2.1. Nhu cầu thực tế và nhiệm vụ của sản phẩm
- Chân được làm từ vật liệu Composite Carbon có cấu trúc nguyên khối. - Thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng thay thế khi chân bị hư hỏng.
- Độ cứng của chân phù hợp với một khoảng đối tượng, cụ thể tác giả chọn đối tượng trong khoảng cân nặng từ 50kg – 60kg, chiều cao từ 1m50 – 1m60, di chuyển với vận tốc 1m/s.
2.2. Phương án thiết kế 2.2.1. Mẫu thiết kế. 2.2.1. Mẫu thiết kế. Mẫu thiết kế 1:
Hình 2.1. Mơ hình chân giả bằng cơ cấu mềm [11]
Ưu điểm:
Giảm chấn khi di chuyển
Giảm tiếng ồn phát ra khi di chuyển Tăng độ chính xác, giảm độ mài mịn
Có khả năng tích trữ và giải phóng năng lượng phù hợp với từng chu kỳ bước giúp bệnh nhân di chuyển thoải mái và giảm tiêu hao năng lượng của cơ thể. Độ bền cao
Nhược điểm:
Được làm nguyên khối nên gia công phức tạp.
Khối lượng của chân còn lớn, ảnh hưởng tới việc di chuyển của bệnh nhân.
Trang 40
Hình 2.2. Mơ hình chân giả của hãng Freedom Innovations
Ưu điểm:
Đơn giản, gọn nhẹ. Có tính thẩm mỹ cao.
Khả năng di chuyển trên các địa hình phức tạp. Khả năng tích trữ năng lượng khi di chuyển.
Được chế tạo từ từng tấm Composite sợi thủy tinh nên dễ dàng thay thế khi có bất kỳ bộ phận nào bị hư hỏng.
Nhược điểm:
Do là sản phẩm nhập ngoại nên giá thành còn cao.
Mẫu thiết kế 3:
Hình 2.3. Mơ hình chân giả kết hợp bởi 3 tấm Carbon Composite
Ưu điểm:
Đơn giản, nhẹ
Thiết kế từ 3 tấm Carbon Composite riêng biệt nên có khả năng thay thế khi một trong 3 tấm hư hỏng.
Vì làm từ 3 tấm Carbon Composite riêng biệt nên độ cứng của mỗi tấm có thể thay đổi để phù hợp với nhu cầu của người sử dụng.
Tấm mu bàn chân
Tấm gót bàn chân
Trang 41 Có tính thẩm mỹ cao.
Nhược điểm:
Giữa các tấm dễ bị mất đi sự liên kết trong quá trình sử dụng.
Khó trong việc lựa chọn độ cứng của mỗi tấm để phù hợp với bệnh nhân
Mẫu thiết kế số 4:
Hình 2.4. Mơ hình chân giả bằng 2 tấm carbon composite kết hợp tấm đệm cao su
Ưu điểm:
Thiết kế đơn giản, dễ chế tạo
Tấm đệm cao su giúp giảm chấn và tích trữ năng lượng khi di chuyển
Làm từ 2 tấm carbon composite riêng biệt nên dễ dàng thay thế khi bị hư hỏng.
Nhược điểm:
Giữa các tấm dễ bị mất đi sự liên kết trong q trình sử dụng. Tính thẩm mỹ khơng cao
2.2.2. Lựa chọn mẫu thiết kế.
Qua những phân tích về ưu nhược điểm từ 4 mơ hình chân giả khác nhau. Kết hợp với phương pháp chế tạo Composite Carbon mà tác giả sử dụng để nghiên cứu, thực hiện đề tài thì phương án 4 là phương án khả thi và dễ thực hiện hơn so với 3 phương án còn lại.
2.2.3. Cơ sở thiết kế.
Mẫu thiết kế tác giả lựa chọn được thiết kế dựa trên hình dáng của mẫu chân giả Rush Hipro của hãng Rush Foot. Đây là mẫu chân được chế tạo từ vật liệu sợi thủy tinh. Mẫu thiết kế đã được tác giả đơn giản hóa để phù hợp với phương pháp chế tạo thủ công mà tác giả sử dụng.
Tấm gan bàn chân
Tấm mu bàn chân Tấm đệm cao su
Trang 42
Hình 2.5. Mẫu chân giả Rush Hipro của hang Rush Foot
2.2.4. Lựa chọn vật liệu.
Tác giả lựa chọn vật liệu Composite Carbon vì đây là vật liệu chính mà đề tài này đề cập tới để nghiên cứu và phát triển. Ngồi ra, đây cịn là một vật liệu nhẹ - chắc – bền – không gỉ - chịu hóa chất – chịu thời tiết và có giá thành hợp lý.
Trang 43