Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo khớp mắt cá chân bằng cơ cấu mềm cho người khuyết tật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN KHIỂN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHỚP MẮT CÁ CHÂN BẰNG CƠ CẤU MỀM CHO NGƯỜI KHUYẾT TẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S KC 0 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN KHIỂN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHỚP MẮT CÁ CHÂN BẰNG CƠ CẤU MỀM CHO NGƯỜI KHUYẾT TẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Tp Hồ Chí Minh, tháng 05/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN KHIỂN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHỚP MẮT CÁ CHÂN BẰNG CƠ CẤU MỀM CHO NGƯỜI KHUYẾT TẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Hướng dẫn khoa học: TS PHẠM HUY TUÂN Tp Hồ Chí Minh, tháng 05/2013 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS Phạm Huy Tuân (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên,, chức danh khoa học, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ trước HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT, Ngày 03 tháng 05 năm 2013 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ Tên: Nguyễn Văn Khiển Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 10/07/1983 Nơi sinh: Hà Nội Địa liên lạc: 47 Cao Lỗ, Phường 4, Quận 8, TP.HCM Điện thoại: 0977446847 Email: dongpho05@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo: Nơi học: Địa chỉ: Ngành học: Cao học Hệ đào tạo: quy Thời gian đào tạo: năm 2011-2013 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Địa chỉ: 01-Võ Văn Ngân, P Linh Chiểu, Q Thủ Đức, Tphcm Ngành học: Chế Tạo Máy III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian 11/2009 – 08/2010 08/2010 đến Nơi công tác Tổng công ty công nghiệp ô tô Việt Nam Trường trung cấp kỹ thuật nghiệp vụ Nam Sài Gòn Trang i Công việc đảm nhiệm Nhân viên kỹ thuật Giáo viên khí IV CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI [1] Pham Huy Tuan and Nguyen Van Khien, “A monolithic flexural – based prosthetic for amputee,” The 2012 International Conference on Green Technology and Sustainable Development (GTSD2012), 29th September 2012, Ho Chi Minh University of Technical Education [2] Pham Huy-Tuan, Nguyen Van-Khien, “A Monolithic Flexural-Based Prosthetic Foot For Amputee” Journal of Engineering Technology and Education, National Kaohsiung University of Applied Sciences, Vol 9, 2013, pp 461-467 [3] Huy-Tuan Pham, Van-Khien Nguyen and Van-Trinh Mai, “Shape optimization and fabrication of a parametric curved-segments prosthetic foot for amputee,” Journal of Biomechanical Engineering, (submitted) Trang ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 04 năm 2013 (Ký tên ghi rõ họ tên) Trang iii LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô giáo trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh giảng dạy em suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Cảm ơn quý Thầy, Cô Phòng Đào tạo sau đại học Khoa Cơ Khí Máy trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành Thầy - TS Phạm Huy Tuân tận tình hướng dẫn em suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Cảm