Luận văn Nghiên cứu và phát triển xe lăn đa chức năng phục vụ cho người già và tàn tật (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu và phát triển xe lăn đa chức năng phục vụ cho người già và tàn tật (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN MINH QUÂN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN XE LĂN ĐA CHỨC NĂNG PHỤC VỤ CHO NGƯỜI GIÀ VÀ TÀN TẬT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 605204 S K C0 0 3 6 0 8 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2012
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN MINH QUÂN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN XE LĂN ĐA CHỨC NĂNG PHỤC VỤ CHO NGƯỜI GIÀ VÀ TÀN TẬT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 605204 Hướng dẫn khoa học: PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG Tp. Hồ Chí Minh, năm 2012
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN MINH QUÂN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN XE LĂN ĐA CHỨC NĂNG PHỤC VỤ CHO NGƯỜI GIÀ VÀ TÀN TẬT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 605204 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2012
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ và Tên: NGUYỄN MINH QUÂN Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 05-01-1985 Nơi sinh: TP.HCM Địa chỉ liên lạc: 687, QL13, KP3, P. Hiệp Bình Phƣớc, Q. Thủ Đức, TP.HCM Điện thoại: 01642193312 Email: minhquancokhimay@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1. Đại học Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: năm 2007-2009 Nơi học: Trƣờng Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Địa chỉ: 02-Nguyễn Văn Bảo, P. 4, Q. Gò Vấp, TP. Hồ Chí Minh. Nghành học: Công nghệ Cơ Khí 2. Cao học Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: năm 2010-2012 Nơi học: Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Địa chỉ: 01-Võ Văn Ngân, P. Linh Chiểu, Q. Thủ Đức, Tphcm. Nghành học: Cơ Khí Máy i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 10 năm 2012 ii
6. LỜI CẢM ƠN Học viên xin chân thành cảm ơn công sức của tất cả các Thầy, Cô giáo trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh đã giảng dạy học viên trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trƣờng. Học viên xin chân thành cảm ơn tất cả quý Thầy Cô giáo của phòng đào tạo sau đại học và Khoa Cơ Khí Máy trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh. Đặc biệt học viên xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đối với thầy PGS.TS Nguyễn Ngọc Phƣơng và TS. Nguyễn Trƣờng Thịnh đã tận tình hƣớng dẫn cho học viên trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Cuối cùng xin chân thành cảm ơn sự góp ý và chia sẻ của các tất cả các chị học viên trong lớp. iii
