Tiểu luận (kỹ thuật y sinh) nghiên cứu thiết kế và chế tạo ghế tựa để mang lại sự thoải mái cho người dùng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG ====o0o==== Báo Cáo Mơn Học Cơ Sinh Đề tài: Nghiên Cứu Thiết Kế Và Chế Tạo Ghế Tựa Để Mang Lại Sự Thoải Mái Cho Người Dùng Giáo viên: Sinh viên thực hiện: Lớp: Contents I Executive summary II Background imformation Client need Problem statement .5 III Design process A Quá trình nghiên cứu giải phẫu .6 1 xương cột sống Hệ lưng .8 B Tìm kiếm ý tưởng phác thảo thiết kế giấy Phác thảo thiết kế Tính tốn lực trọng tải lớn .10 Dự trù tình tai xấu 11 C Đánh giá hiệu chỉnh thiết kế Hoàn thành thiết kế chi tiết .11 D Tìm kiếm nguyên vật liệu 13 E Chế tạo sản phẩm 13 F Đánh giá , hiệu chỉnh hoàn tất sản phẩm 13 IV Conclusion 14 A Đánh giá kết làm việc nhóm 14 B Dự định tương lai 14 C Lời kết .14 I Executive summary Trong kỳ học này, tham gia môn học biomechanic đc giảng dạy tiến sỹ Nguyễn Phan Kiên khoa điện tử viễn thông đại học bách khoa Hà Nội Một yêu cầu môn học dựa sở kiến thức môn học để thiết kế chế tạo sản phẩm phục vụ việc cao sức khỏe người Trong ngày tơi thành lập nhóm với thành viên đồng thời thống phương hướng hoạt động nhóm project Tiếp theo suy nghĩ để chọn chủ đề cho project lần này, sau tuần bần bạc nhóm chúng tơi đến thống chọn chủ đề:” thiết kế chế tạo ghế tựa tạo cảm giác thoải mái cho lưng cổ” Ngay sau chọn đc chủ đề bắt đầu suy nghĩ tồn mà thiết kế có mắc phải chưa đặt người dùng vào tư ngồi chuẩn thiếu điểm nâng đỡ quan trọng để giảm tối đa hoạt động cảu hệ lưng Tiếp theo chúng tối bắt đầu tìm hiểu cấu tạo hệ xương phần lưng hông thể người, sau tư ngồi chuẩn Sau trình tìm hiểu vầ giải phẫu chúng tơi định lựa chọn tư mà người dùng ngồi sử dụng ghế mình,cùng với đưa thiết kế sơ ghế, với dự trù vật liệu dùng việc chế tạo chiêc ghế Trong tuần chúng tơi tiếp tục hồn thiện thiết kế tổng thể ghế với việc gặp trực tiếp khách hàng đặt làm ghế Mr.Cruise để đo đạc thơng số kích thước thể thể ơng Sau có đc số liệu chúng tơi nhanh chóng hồn thiện thiết kế chi tiết với tìm hiểu làm quen với phần mềm vẽ mô solid work mà tiến sỹ Kiên giới thiệu Chúng thức hồn thành thiết kế chi tiết với việc lực chọn vật liệu cho việc làm khung ghế Sau nhiều tranh luận định dùng ống inox Trong tuần sau chúng tơi tham khảo hàng kinh doanh inox sở sản xuất chế tạo gia công inox sau tham khảo xưởng gia công, định tự chế tạo thay đặt làm xưởng Chính chúng tơi tuần để chế tạo công cụ cần thiết cho việc chế tạo khung ví dụ ống uốn, nẹp giữ ống, lị rèn than, quạt định hướng Trước chế tạo sản phẩm nhằm tránh lỗi kĩ thuật dành vài ngày để uốn thử làm chủ khúc uốn có thiết kế Chúng tơi ngày để uốn xong phần khung ghế, thêm ngày để hàn đỡ phía sau lưng phần mặt ghế Sau hoàn thành phần khung bắt đầu chế tạo phần mặt ghế Vật liệu mà lựa chọn A-lô-mếch theo tư vấn tiến sỹ Kiên Do gặp nhiều khó