ơn thầy Th.S Nguyễn Văn Sơn (Khoa Cơ Khí Máy) giúp đỡ em việc chế tạo máy CNC Trung Tâm Công Nghệ Cao Cảm ơn cô Th.S Vƣơng Thị Ngọc Hân (Phòng thí nghiệm học, Khoa xây dựng dân dụng Cơ học Ứng dụng) với giúp đỡ cô việc đo độ cứng biến dạng Cảm ơn anh Mai Văn Trình Giám đốc Trung Tâm Chỉnh Hình Phục Hồi Chức Năng TP.HCM giúp đỡ cho em thực kiểm nghiệm trực tiếp bệnh nhân Cảm ơn hỗ trợ tài từ Phòng Quản lý Khoa học Quan hệ Quốc tế trường ĐH SPKT TP.HCM, Mã số đề tài T2013-35TĐ Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp ủng hộ, động viên truyền cảm hứng cho em hoàn thành tốt luận văn Trang iv TÓM TẮT Luận văn tập trung nghiên cứu loại khớp mắt cá chân giả cấu mềm dùng cho người khuyết tật Mặc dù sản phẩm chân giả đàn hồi thương mại rộng rãi thị trường, sản phẩn chưa thực tận dụng triệt để ưu điểm nhóm cấu mềm Các thiết kế nghiên cứu giúp giảm chi phí chế tạo lắp ráp trì linh hoạt chân chân thật đặc điểm quan trọng để cải thiện dáng cho người khuyết tật Tác giả xây dựng giải thuật tối ưu hóa hình dạng kích thước dựa thuật toán di truyền mô số để tìm thiết kế phù hợp Sản phẩm mẫu có độ cứng, lượng lưu trữ biến dạng điều chỉnh dễ dàng với phương pháp thiết kế đề xuất Kết nghiên cứu tác giả chế tạo kiểm nghiệm thành công Từ khoá: Cơ cấu mềm, chân giả, lưu trữ lượng đàn hồi, cụt, dáng Trang v ABSTRACT A new type of compliant prosthetic ankle-foot for amputee is developed While current elastic energy storage and return feet have been widely commercialized, those designs still haven’t fully taken advantage of compliant mechanisms The design in this research would help to reduce the fabrication and assembly cost but still preserves the flexibility which is the key characteristic to improve amputee gait A shape and size optimization scheme via genetic algorithm and finite element method is undertaken to design the device Model stiffness and levels of energy stored, deformation could be easily regulated with the proposed design methodology In order to confirm the effectiveness of the device, prototypes of the device are fabricated using a simple milling process and are successfully validated by experiments The ease of fabrication possibilities for this monolithic design is another benefit over some current commercial products which require for troublesome assembly procedures KEYWORDS: compliant mechanism, prosthetic foot, elastic energy storage, amputee, gait Trang vi MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan iii Cảm tạ iv Tóm tắt v Mục lục vii Danh sách chữ viết tắt ix Danh sách hình x Danh sách bảng xii Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nước công bố 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Nhiệm vụ đề tài đối tượng nghiên cứu, giới hạn đề tài 1.3.1 Nhiệm vụ đề tài 1.3.2 Đối tượng nghiên cứu đề tài 1.3.3 Giới hạn đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Đường cong tham số Bezier 2.1.1 Biểu diễn đường cong Bezier 2.1.2 Các tính chất đường cong Bezier 14 Trang vii 2.2 Lý thuyết cấu mềm 15 2.2.1 Định nghĩa 15 2.2.2 Ưu nhược điểm 16 2.2.3 Một số cấu mềm thông dụng 17 2.3 Giải thuật di truyền 19 Chƣơng 3: PHƢƠNG HƢỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP 26 3.1 Yêu cầu đặt 26 3.2 Phương án thiết kế 26 3.2.1 Phương án 26 3.2.2 Phương án 27 3.2.3 Lựa chọn phương án 28 3.3 Cở sở lựa chọn vật liệu 28 Chƣơng 4: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN 29 4.1 Nguyên lý hoạt động khớp mắt cá chân 29 4.2 Thiết kế 32 4.3 Tính toán tối ưu hóa 36 4.4 Mô 38 Chƣơng 5: CHẾ TẠO - THỰC NGHIỆM 44 5.1 Vật liệu 44 5.2 Chế tạo 45 5.3 Thực nghiệm 50 5.4 Thử nghiệm thực tế bệnh nhân 54 Chƣơng 6: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC Trang viii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ESAR : Elastic energy storage and return FEM: Finite Element Method: Phần tử hữu hạn FF: Foot Flat HO: Heel Only POM: Polyoxymethylene TO: Toe Only Trang ix DANH MỤC CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: Bàn chân với khớp mắt cá đặc gót chân đàn hồi Hình 1.2: Bàn chân có khớp trục Hình 1.3: Bàn chân có khớp đa trục Hình 1.4: Bàn chân Cacbon Hình 2.1: Các dạng đường Bezier 11 Hình 2.2: Đồ thị hàm sở đường cong Bezier bậc ba 12 Hình 2.3: Một số cấu cứng truyền thống (a) cấu trục khuỷu - truyền, (b) cấu kìm cộng lực 15 Hình 2.4: Kìm cộng lực cấu mềm 16 Hình 2.5: Cơ cấu dẫn động với độ phân giải micro 17 Hình 2.6: Hình ảnh “quả bóng đỉnh đồi” mô cho nguyên lý cấu song ổn định 19 Hình 2.7: Một dạng cấu mềm song ổn định (a) vị trí ổn định ban đầu, (b) vị trí ổn định thứ hai 19 Hình 2.8: Một hệ hình thành qua pha chọn lọc pha tái tổ hợp 22 Hình 3.1: Mô hình khớp mắt cá chân chi tiết lắp ráp 26 Hình 3.2: Khớp mắt cá chân giả nguyên khối vật liệu đàn hồi 27 Hình 4.1: Chân giả cụt gối 29 Hình 4.2: Các giai đoạn chu kỳ bước với bàn chân đàn hồi (ESAR) 30 Hình 4.3: (a) Một sơ đồ cấu mềm mắt cá chân, (b) Kích thước buộc không gian thiết kế 33 Hình 4.4: Mô hình lưới phần tử dạng sử dụng FEM 36 Hình 4.5: Đồ thị phân bố dân số nhiều hệ trình tối ưu hóa 38 Trang x Hình 4.6: Mô ba trường hợp: Chạm gót (a),Tiếp xúc bàn (b) Nhấc mũi(c) 40 Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn lực, biến dạng, độ cứng Tiếp xúc bàn, Chạm gót Nhấc mũi 41 Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn lượng biến dạng Chạm gót (a), Tiếp xúc bàn (b), Nhấc mũi (c) 42 Hình 5.1: Bản vẽ thiết kế 2D AUTOCAD 45 Hình 5.2: Bản vẽ thiết kế 3D Inventer 46 Hình 5.3: Sản phẩm thu gia công máy phay CNC 47 Hình 5.4: Mô hình kết nối với núm liên kết 47 Hình 5.5: Quy trình chế tạo vỏ chân giả 48 Hình 5.6: Sản phẩm chân giả hoàn thiện, chi tiết lắp ráp với 49 Hình 5.7: Mô hình gá đặt khớp mắt cá chân giả vào máy thực nghiệm 51 Hình 5.8: Mô hình gá đặt khớp mắt cá chân giả vào máy có gia tải 52 Hình 5.9: Đồ thị quan hệ khối lượng biến dạng 52 Trang xi DANH MỤC CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 1: Giá trị tối ưu biến thiết kế………………………………………………… 37 Trang xii CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nƣớc công bố 1.1.1 Các loại chân giả [12] 1.1.1.1 Trong nƣớc Trước tìm hiểu sản phẩm đương đại ta nhìn nhận lại số sản phẩm truyền thống sản xuất Việt Nam a Chân giả da gò ổ mỏm cụt da gò Loại chân giả xuất vào đầu kỷ 19, sau chân giả gỗ thời với chân giả nhôm Nó gọi chân giả da thực chất chi tiết