CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CƠ KHÍ
3.3. Phương án thiết kế
Trước hết để có thể xác định một phương pháp thiết kế tốt nhất thì ta cần phân tích nhiều cơ cấu đáp ứng nhu cầu của chúng ta. Từ mục 3.2 chúng ta đã xác định được cánh tay robot cần phải có 2 xoay quanh trục Z và X như công thức 3.1. Vì vậy
ta cần có 2 bậc tự do.
Functions Concept 1 Concept 2 Concept 3 Concept 4 Concept 5 1.Scalp
Massage
Roller (Oscillation)
Water Manual Acupuncture Heat (thermo)
2.Scalp
Wash
Soft touch
Blow with air Chemical Splashing water and
shampoo mixture
Ultraviolet or Bactericidal rays
17
3. Neck
Massage
Splashing area Roller, scroll
Vibrate Waves, electrical
impulses
soft pillows (static)
Hình 3.2. Phương pháp 6 𝛔 nhằm xác định cách massage và gội đầu cho bệnh nhân
Thứ nhất để thiết kế một cơ cấu thì cần phải tìm hiểu lý thuyết về massage để xác định được những yêu cầu chuyển động như đã trình bày ở chương 2.
Thứ hai, phải lựa chọn cấu hình phù hợp nhất như đã phân tích và lựa chọn cơ cấu nối tiếp như Bảng 3.2.
Thứ ba, cần tìm hiểu về kích thước nhân trắc học để có thể tìm được những kích thước của các khâu, từ đó mới có thể đưa ra những kích thước phù hợp với việc massage trên đầu người. Song song với việc này thì cũng đồng thời phải đưa ra vật liệu
đủ bền, nhẹ và cân nhắc về giá thành để có thể thiết kế.
Thứ tư, vì đây là một sản phẩm chúng em muốn đưa ra ứng dụng thực tiễn. Nên thẩm mỹ là một yêu cầu không thể thiếu. Không những yêu cầu ngoại hình đẹp mà cần phải có những hình dạng hợp lý để có thể gấp xếp một cách tiện lợi nhất.
Vậy nên việc lựu chọn phương án hai bậc tự do và dùng lực nước để đáp ứng vai trò làm sạch da đầu và để thực hiện massage một cách dễ dàng nhất không bị bó hẹp bởi không gian hoạt động chúng em chọn phương án dùng thủy liệu bắn lực nước
có áp suất lên bề mặt da đầu và gối kê đầu bệnh nhân cố định để dễ dàng định hình như hình
Cuối cùng, là việc tính toán chính xác các thông số kỹ thuật để đảm bảo rằng phần cơ khí là tốt, từ đó mới chuyển sang điều khiển được. Đây cũng là một yêu cầu rất thiết thực trong việc thiết kế, nếu phần cơ khí không tốt thì sẽ rất khó khăn để điều khiển.
Với các phương pháp massage, bấm huyệt hay đấm hay còn gọi là quá trình massage có thể sử dụng để trị liệu cho người bệnh xử lý trên da đầu. Vì vậy không gian hoạt động của robot massage nên bao phủ toàn bộ đầu người cũng như các hoạt động phải diễn ra đối xứng nhằm lưu thông và tuần hoàn máu. Quá trình massage kiểu Việt Nam kết hợp 2 vấn đề là massage vật lý trị liệu và truyền năng lượng. Quá trình massage đầu dựa trên những đường năng lượng dọc theo cơ thể người với mục đích kích hoạt lưu thông máu. Quá trình massage đầu thường xuyên có tác dụng kích thích tuyến nội tiết hoạt động ổn định hơn, đồng thời làm giảm lượng chất nhờn tiết ra qua các lỗ chân lông, giúp cho người bệnh có một cơ thể khỏe mạnh. Quá trình vuốt, day
ấn sẽ làm giãn nở mạch làm giúp giảm áp lực cho tim và trực tiếp thúc đẩy tuần hoàn
18
máu nhanh hơn. Những động tác day ấn, miết dọc theo bó cơ được lặp đi lặp lại sẽ nhanh chóng làm biến mất sự căng thẳng và đau nhức ở các phần cơ bắp, giúp cho người bệnh một cơ thể dẻo dai, tinh thần sung mãn. Vì vậy để đánh thức toàn bộ cơ thể nhằm trị liệu cũng như đảm bảo cơ chế tạo lưu thông máu trên toàn đầu thì cần tạo chuyển động của 2 đầu massage đối xứng qua đường kinh trên bề mặt đầu như cách
mà các kỹ thuật viên massage đang thực hiện trên đầu người. Các hoạt động này có thể
là đối xứng qua đường chân tóc hoặc là bất đối xứng tuy nhiên phải dựa trên cơ sở y học cổ truyền Việt Nam là khí huyệt đạo. Để đáp ứng được điều này nhóm đã đưa ra những cơ cấu như bảng 3.2
Bảng 3.2 Phân tích ưu nhược điểm của các cấu hình đề xuất cho robot.
Tên cơ cấu Ưu điểm Nhược điểm Mô hình
Nối tiếp
khá linh hoạt, chuyển động mượt
mà, có thể chuyển động đa dạng theo nhiều quỹ đạo và không gian hoạt động lớn
giá thành cao và kích thước lớn, bệ
đỡ robot thường rời so với giường
x
z y
R
R
R
q1
q2
q3
z1
z2
z3
α β
q1
q2
z0
z1
x1
z1
z2
x2
x0
β
R
l2
R
Song song
tiết kiệm được không gian, chế tạo
dễ, giá thành tương đối không cao
Quá trình điều khiển sẽ khó khăn hơn, khó mượt hơn và độ phân giải của đầu công tác cũng giảm đáng kể
19
Từ những ưu nhược điểm của các phương pháp thiết kế trên, ta có thể thấy được cấu hình tối ưu cho robot massage là cấu hình song son. Bởi vì những ưu điểm rất phù hợp với yêu cầu thiết kế nhỏ gọn, giá thành thấp. Những khuyết điểm của cấu hình song song cũng không đáng ngại cho việc masasge, vì một độ phân giải quá cao
là một điều không thực sự cần thiết khi massage.