7. TÓM TẮT Xe lăn tự hành đa chức năng là sự kết hợp giữa xe lăn truyền thống và thiết bị hỗ trợ bệnh nhân trong việc nâng hạ xuống giƣờng bệnh. Thiết bị này có thể di chuyển linh hoạt, giúp lấy đồ vật ở trên cao, hỗ trợ thay đổi vị trí ngồi và phục hồi chức năng đi lại cho ngƣời sử dụng. Để có thể thực hiện đƣợc các chức này đòi hỏi xe lăn phải có hệ thống khung bảo đảm về độ bền, độ linh hoạt, độ ổn định cũng nhƣ kiểu dáng phù hợp với ngƣời sử dụng. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành thiết kế hệ thống khung xe và tính toán lại nhằm đƣa ra đƣợc kết cấu tối ƣu về khối lƣợng của hệ thống khung xe nhƣng vẫn bảo đảm về tính kinh tế và kĩ thuật. Để làm đƣợc những nhiệm vụ này, chúng tôi sử dụng phần mềm soilwork 2010 trong việc thiết kế và phần mềm ansys trong việc tính toán tối ƣu. iv
8. ABSTRACT Multi-functional wheelchair is a combination of traditional wheelchair and equipment in support of lifting patients into hospital beds. This device can move flexibly, to help get things from above, supports change seating position and movement rehabilitation for users. To perform this function requires the wheelchair to ensure system reliability framework, flexibility, reliability and style suit the user. Therefore, we conducted system design chassis and recalculate to identify the optimal structure in terms of volume but the system chassis guarantee the economic and technical. In oder to make these works, we use software Soilwork 2010 in the design and ANSYS software to calculate optimal. Keywords- Optimal structure, wheelchair, Structure analysis. v
9. MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC Error! Bookmark not defined. LỜI CAM ĐOAN Error! Bookmark not defined. LỜI CẢM ƠN Error! Bookmark not defined. TÓM TẮT Error! Bookmark not defined. SUMMARY Error! Bookmark not defined. Chƣơng 1. TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined. 1.1. Tình hình nghiên cứu Error! Bookmark not defined. 1.1.1. Nƣớc ngoài Error! Bookmark not defined. 1.1.2. Trong nƣớc 4 1.2. Tính cấp thiết của đề tài 7 1.3. Mục tiêu đề tài 7 1.4. Cách tiếp cận và hƣớng nghiên cứu 8 1.5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Error! Bookmark not defined. 1.6. Nội dung nghiên cứu 8 Chƣơng 2. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU 9 2.1. Quá trình thiết kế máy và chi tiết máy 9 2.2. Phân tích và lựa chọn kết cấu 10 2.2.1. Chế độ làm việc của xe 10 2.2.2. Nguyên lý làm việc của xe 10 2.3. Các phƣơng án đề xuất cho cơ cấu di chuyển 11 2.3.1. Di chuyển bằng chân 11 2.3.2. Di chuyển bằng xích 12 2.3.3. Di chuyển bằng bánh xe cao su 13 vi
10. 2.3.4. Các loại bánh xe 15 2.4. Các phƣơng án đề xuất cho cơ cấu nâng 17 2.4.1. Cơ nâng nâng bằng xi lanh thủy lực 17 2.4.2. Cơ nâng nâng bằng tời kéo cáp 18 2.4.3. Cơ nâng nâng bằng bánh răng thanh răng 19 2.4.4. Cơ nâng nâng bằng trục vít me đai ốc bi 20 Chƣơng 3. THIẾT KẾ CƠ KHÍ VÀ TÍNH TOÁN KẾT CẤU 22 3.1. Lý thuyết về nhân trắc học trong thiết kế không gian xe 22 3.2. Thiết kế cơ khí 23 3.2.1. Thiết kế khung chính 23 3.2.2. Thiết kế khung nâng 24 3.2.3. Thiết kế khung ghế xoay 25 3.2.4. Lắp ráp toàn bộ hệ thống khung 25 3.3. Tính toán kết cấu xe 27 3.3.1. Chọn động cơ xoay trục vít me bi 31 3.3.2. Chọn động cơ đẩy 33 3.3.3. Chọn động cơ lái 34 3.3.4. Chọn động cơ xoay ghế ngồi 35 3.3.5. Chọn động đỡ ngƣời 36 3.4. Động học bánh lái xe lăn 36 Chƣơng 4. THỰC NGHIỆM 39 4.1. Đánh giá kết cấu khung xe 39 4.2. Kết quả mô phỏng ứng suất và chuyển vị của xe 42 4.2.1. Phƣơng pháp phần tử hữu hạn trong phân tích kết cấu 42 vii