ổn định, chịu tải, chịu mài mòn gia cố kim loại Phần lớn ứng dụng cho mỏm cụt vùng cổ chân bàn chân Loại da thường dùng loại da đế bò thuộc tananh (chất làm ổn định chống phân huỷ da chất chiết xuất từ thực vật) Ưu điểm: Trọng lượng nhẹ, dễ tạo dáng, định hình thoát nước, thấm không khí, thấm mồ hôi gây cảm giác mát mẻ cho mỏm cụt; không dị ứng với mỏm cụt nên không cần mỏm cụt phụ; trình sử dụng ổ mỏm cụt, mỏm cụt tự ôm form dễ sửa chữa, thay đổi kích thước Nhược điểm: Độ bền vững kém, biến dạng gặp nước b Chân giả gỗ ổ mỏm cụt gỗ Chân giả gỗ phải xem loại chân giả xuất sớm nhất, theo dạng chân cà kheo Nhưng phải đến đầu kỷ 20 người ta khai thác hết ưu điểm vốn có gỗ chế tạo chân giả Là sản phẩm sẵn có thiên nhiên, Trang thuận lợi việc chế tạo trước dạng bán thành phẩm, thuận lợi công nghệ dóng hàng theo không gian chiều Gỗ dẫn điện, dẫn nhiệt kém, dị ứng với thể người, đặc biệt có cảm giác mát mẻ mỏm cụt Trong công nghệ chế tạo gỗ dễ tạo hình, dễ thay đổi kích thước, chân giả phát tiếng kêu Nhược điểm lớn gỗ thấm thoát nước nên có giãn nở gây tượng nứt vỡ, mục Tuy nhiên người ta cho chân giả gỗ có nhiều ưu điểm hẳn vật liệu nhân tạo khác, chí coi loại sản phẩm cao cấp c Chân giả làm hợp kim nhẹ Chân giả hợp kim đời sớm, hợp kim nhôm ứng dụng rộng rãi lĩnh vực chỉnh hình lại đầu kỷ thứ 20 Chân giả nhôm kết hợp với thép thể hẳn độ bền sử dụng làm đơn giản công nghệ chế tạo Nhưng bộc lộ nhiều nhược điểm: Nhôm vật liệu dẫn điện, dẫn nhiệt tốt cộng thêm không thích nghi tiếp xúc với thể nên phải có ổ mỏm cụt phụ Trong trình sử dụng thường phát tiếng kêu Có tượng khớp giả (chuyển động đồng thời) chặt chẽ xác mỏm cụt với ổ mỏm cụt ổ mỏm cụt với chân giả Cục sở hữu trí tuệ vừa cấp sáng chế số 5673 cho TS Phan Văn An, Trung tâm công nghệ vật liệu với sản phẩm ống chân giả composite cacbon Chân giả nhựa composite cacbon chế tạo từ loại vật liệu gồm hai lớp sợi cacbon bện chéo kết hợp với - lớp sợi bazan loại nhựa tổng hợp Nhờ chân giả có ống chân nhẹ, độ bền cao chịu lực tốt Cấu tạo khớp gối có độ nảy, độ văng tốt có lò xo nên dễ dàng lắp ráp, hỏng phận thay phận 1.1.1.2 Ngoài nƣớc Chân giả Proprio Trường đại học Johns Hopkins Mỹ Thiết bị chân giả sử dụng cảm biến, vi xử lý điều khiển theo trí thông minh nhân tạo để đo chuyển động theo chế độ thời gian thực; phản hồi thông tin cách thức chuyển Trang động góc cần quay khớp nhân tạo tới cấu chấp hành phù hợp với chuyển động người sử dụng Ngoài thiết bị sử dụng công nghệ BlueTooth, truyền liệu tới vi xử lý để điều khiển chân di chuyển theo cách tự nhiên Proprio nhớ xác cách di chuyển lên cầu thang, xuống dốc, đồng thời học nhiều cách di chuyển nhiều địa hình khác ghi nhớ lại Để tạo chân tay giả loại này, nhà khoa học ứng dụng nhiều tiến nhiều lĩnh vực khoa học khác hệ thống lượng, robot, khoa học thần kinh, công nghệ cảm biến cấu chấp hành, giá thành cao Một nghiên cứu, phát minh nhà khoa học đến từ trường Đại học Vanderbilt, Nashville, Mỹ giải pháp hữu ích giúp cho người tàn tật có dáng tự nhiên người bình thường Nó trang bị cảm biến để theo dõi chuyển động người sử dụng Bên cạnh đó, sử dụng vi xử lý lập trình để dự đoán việc mà người dùng cố gắng để thực