khăn việc uốn gia công A-lômếch tuần để làm xong phần mặt ghế với nhiều chi tiết lồi lõm Sau chúng tơi vào hồn thiện ghế với việc chế tác phần đệm mút da bọc cho ghế Do chưa có nhiều kinh nghiệm phần nên tới tuần để hồn thiện ghế Vào tuần cuối kì học tập trung vào việc test đánh giá ghế Sau nhận đc chấp nhận khách hàng Mr.Cruise hài lòng 20 người dùng thử chúng tơi thức kết thúc việc chế tạo tuần cuối kì học thời gian dành cho việc hồn thiện report ,paper present cuối Chúng hi vọng với thiết kế là, điều chỉnh mang tính giải phẫu cao chật lượng vật liệu cao cấp sản phẩm đc chào đón thị trường II Background imformation Client need Mr.Cruise yêu cầu thiết kế chế tạo ghế tựa dành riêng cho ông ấy, với số đo hình dáng cấu tạo đc đo trực tiếp từ thể ông Chiếc ghế cần có thiết kế sọ với mẫu có thị trường, mang lại cảm giác thoải mái cho phần lưng cổ người dùng, vật liệu bền, đẹp rẻ Tất công việc phải đc thực 15 tuần học kì 2 Problem statement Những thiết kế có chưa có điểm đỡ quan trọng xương cụt, thắt lưng sau gáy Đặc biệt phần đỡ xương cụt Ngoài việc đưa đc thiết kế lạ mắt, việc tìm kiếm vật liệu chế tạo gặp nhiều khó khăn Bên cạnh ghế chúng tơi cần phải ép ngừoi dùng vào tư ngồi chuẩn để có nâng đỡ tốt cho lưng cổ Cuối khó khăn việc chế tạo vật liệu khó gia cơng như, việc thiếu kinh nghiệm tay nghề việc chế tác vật liệu từ da III Design process A Quá trình nghiên cứu giải phẫu xương cột sống a) Tổng thể người có tất 33 đốt xương cột sống Từ đốt sống thứ (nối với hộp sọ) tới đốt sống thứ đốt sống cổ, (7 cervical) Từ đốt sống thứ đến thứ 19 đốt sống ngực(12 thoracic) Từ đốt sống thứ 20 đến thứ 24 đốt sống lưng(5 lumbar) Từ đốt sống thứ 25 đến thứ 29 đốt xương cùng,(5 sacral) Từ đốt sống thứ 30 đến thứ 33 đốt xương cụt (xương đuôi) (4 coccygeal) Bảy xương đầu cột sống gọi đốt sống cổ Đốt nằm đáy hộp sọ đốt thứ bảy nằm chân cổ Chúng đốt xương sống nhỏ có góc quay rộng cho phép xoay, cúi giữ đầu Mười hai xương đốt sống ngực Các đốt xương có kích thước lớn đốt xương cổ nối liền xương sườn phần cột sống không di động Năm đốt xương sống lại gọi đốt sống thắt lưng Các đốt xương có kích thước lớn chúng nằm vị trí thắt lưng Do phải chịu toàn trọng lượng phần thân có nhiều lớn nên chúng dễ bị lạm dụng mức dẫn đến tổn thương gây đau nhức Đốt xương xương cụt hai xương nối nằm khung xương chậu Hai xương vận động di chuyển thành khối b) Cấu tạo đốt xương Gồm phần Phần trước (mầu tía) cấu tạo hình trống để chóng đỡ đc trọng lượng thể lực ép xuống Phần màu xanh vòng tròng rỗng để bảo vệ tủy hệ thần kinh bên Phần gồm khớp để liên kết vs nơi bó gắn vào xương c) Cấu tạo đĩa đệm Mặc dù đốt xương sống nối với mấu khớp phân cách phần trống xương Trống xương phân cách đốt sống đốt sống đĩa đệm đĩa đệm đóng vai trị lớp đệm giảm chấn Cột sống có tổng cộng tất 23 đĩa đệm, chiếm ¼ chiều dài cột sống Vùng đệm đốt sống chứa đựng chất sau: phần sụn