ máy hay còn gọi là ASM, cấu trúc AVR còn được thiết kế tương thích với ngôn ngữ C Nguồn tài nguyên về tài liệu, source code, các ứng dụng chúng ta có thể tìm kiếm rất nhiều trên internet Một người có thể không cần biết về cấu trúc AVR vẫn có thể lập trình AVR bằng các phần mềm như CodeVisionAVR (C), AVRStudio…Tốc độ xử lý của AVR nhanh hơn các họ vi điều khiển khác từ 4 đến 12 lần, vì vậy mà AVR được xem là dòng vi điều khiển khá mạnh sau vi điều khiển ARM Hầu hết các AVR có các tính năng sau: Có thể sử dụng xung clock lên đến 20MHz, hoặc sử dụng xung clock nội lên đến 8MHz (sai số 3%)

Bộ nhớ chương trình Flash có dung lượng lớn và có thể lập trình lại rất nhiều lần,

có SRAM (Ram tĩnh) lớn và đặc biệt có bộ nhớ lưu trữ lập trình được EEPROM Nhiều ngõ vào ra (I/O PORT) Có timer/counter 8bits, 16 bits và tích hợp với PWM Các bộ chuyển đổi Analog – Digital phân giải 10 bits, nhiều kênh Có chức năng Analog Comparator Giao diện nối tiếp USART (tương thích chuẩn nối tiếp

RS 232) Giao diện nối tiếp Tw –Wire–Serial (tương thích chuẩn I2C) Mater và Slaver Giao diện nối tiếp Serial Peripheral Interface (SPI)

Tìm Hiểu Về Atmega64

Hình 2.15 Sơ đồ chân Atmega64

Atmega 64 là bộ vi xử lý RISC với kiến trúc Harvard thuộc họ AVR được sản xuất bởi công ty ATMEL với những tính năng mạnh mẽ, có 130 lệnh xử lý hầu hết trong một chu kỳ xung nhịp Những đặc điểm và tính năng của Atmega 64 Atmega64 có 64 chân trong đó có 53 chân I/O, điện áp hoạt động: 2,7V - 5,5V với dòng ATmega64L, 4,5V - 5,5V với dòng ATmega64 32x8 thanh ghi thông dụng

và thanh ghi điều khiển Có thể hoạt động lên tới 16 triệu lệnh/1giây (16 MIPS) - nếu sử dụng thạch anh 16MHz 64KBytes bộ nhớ Flash cho chương trình 2KBytes EEPROM 4KBytes SRAM nội Có thể mở rộng lên tới 64KBytes bộ nhớ ngoại Ghi/Xóa: 10.000 Flash / 100.000 EEPROM Giao tiếp SPI cho viêc lập trinh trên chíp - In-Sytem Programming (Mạch nạp AVR910 - sử dụng SPI để nạp chương trình cho chíp) 2 bộ Timer/Counter 8-bit ở chế độ Separate Prescalers, Compare

Modes Hai bộ Timer/Counter 16-bits ở chế độ Separate Prescalers, Compare Modes and Capture Mode Hai kênh điều xung PWM 8-bits Sáu kênh điều xung PWM có thể lập trình được từ 1 tới 16 bits Tám kênh ADC 10 bits Master/Slaver thông qua giao tiếp SPI Lập trình Watchdog Timer với bộ giao động trên chíp Dao động thạch anh ngoài: 0-8MHz với dòng ATmega64L, 0-16MHz với dòng ATmega64 Bộ xử lý trung tâm là phần điều khiển chính, là bộ não của xe AGV nó

sẽ lấy tín hiệu từ các cảm biến bên ngoài để xử lý và đưa ra các phương án điều khiển cho giường nâng lên, hạ xuống, chạy hoặc dừng Board Master sử dụng chíp

xử lý Atmega64, là vi điều khiển họ AVR

Chương 3 Thiết Kế Và Thi Công 3.1 Thiết kế cơ khí

3.1.1 Khung giường

Từ mục đích của giải pháp và tìm hiểu thực tế tại bệnh viện, nhóm nghiên cứu đã tính toán dựa trên cơ sở lý thuyết, lựa chọn phương án thiết kế phù hợp với người bệnh và đưa ra bản vẽ tổng thể của chiếc giường Khung giường là phần rất quan trọng của giường, khung giường phải chắc chắn, không bị biến dạng trong quá trình sử dụng Nhóm nghiên cứu thiết kế khung giường với hai chế độ, bình thường nó là một chiếc giường để khi cần thiết ta nhấn nút nó sẽ thành một chiếc

xe lăn để đẩy bệnh nhân đi

Hình 3.1 Chiếc giường

Hình 3.2 Chiếc xe lăn