11. 4.2.2. Kết quả mô phỏng 44 4.3. Thực nghiệm 53 4.4. Tối ƣu hóa hệ thống khung 56 4.4.1. Lý thuyết tối ƣu hóa kết cấu 56 4.4.2. Mô phỏng 57 4.4.2. Đánh giá kết quả 59 Chƣơng 5. KẾT LUẬN 60 Tài liệu tham khảo 61 viii
12. DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Các kiểu xe lăn đầu tiên 1 Hình 1.2. Sự phát triển của xe lăn hỗ trợ bệnh nhân 2 Hình 1.3. Xe lăn Permovel 3 Hình 1.4. Sự phát triển của thiết bị nâng hỗ trợ bệnh nhân 3 Hình 1.5. Chiếc xe lăn PET 4 Hình 1.6: Các sản phẩm xe lăn của công ty Kiến Tường 5 Hình 1.7. Xe lăn điện ứng dụng ERGONOMICS 6 Hình 2.1. Mô hình xe lăn đa chức năng 13 Hình 2.2. Sự sắp xếp chân của các loài động vật khác nhau 14 Hình 2.3. Robot di chuyển bằng chân 14 Hình 2.4. Robot di chuyển bằng bánh xích 15 Hình 2.5. Xe lăn và Robot di chuyển bằng bánh xe 16 Hình 2.6. Các loại bánh xe sử dụng cho mobile robot 17 Hình 2.7. Các cách bố trí bánh xe cho mobile robot 17 Hình 2.8. Cơ cấu di chuyển cho xe lăn đa chức năng 18 Hình 2.9. Mô hình xe lăn sử dụng cơ cấu nâng bằng xi lanh thủy lực 19 Hình 2.10.Mô hình xe lăn sử dụng cơ cấu nâng bằng tời kéo cáp 19 Hình 2.11. Mô hình xe lăn sử dụng cơ cấu nâng bằng bánh răng thanh răng 20 Hình 2.12. Mô hình xe lăn sử dụng cơ cấu nâng bằng trục vít me đai ốc bi 21 Hình 3.1. Các kích thước tham chiếu về nhân trắc học 23 Hình 3.2. Kích thước thiết kế của khung chính 24 Hình 3.3. Kích thước thiết kế của khung nâng 24 Hình 3.4. Kích thước thiết kế của khung ghế xoay 25 Hình 3.5. Lắp ráp hệ thống khung 26 Hình 3.6. Bản vẽ tháo lắp chi tiết của xe lăn đa chức năng 26 Hình 3.7. Sơ đồ hệ thống truyền động của xe lăn 27 Hình 3.8. Bộ truyền vít me đai ốc bi và truyền xích sau khi chế tạo 33 Hình 3.9. Bộ truyền bánh răng nón cho cơ cấu lái sau khi chế tạo 35 ix
13. Hình 3.10. Sơ đồ tính lực nâng đỡ người 36 Hình 3.11. Mô hình dẫn động xe lăn 36 Hình 3.12. Mô hình động học hệ thống dẫn động 37 Hình 4.1. Mô hình xe lăn sau khi chế tạo 39 Hình 4.2. Kết quả mô phỏng ứng suất sinh ra tại ổ đỡ khi ghế ngồi ở vị trí cao nhất với góc quay là 1800 41 Hình 4.3. Kết quả mô phỏng ứng suất ổ bi và trục được tách ra 41 Hình 4.4. Kết quả mô phỏng chuyển vị toàn phần của xe khi ghế ngồi ở vị trí thấp nhất với góc quay là 0o 42 Hình 4.5. Biểu đồ kết quả mô phỏng mối quan hệ giữa ứng suất với góc quay tương ứng với các chiều cao nâng (60kg) 46 Hình 4.6. Biểu đồ kết quả mô phỏng mối quan hệ giữa chuyển vị với góc quay tương ứng với các chiều cao nâng (60kg) 46 Hình 4.7. Biểu đồ kết quả mô phỏng mối quan hệ giữa ứng suất với