(Luận văn thạc sĩ) thiết kế giường y tế thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ QUÝ HOÀN THIẾT KẾ CHẾ TẠO GIƯỜNG Y TẾ THƠNG MINH (PHẦN CƠ KHÍ) NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2016 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập – Tự – Hạnh Phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ tên học viện: VÕ QUÝ HOÀN MSHV: 142520103010 Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Khóa: 2014A Tên đề tài: Thiết kế chế tạo giường y tế thông minh (Phần khí) Học viên hồn thành LVTN theo yêu cầu nội dung hình thức (theo quy định) luận văn thạc sĩ TP Hồ Chí Minh, Ngày 26 tháng …… năm 2016 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) PGS TS LÊ HIẾU GIANG PGS TS NGUYỄN TRƯỜNG THỊNH i LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ tên: VÕ Q HỒN Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 17/07/1990 Nơi sinh: Nghệ An Quê quán: Xã Thanh Tùng, Huyện Thanh Chương, Tỉnh Nghệ An Địa liên lạc: Số nhà 51B, Đường 168, Phường Phước Long A, Quận 9, Thành Phố Hồ Chí Minh Điện thoại nhà riêng: 0989.283.622 E-mail: quyhoanvo@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: a Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2008 đến 01/2013 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Ngành học: Cơ Khí Chế Tạo Máy Mơn thi tốt nghiệp: Thực đồ án tốt nghiệp Ngày nơi thi tốt nghiệp: 19/01/2012 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 2013 - 2016 Nơi cơng tác Khoa Cơ Khí, Trường CĐKT Cao Thắng ii Công việc đảm nhiệm Giảng viên LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 07 năm 2016 (Ký tên ghi rõ họ tên) VÕ QUÝ HOÀN iii LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập làm hồn thành luận văn, tơi nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu nhiều từ nhà trường, thầy cơ, gia đình bạn bè Để hồn thành luận văn này, trước tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy hướng dẫn khoa học PGS.TS Lê Hiếu Giang PGS.TS Nguyễn Trường Thịnh Quý thầy dành nhiều thời gian, tâm huyết, nhiệt tình hướng dẫn, góp ý động viên suốt thời gian thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức tảng chuyên môn cho thời gian qua Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình làm đến hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn Ban Giám Hiệu quý thầy cô Khoa Cơ Khí Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng tạo điều kiện để tơi thực hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè ln động viên, giúp đỡ khích lệ tinh thần tơi q trình học tập thực luận văn Xin chân thành cảm ơn! iv TÓM TẮT Đề tài: “Thiết kế, chế tạo giường y tế thơng minh (Phần khí)” luận văn trình bày sau: Tìm hiểu người bị khả hoạt động hậu khả hoạt động gây nên Tìm hiểu việc điều trị bệnh Việt Nam Khảo sát loại giường y tế có Việt Nam Nghiên cứu thiết kế giường y tế phù hợp với nhu cầu người bị bệnh bất động Từ đó, chế tạo thử nghiệm đánh giá kiểm nghiệm phương án để ứng dụng vào thực tế bệnh viện sở y tế SUMMARY Topic: "Design, manufacture a smart medical bed (Mechanical part)" in this thesis are as follows: Learn about the people who lost the ability to operate and the consequences of the loss triggers activity ability Learn about the treatment of this disease in Vietnam Survey of the medical bed types are currently in Vietnam Research and design of medical bed fits the needs of sick people.From there, prototype testing and evaluation methods for application in practice for hospitals and medical facilities v MỤC LỤC Trang tựa TRANG XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i LÝ LỊCH KHOA HỌC ii LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC HÌNH ix DANH SÁCH CÁC BẢNG xi Chương 1MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề .1 