điều khiển thiết bị theo cách thuận tiện cho di chuyển Những tiến công nghệ tạo điều kiện thuận lợi để kỹ sư thuộc trường Đại học Vanderbilt chế tạo thiết bị nặng khoảng pounds, nhẹ nhiều so với chân giả nay, hoạt động liên tục ngày, tương đương 13 – 14 km lần sạc Đồng thời, thiết bị giảm đáng kể lượng tiếng ồn phát Một tính bật mà kỹ sư trang bị thêm cho thiết bị khả chống vấp ngã nhờ vào cảm biến sinh học Bộ chân giả Computer Leg, gọi C - Leg, có giá đến 15.000 euro, công ty Otto Bock HealthCare, Đức sản xuất, phân tích thời gian thực tế hoạt động đùi để tác động đến cử động đầu gối mắt cá chân giả nhằm giúp hai cử động nhuần nhuyễn nhờ trang bị kích thủy lực siêu nhỏ Được đưa vào sử dụng từ cuối năm 2005 cho người bị chân (phía đầu gối) Trang 1.1.2 Các loại bàn chân giả [12] 1.1.2.1 Bàn chân với khớp mắt cá đặc gót chân đàn hồi Hình 1.1: Bàn chân với khớp mắt cá đặc gót chân đàn hồi Tên bàn chân đặt với đặc điểm bàn chân với khớp mắt cá đặc gót chân đàn hồi Được thiết kế đơn giản với lõi gỗ, composite hay nhựa cứng, đúc bên vật liệu xốp, đàn hồi (PU, cao su) theo hình dáng thẩm mỹ bàn chân Về chức bàn chân hạn chế so với bàn chân khác, bù lại với thiết kế đơn giản giá thành thấp nên sử dụng nhiều nước phát triển 1.1.2.2 Bàn chân có khớp trục Hình 1.2: Bàn chân có khớp trục Bàn chân có khớp trục thiết kế với hai phần riêng biệt Khớp cổ chân thường đúc vật liệu có độ bền cao hợp kim nhôm, titan hay thép, inox Phần bàn chân có lõi gỗ composite đúc từ vật liệu xốp mềm (PU) giúp bàn chân có tính thẩm mỹ Trang Bàn chân trục có khả chuyển động theo hướng gấp gan gấp mu bàn chân cách thụ động giúp người sử dụng chân giả có tiếp đất êm bước nhịp nhàng Nhược điểm bàn chân trục trọng lượng nặng cần bảo dưỡng thường xuyên 1.1.2.3 Bàn chân có khớp đa trục Hình 1.3: Bàn chân có khớp đa trục Thường chế tạo với hai trục chuyển động gấp gan, gấp mu nghiêng trong, nghiêng ngoài, hai chuyển động cho phép người chân giả di chuyển thoải mái địa hình không phẳng, giúp người chân giả giữ thăng tốt hơn, ưu điểm bàn chân có khớp đa trục thường có trọng lượng nặng Bàn chân có khớp đa trục truyền thống sử dụng thời gian dài với phát triển kỹ thuật đầu tư nghiên cứu chúng dần thay loại bàn chân có tính ưu việt bàn chân carbon có độ linh hoạt trọng lượng nhẹ Trang [...]... và mắt cá chân giả nhằm giúp cả hai cử động nhuần nhuyễn nhờ được trang bị những kích thủy lực siêu nhỏ Được đưa vào sử dụng từ cuối năm 2005 cho những người bị mất chân (phía trên đầu gối) Trang 3 1.1.2 Các loại bàn chân giả [12] 1.1.2.1 Bàn chân với khớp mắt cá đặc và gót chân đàn hồi Hình 1.1: Bàn chân với khớp mắt cá đặc và gót chân đàn hồi Tên của bàn chân được đặt đúng với đặc điểm của nó bàn chân. .. 