cứng kẹp chặt đĩa đệm với đốt sống, phần sợi bao quanh đĩa đệm phần đĩa đệm có dạng nhầy nhớt giống thạch (tủy sống) d) Các xương kết nối với Hệ lưng - Cơ vai (m subscapularis) bám từ mặt trước xương bả vai tới bám vào mấu động bé xương cánh tay có tác dụng xoay cánh tay - Cơ gai (m suraspinatus) bám vào hố sống tới bám vào mấu động to xương cánh tay có tác dụng dạng xoay cánh tay - Cơ gai (m infraspinatus) bám từ hố sống tới bám vào mấu động to xương cánh tay có tác dụng dạng xoay ngồi cánh tay - Cơ trịn bé (m teres minor) bám từ bờ xương bả vai tới mấu động to xương cánh tay có tác dụng dạng xoay ngồi cánh tay - Cơ trịn to (m teres major) bám từ bờ ngồi, góc xương bả vai tới bám vào đáy rãnh nhị đầu xương cánh tay có tác dụng khép cánh tay nâng xương vai - Cơ lưng rộng (m latissimus dorsi) to rộng dẹt phủ phần sau lưng bám vào phần cột sống, mào chậu tới góc xương bả vai thớ vặn phía trước tới bám vào mép rãnh nhị đầu xương cánh tay (được nhắc lại thân mình) Tác dụng kéo cánh tay vào va sau B Tìm kiếm ý tưởng phác thảo thiết kế giấy Phác thảo thiết kế Do có ý tưởng tù trước bắt đầu dự án nên công việc phác thảo thiết kế không nhiều thời gian Dưới phác thảo giấy ghế Khung ghế đc uốn từ ống inox nguyên hạn chế tối đa mối hàn bên thành ghế lò xo lớn để tăng khả nâng đỡ đàn hồi ghế Hai bên có giá đõ tay làm từ gỗ bọc da Phần mặt ghế kết hợp đệm bọc da Tính tốn lực trọng tải lớn Sau phác thảo thiết kế chúng tơi tính tốn sơ lược trọng tải lớn mà ghế chịu được, điểm chịu lực ghế, mômen tác dụng lên ghé có người ngồi Giả sử người dùng có trọng lượng 100kg At one end of the spring, the normal force is applied: = m×g So, the force makes spring compress is: = × º= m×g× º If m= 100kg = × 100 kg × 9.8 × º = 473.3 N Ngồi điểm M1 M2 cịn phải chịu mômen lớn điểm yếu ghế Dự trù tình tai xấu Sau tính tốn lực trọng tải chúng tơi tính đến tình xấu Khi ghế bị gãy điểm yếu điểm A, M1, M2 tư ngã người dùng Cụ thể ghế gãy điểm M1, thể người ngồi bị ngả phía sau, phần mơng tiếp đất trước không gây chấn thương cho ngừoi dùng vùng quan trọng đầu sống lưng Trong trường hợp ghế bị gãy điểm A, thể người ngồi bị đổ phía trước tồn trọng lực dồn vào chân nên gây trấn thương cho phần thể C Đánh giá hiệu chỉnh thiết kế Hoàn thành thiết kế chi tiết Sau thiết kế sơ đươc thầy Kiên góp ý nhóm hiệu chỉnh số chi tiết Tăng độ dốc mặt ghế nhằm ép người dùng ngồi tư mong muốn Thêm phần đỡ đốt xương cụt mà thiết kế trước chưa rõ ràng Tiếp theo hướng dẫn thầy giáo dành tuần để làm quen với phần mềm vẽ mô Solid Work Một số tutorial để làm quen với phần mềm solid work Vẽ mô khung ghế Sau vẽ mô chúng tơi làm mơ hình khung với tỉ lệ 1:10 vật liệu nhơm D Tìm kiếm nguyên vật liệu Phần khung ghế có nhiều lựa chọn sau tham khảo giá thị trường đánh giá yếu tố độ bền, thẩm mỹ nhóm đến thống chọn ống Inox làm vật liệu làm khung Tiếp theo phần mặt ghế ban đầu dự định chọn