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài .2 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.4 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5.1 Đối tượng nghiên cứu .3 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Phương pháp nghiên cứu .3 1.6.1 Nghiên cứu phân tích lý thuyết 1.6.2 Phương pháp thực nghiệm 1.7 Kết cấu đề tài Chương TỔNG QUAN 2.1 Bệnh hoại tử 2.1.1 Khái niệm bệnh hoại tử 2.1.2 Phân loại hoại tử 2.1.3 Điều trị loét da tỳ đè người nằm lâu, liệt, vận động .7 2.1.4 Cách dự phòng loét ép 10 2.2 Các nghiên cứu liên quan tới đề tài .11 2.2.1 Nghiên cứu nước 11 2.2.2 Nghiên cứu nước: 13 2.3 Yêu cầu thiết kế giường từ chuyên gia, người sử dụng 17 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 20 vi 3.1 Cấu tạo xương người 20 3.1.1 Các thành phần xương 20 3.1.3 Các khớp xương .24 3.1.4 Cấu tạo phát triển xương 27 3.2 Kích thước trọng lượng trung bình người Việt Nam .29 3.2.1 Chiều cao người Việt Nam .29 3.2.2 Cân nặng trung bình người Việt Nam 37 Chương 40 MƠ HÌNH THỬ NGHIỆM 40 4.1 Yêu cầu thiết kế giường y tế thông minh 40 4.1.1 Yêu cầu thiết kế phần đầu lưng 41 4.1.2 Yêu cầu thiết kế phần đỡ xương chậu 41 4.1.3 Yêu cầu thiết kế phần đỡ xương đùi 41 4.1.4 Yêu cầu thiết kế phần đỡ xương cẳng chân .42 4.2 Kết cấu khí giường 43 4.2.1 Kết cấu phần đỡ đầu lưng 43 4.2.2 Kết cấu phần đỡ xương chậu 44 4.2.3 Kết cấu phần đỡ đùi 44 4.2.4 Kết cấu phần đỡ cẳng chân 45 4.2.5 Kết cấu tổng thể giường 45 Chương TÍNH TỐN, THIẾT KẾ GIƯỜNG 48 5.1 Chọn động 48 5.1.1 Chọn động cho cấu nâng hạ toàn giường .48 5.1.2 Chọn loại đông cho cấu nâng hạ chân 49 5.1.3 Chọn loại đông cho cấu nâng hạ phần lưng 49 5.1.4 Tính đường kính trục chịu tải nâng tồn giường 50 5.2 Kích thước giường .51 5.2.1 Kích thước phần đầu lưng 52 5.2.2 Kích thước phần đỡ xương chậu 52 5.2.3 Kích thước phần đỡ xương đùi 53 5.2.4 Kích thước phần đỡ cẳng chân 54 5.2.5 Kích thước tổng thể giường .55 5.3 Các cấu điều khiển giường 56 5.4 Chức phận: 57 5.4.1 Cơ cấu đẩy phần đầu lưng 57 5.4.2 Cơ cấu đẩy phần đùi 61 5.4.3 Cơ cấu trục vít me – đai ốc 64 5.4.4 Một số cấu chi tiết điển hình 64 5.5 Các lắp ghép sử dụng giường 68 vii Chương CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỬ NGHIỆM .70 6.1 Phần đầu lưng 70 6.2 Phần đỡ xương chậu 71 6.3 Phần đỡ xương đùi cẳng chân 72 6.4 Phần nâng hạ toàn giường 73 6.5 Mơ hình trạng thái bình thường 74 6.6 So sánh với giường chống hoại tử kỹ sư Nguyễn Long Uy Bảo 75 Chương KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 77 7.1 Kết luận .77 7.2 Kiến nghị .77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC 80 viii DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Hoại tử đông thận Hình 2.2: Hoại tử nước não Hình 2.3: Hoại tử mỡ Hình 2.4: Hoại tử bã đậu hạch rốn phổi Hình 2.5: Các vị trí dễ bị hoại tử nằm bất động Hình 2.6: Xoa bóp cho bệnh nhân .9 Hình 2.7: Smart bed system US 20080126132 A1 12 Hình 2.8: Smart bed system architecture 13 Hình 2.9: Tiled architecture 13 Hình 2.10: Giường chống hoại tử Nguyễn Long Uy Bảo 14 Hình 2.11: Giường đa kỹ sư Hà Trọng Dũng 15 Hình 2.12: Một loại giường có tay quay có thị trường 16 Hình 2.13: Giường y tế sử dụng động .17 Hình 2.14: TS.Bác sỹ Tăng Hà Nam Anh Bệnh viện Nguyễn Tri Phương 18 Hình 2.15: Điều dưỡng Nguyễn Thị Nhung .19 Hình 2.16: Điều dưỡng Bùi Thị Yên (Bệnh viện Thống Nhất) 19 Hình 3.1: Cấu tạo xương người 21 Hình 3.2: Xương chân .22 Hình 3.3: Xương tay 22 Hình 3.4: Xương đốt sống 23 Hình 3.5: Xương bả vai .23 Hình 3.6: Khớp động 24 Hình 3.7: Cấu tạo khớp gối .25 Hình 3.8: Khớp cột sống 26 Hình 3.9: Xương hộp sọ 26 Hình 3.10: Quá trình hình thành xương 28 Hình 3.11: Kích thước tổng thể chiều dài chiều rộng giường .31 Hình 3.12: Cấu tạo xương người vị trí khớp thể 32 Hình 3.13: Kết cấu nguyên lý hoạt động