1.1.1.2 Ngoài nƣớc Chân giả Proprio của Trường đại học Johns Hopkins Mỹ Thiết bị của chân giả này sử dụng các cảm biến, các bộ vi xử lý và điều khiển theo trí thông minh nhân tạo để đo các chuyển động theo chế độ thời gian thực; phản hồi thông tin về cách thức chuyển Trang 2 động và các góc cần quay của các khớp nhân tạo tới cơ cấu chấp hành phù hợp với chuyển động của người sử dụng Ngoài ra thiết bị này... 2.1: Các dạng đường Bezier 11 Hình 2.2: Đồ thị hàm cơ sở của đường cong Bezier bậc ba 12 Hình 2.3: Một số cơ cấu cứng truyền thống (a) cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền, (b) cơ cấu kìm cộng lực 15 Hình 2.4: Kìm cộng lực bằng cơ cấu mềm 16 Hình 2.5: Cơ cấu dẫn động với độ phân giải micro 17 Hình 2.6: Hình ảnh “quả bóng trên đỉnh đồi” mô phỏng cho nguyên lý cơ cấu. .. Hình 2.7: Một dạng cơ cấu mềm song ổn định (a) vị trí ổn định ban đầu, (b) vị trí ổn định thứ hai 19 Hình 2.8: Một thế hệ mới được hình thành qua pha chọn lọc và pha tái tổ hợp 22 Hình 3.1: Mô hình khớp mắt cá chân bằng các chi tiết lắp ráp 26 Hình 3.2: Khớp mắt cá chân giả nguyên khối bằng vật liệu đàn hồi 27 Hình 4.1: Chân giả cụt dưới gối 29 Hình 4.2: Các giai đoạn chính... với khớp mắt cá đặc và gót chân đàn hồi được Được thiết kế đơn giản với một lõi bằng gỗ, composite hay bằng nhựa cứng, được đúc bên ngoài là vật liệu xốp, đàn hồi (PU, cao su) theo hình dáng thẩm mỹ của bàn chân Về chức năng của bàn chân thì rất hạn chế so với các bàn chân khác, nhưng bù lại với thiết kế đơn giản và giá thành thấp nên được sử dụng nhiều ở các nước đang phát triển 1.1.2.2 Bàn chân có khớp. .. Bàn chân có khớp một trục Bàn chân có khớp một trục được thiết kế với hai phần riêng biệt Khớp cổ chân thường được đúc bằng các vật liệu có độ bền cao như hợp kim nhôm, titan hay cũng có thể bằng thép, inox Phần bàn chân có lõi gỗ hoặc composite được đúc từ những vật liệu xốp mềm (PU) giúp bàn chân có tính thẩm mỹ hơn Trang 4 Bàn chân một trục có khả năng chuyển động theo hướng gấp gan và gấp mu bàn chân. .. bàn chân một cách thụ động nó giúp người sử dụng chân giả có được sự tiếp đất êm ái và bước đi nhịp nhàng Nhược điểm của bàn chân một trục là trọng lượng nặng và cần bảo dưỡng thường xuyên 1.1.2.3 Bàn chân có khớp đa trục Hình 1.3: Bàn chân có khớp đa trục Thường được chế tạo với hai trục chuyển động là gấp gan, gấp mu và nghiêng trong, nghiêng ngoài, hai chuyển động này cho phép người đi chân giả di... mỏm cụt với chân giả Cục sở hữu trí tuệ vừa cấp bằng sáng chế số 5673 cho TS Phan Văn An, Trung tâm công nghệ vật liệu với sản phẩm ống chân giả composite cacbon Chân giả bằng nhựa composite cacbon được chế tạo từ loại vật liệu gồm hai lớp sợi cacbon bện chéo kết hợp với 4 - 6 lớp sợi bazan cùng một loại nhựa tổng hợp Nhờ vậy chân giả này có ống chân nhẹ, độ bền cao và chịu lực tốt Cấu tạo khớp gối có... cụt Trong công nghệ chế tạo gỗ dễ tạo hình, dễ thay đổi kích thước, khi đi chân giả ít phát tiếng kêu Nhược điểm lớn nhất của gỗ là thấm thoát nước nên có sự giãn nở gây hiện tượng nứt vỡ, mục Tuy nhiên cho đến nay người ta vẫn cho rằng chân giả bằng gỗ có nhiều ưu điểm hơn hẳn các vật liệu nhân tạo khác, thậm chí còn được coi là loại sản phẩm cao cấp c Chân giả làm bằng hợp kim nhẹ Chân giả hợp kim ra... Hình 5.8: Mô hình gá đặt khớp mắt cá chân giả vào máy có gia tải 52 Hình 5.9: Đồ thị quan hệ giữa khối lượng và biến dạng 52 Trang xi DANH MỤC CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 1: Giá trị tối ưu của các biến thiết kế………………………………………………… 37 Trang xii CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã công bố 1.1.1 Các loại chân giả [12] 1.1.1.1 Trong