góc quay tương ứng với các chiều cao nâng (70kg) 48 Hình 4.8. Biểu đồ mô phỏng thể hiện mối quan hệ giữa chuyển vị với góc quay tương ứng với các chiều cao nâng (70kg) 48 Hình 4.9. Biểu đồ kết quả mô phỏng mối quan hệ giữa ứng suất với góc quay tương ứng với các chiều cao nâng (80kg) 50 Hình 4.10. Biểu đồ kết quả mô phỏng mối quan hệ giữa chuyển vị với góc quay tương ứng với các chiều cao nâng (80kg) 50 Hình 4.11. Sơ đồ kiểm tra độ chuyển vị của xe lăn 54 Hình 4.12. Mô hình thí nghiệm đo chuyển vị thực tế 54 Hình 4.13. Đồ thị kết quả đo chuyển vị giữa mô phỏng và thực tế của khung xe 55 Hình 4.14. Mô hình đặt tải và các điều kiện ràng buộc 58 Hình 4.15. Kết quả sau khi tối ưu hóa mẫu số 1 và số 2 58 Hình 4.16. Kết quả mô phỏng ứng suất của mẫu số 1 và số 2 58 Hình 4.17. Kết quả mô phỏng chuyển vị của mẫu số 1 và số 2 59 x
14. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. So sánh ưu nhược điểm của các cơ cấu di chuyển 14 Bảng 3.1. Kích thước tham chiếu về nhân trắc học 23 Bảng 3.2. Giá trị áp suất cho phép 28 Bảng 3.3. Giá trị ψH và ψh 28 Bảng 4.1. Thông số kỹ thuật xe lăn 40 Bảng 4.2. Khối lượng của các chi tiết trong máy 41 Bảng 4.3. Cơ tính của các loại thép sử dụng 41 Bảng 4.4. Bảng giá trị ứng suất mô phỏng tại ổ trục (MPa) trong trường hợp người có khối lượng 60kg 47 Bảng 4.5. Bảng giá trị chuyển vị mô phỏng tại ổ trục (MPa) trong trường hợp người có khối lượng 60kg 47 Bảng 4.6. Bảng giá trị ứng suất tại mô phỏng ổ trục (MPa) trong trường hợp người có khối lượng 70kg 49 Bảng 4.7. Bảng giá trị chuyển vị mô phỏng tại ổ trục (MPa) trong trường hợp người có khối lượng 70kg 49 Bảng 4.8. Bảng giá trị ứng suất mô phỏng tại ổ trục (MPa) trong trường hợp người có khối lượng 80kg 51 Bảng 4.9. Bảng giá trị chuyển vị mô phỏng tại ổ trục (MPa) trong trường hợp người có khối lượng 80kg 51 Bảng 4.10. Kết quả sau khi tối ưu 59 xi
15. Chƣơng 1 TỔNG QUAN Cuộc sống ngày càng đƣợc cải thiện do sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế xã hội, chất lƣợng cuộc cũng tăng lên điều này làm tuổi thọ của con ngƣời cũng tăng lên. Theo nghiên cứu thì hiện nay hơn 10% dân số của thế giới là những ngƣời trên 60 tuổi và đến năm 2050 thì tỉ lệ này sẽ tăng lên hơn gấp đôi và tỉ lệ tăng lớn nhất là những ngƣời 85 tuổi và những ngƣời già hơn nữa [1]. Theo Ủy ban Quốc gia Ngƣời cao tuổi Việt Nam cho biết, ở Việt Nam số lƣợng ngƣời cao tuổi ngày càng tăng và tăng nhanh trong những năm gần đây. Năm 1989 tỷ lệ ngƣời cao tuổi chiếm 7,2% dân số và năm 2007 là 9,45% . Dự báo tỷ lệ này sẽ tăng đột biến từ năm 2010 và có thể đạt 16,8% vào năm 2029 [10]. Chính vì điều này mà số lƣợng ngƣời dùng để chăm sóc những ngƣời già cũng phải tăng theo để đáp nhu cầu của xã hội. Nhƣng theo một nghiên cứu thì số lƣợng những ngƣời cần cho việc chăm sóc ngƣời già ngày càng ít đi, vào năm 1950 thì có 8 ngƣời trƣởng thành chăm sóc và hỗ trợ một ngƣời 65 tuổi hay lớn hơn. Ngày nay tỉ lệ này là 5 ngƣời trên