nhự dẻo theo tư vấn thầy giáo định chọn hợp kim nhơm nhựa hay cịn gọi Alu để làm mặt đỡ ghế Phần đệm mặt ghế chất liệu truyền thống sẵn có thị trường da nhân tạo mút cơng nghiệp E Chế tạo sản phẩm Chúng bắt đầu chế tạo phần ghế phần khung Theo thiết kế ban đầu phần khung ống Inox uốn theo thiết kế Nhưng trình thực thiếu kiến thức tay nghề việc uốn vật liệu cứng Inox chuyển sang phương án kết hợp đoạn uốn mối hàn Phần khung chia làm hai phần đơi xứng sau hàn lại Tiếp phần mặt ghế, chúng tơi hàn thêm đỡ ngang để ghép mặt Alu vào chắn Sau liên kết xung quanh khung cố định ốc vít Do thời gian có hạn nên phần mặt đệm chúng tơi ko dành nhiều cơng sức tiết da khơng đẹp cịn thiếu nhiều điểm cần cố định F Đánh giá , hiệu chỉnh hoàn tất sản phẩm Sau việc chế tạo hồn tất chúng tơi tiến hành đo đạc độ biến dạng ghế người dùng có lượng khác ngồi vào Cụ thể đặt trọng lượng khác vào ghế đo thay đổi góc khung ghế Cùng với tham khảo thêm cảm nhận người dùng thử ghế IV Conclusion A Đánh giá kết làm việc nhóm Kết nhóm đạt tìm hiểu nghiên cấu tạo giải phẫu phần lưng người, hoàn thành sản phẩm đưa vào sử dụng, thu thập ý kiến đánh giá ngừoi dùng thử Nhìn chung, nhóm hồn thành yêu cầu nghiên cứu nhiên cịn nhiều điểm tồn q trình nghiên cứu Thứ chưa đáp ứng tiến độ tiến trình nghiên cứu dự thảo đề Thứ hai trình chế tạo thiếu kinh nghiệm nên chưa chuẩn bị hết tình xấu xảy Thứ ba kĩ làm việc theo nhóm chưa tốt Bên cạnh nhóm có số ưu điểm tinh thần dám nghĩ dám làm, khả xoay sở Tóm lại sau q trình nghiên cứu chúng tơi thu nhiều kiến thức chuyên môn đời sống B Dự định tương lai Nếu tương lai chúng tơi có hội hồn thiện sản phẩm mình, chúng tơi cố gắng thực ý tưởng sau Tìm kiếm vật liệu làm khung tốt ví dụ hợp kim titan, sợi cacbon, Thay đổi thiết kế để có sản phẩm hấp dẫn, bắt mắt hơn, Thực nhiều thử nghiệm với nhiều người dùng để đánh giá tác dụng của ghế Nếu chúng tơi mong muốn có kế hoạch sản xuất hàng loạt để sản phẩm đưa vào ứng dụng phổ thông C Lời kết Việc chế tạo ghế tựa khơng phải mới, song q trình nghiên cứu chế tạo mang lại vài điểm khác biệt điểm đỡ đốt xương cụt thiết kế dốc mặt ép ngừoi dùng vào tư ngồi chuẩn Bên cạnh thiết kế lạ chưa có thị trường Trên vài điểm đáng ý nghiên cứu Qua trình thực đề tài thu nhiều kiến thức kĩ cần thiết  ... Mr.Cruise y? ?u cầu thiết kế chế tạo ghế tựa dành riêng cho ơng ? ?y, với số đo hình dáng cấu tạo đc đo trực tiếp từ thể ông Chiếc ghế cần có thiết kế sọ với mẫu có thị trường, mang lại cảm giác thoải mái. .. sản phẩm đưa vào ứng dụng phổ thơng C Lời kết Việc chế tạo ghế tựa mới, song trình nghiên cứu chế tạo mang lại vài điểm khác biệt điểm đỡ đốt xương cụt thiết kế dốc mặt ép ngừoi dùng vào tư ngồi... đề cho project lần n? ?y, sau tuần bần bạc nhóm chúng tơi đến thống chọn chủ đề:” thiết kế chế tạo ghế tựa tạo cảm giác thoải mái cho lưng cổ” Ngay sau chọn đc chủ đề bắt đầu suy nghĩ tồn mà thiết