giường .33 Hình 3.14: Xương cẳng chân 33 Hình 3.16: Xương cột sống .35 Hình 4.1: Nguyên lý hoạt động giường 43 ix Ø2 53.5 M16 781 M8 20 YÊU CẦU KỸ THUẬT - Độ không đồng tâm Ø16 với Ø20 ≤ 0.1mm Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh TRỤC ĐỠ 1:3 CT3 Ø1 TCVN 1691-75-Đ2- 6-49 84 YÊU CẦU KỸ THUẬT - Đảm bảo mối hàn không bị phá hủy chịu tải 562 326 888 630 20 397 1920 49 TCVN 1691-75-Đ2- 6-49 49 25 25 TCVN 1691-75-Đ2- 6-49 Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh ĐẾ GIƯỜNG 1:10 CT3 160 47 25 40 24 TCVN 1691-75-Đ2- 6-25 10 R5 R3 35 810 TCVN 1691-75-Đ2- 6-32 25 TCVN 1691-75-Đ2- 6-40 25 Người Vẽ YÊU CẦU KỸ THUẬT - Đảm bảo mối hàn không bị phá hủy chịu Kiểm Tra tải Võ Quý Hoàn 11/7 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh TẤM ĐỠ XƯƠNG CHẬU 1:2 SUS 304 Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh THANH U TRÊN 1:5 SUS 304 275 Ø18 Ø1 425 24 34 TCVN 1691-75-T3- 6-30 34 80 171 40 Ø30 380 TCVN 1691-75-Đ2- YÊU CẦU KỸ THUẬT - Đảm bảo mối hàn không bị phá hủy chịu tải 6-26 Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh CƠ CẤU NÂNG CHÂN 1:2 SUS 304 Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh THANH U DƯỚI 1:1 CT3 15 R5 R3.5 10 TCVN 1691-75-Đ2- 6-25 4024 35 25 880 750 TCVN 1691-75-Đ2- 6-40 659 TCVN 1691-75-Đ2- 6-32 25 70 YÊU CẦU KỸ THUẬT - Độ không đồng tâm lề ≤ 0.25mm - Đảm bảo mối hàn không bị phá hủy chịu tải 25 Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh TẤM ĐỠ ĐẦU LƯNG 1:5 SUS 304 1900 48 TCVN 1691-75-Đ2- 6-44 900 YÊU CẦU KỸ THUẬT - Độ không đồng tâm lề ≤ 0.2mm - Độ không đồng tâm lề ≤ 0.12mm - Đảm bảo mối hàn không bị phá hủy chịu tải TCVN 1691-75-Đ2- 6-40 624 85 330 450 722 40 518 220 216 376 60 TCVN 1691-75-Đ2- 6-49 Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 THÂN GIƯỜNG Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 1:10 CT3 Ø1 6-16 Ø16 24 200 380 TCVN 1691-75-Đ2- R3 R1 ,5 1000 Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 KHUNG DỌC Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 1:4 SUS 304 6-32 6-16 200 170 Ø25 33 910 R16 65 TCVN 1691-75-Đ2- 70 6-25 65 TCVN 1691-75-Đ2- 122 320 TCVN 1691-75-Đ2- Ø1 R7 Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 KHUNG NGANG Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 1:3 SUS 304 TCVN 1691-75-Đ2- 6-32 Ø32 M10 840 150° 95 400 10 30 40 YÊU CẦU KỸ THUẬT - Đảm bảo mối hàn không bị phá hủy chịu tải TCVN 1691-75-Đ2- 190 6-32 894 Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh CƠ CẤU NÂNG ĐẦU LƯNG 1:4 SUS 304 24 Ø2 0.5x45° Ø10 Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 CON LĂN Ø23 Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 4:1 PVC Ø10 15 25 1862 15 YÊU CẦU KỸ THUẬT - Độ không đối xứng lỗ Ø10 ≤ 0.25mm Người Vẽ Võ Quý Hoàn 50 15 15 931 Ø1 Ø1 11/7 Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh THANH CẮT KÉO 1:5 CT3 Ø1 TCVN 1691-75-Đ2- 6-25 440 440 Ø7 Ø7 Ø10 25 40 24 10 18 35 15 TCVN 1691-75-Đ2- 6-32 300 250 TCVN 1691-75-Đ2- 6-40 Yêu Cầu Kỹ Thuật: - Độ đồng tâm lề ≤ 0.12mm - Đảm bảo mối hàn không bị phá hủy chịu tải 60 204 Người Vẽ Võ Quý Hoàn 11/7 Kiểm Tra Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh TẤM ĐỠ ĐÙI 1:2 SUS 304 S K L 0 ... 40 4.1 Y? ?u cầu thiết kế giường y tế thông minh 40 4.1.1 Y? ?u cầu thiết kế phần đầu lưng 41 4.1.2 Y? ?u cầu thiết kế phần đỡ xương chậu 41 4.1.3 Y? ?u cầu thiết kế phần đỡ... thiết kế giường từ chuyên gia, người sử dụng - Khảo sát ý kiến chuyên gia việc thiết kế giường ta thông tin sau: Theo TS.Bác sỹ Tăng Hà Nam Anh (Bệnh viện Nguyễn Tri Phương) thiết kế giường y tế thơng... có thiết kế giường đảm bảo sụ thoải mái người sử dụng Ta đề xuất kết cấu giường dựa cấu tạo người hình 3.13 32 Hình 3.13: Kết cấu nguyên lý hoạt động giường Kết cấu đoạn giường thiết kế t? ?y thuộc