một ngƣời già và đến năm 2020 thì chỉ còn 3 ngƣời trƣởng thành chăm sóc một ngƣời già [2]. Do tính chất công việc nặng nhọc và nhàm chán nên tỉ lệ này giảm là một điều tất yếu vì vậy rất cần một thiết bị hỗ trợ cho những ngƣời già để họ có thể độc lập trong mọi hoạt động hằng ngày. Thiết bị này có thể di chuyển linh hoạt, giúp lấy đồ vật ở trên cao, hỗ trợ thay đổi vị trí ngồi và phục hồi chức năng đi lại cho ngƣời sử dụng. Để hiểu rõ thêm về tình hình sự phát triển của các thiết bị hỗ trợ cho ngƣời già và tàn tật, tôi đã tiến hành tìm hiểu tình hình nghiên cứu phát triển của các thiết bị này ở trong và ngoài nƣớc. 1
16. 1.1. Tình hình nghiên cứu 1.1.1. Nƣớc ngoài Theo nhƣ định nghĩa thì xe lăn (Wheelchair) là phƣơng tiện hỗ trợ có bánh xe, giúp những ngƣời gặp khó khăn trong việc đi lại có thể di chuyển đƣợc trong không gian tự đi hoặc có ngƣời khác đẩy đi. Chiếc xe lăn đầu tiên đƣợc phát minh năm 1595, đƣợc thiết kế dành cho vua Philip II của Tây Ban Nha bởi một nhà phát minh vô danh. Hình 1.1. Các kiểu xe lăn đầu tiên [4] Năm 1655, Stenphen Farfler là một thợ sửa đồng hồ bị liệt 2 chân đã tạo nên một chiếc ghế tự đẩy đi trên ba bánh xe. Vào năm 1783, John Dawson của thành phố Bath ở nƣớc Anh đã phát minh ra chiếc xe lăn đƣợc đặt theo tên riêng của thành phố Bath. Dawson đã thiết kế 2 cái bánh thật lớn và thêm 2 cái bánh nhỏ kế bên. Chiếc xe lăn Bath đƣợc bán rộng rãi hơn tất cả những xe khác vào những năm đầu của thế kỉ 19. Tuy nhiên, chiếc xe lăn của Bath không hoàn toàn thoải mái và đã có rất nhiều cải tiến cho xe lăn này. Vào năm 1869, quyền sáng chế xe lăn đã đƣợc công nhận và đã trình làng mô hình đầu tiên với bộ điều khiển bánh xe và những cái bánh nhỏ giúp điều khiển tốt hơn. Vào những năm 1867-1875, những nhà phát minh đã đƣa thêm những miếng cao su rỗng vào bánh xe tƣơng tự sử dụng trong xe đạp trên vành kim 2
17. loại. Vào năm 1881, dụng cụ đẩy để tự đẩy về phía trƣớc đƣợc phát minh. Năm 1900, bánh xe căm đầu tiên đƣợc xuất hiện và đƣợc sử dụng trong bánh xe. Năm 1916, bánh xe có motor đầu tiên đƣợc sản xuất ở Luân Đôn. Năm 1932, kĩ sƣ Harry Jennings đã tạo nên bánh xe lăn thép hình ống. Đó chính là chiếc xe thép hình ống đầu tiên trên thế giới tƣơng tự nhƣ xe đƣợc sử dụng ngày nay. Chiếc xe này đƣợc tạo nên dành cho ngƣời bạn của Jenny bị bệnh liệt cả hai chân Herbert Everest. Và kể từ đó cho đến nay các mẫu xe lăn liên tục đƣợc cải tiến phát triển cả về hình dáng và mức độ linh hoạt, chúng giúp cho ngƣời sử dụng cảm thấy thoải mái và tự tin hơn. Hình 1.2 thể hiện sự phát triển của các loại xe lăn cả về hình dáng, sự tiện lợi. Hình 1.2. Sự phát triển của các loại xe lăn hỗ trợ bệnh nhân [1] Gần đây các nhà nghiên cứu Nhật dẫn đầu bởi Masaharu Komori, một giáo sƣ về kỹ thuật trong y khoa cộng tác với trƣờng đại học Kyoto, đã phát minh ra chiếc Permoveh, hay Phƣơng tiện Di chuyển Cá nhân (Personal Mobility Vehicle) đƣợc thể hiện ở hình 1.3. Đây là một mẫu thiết kế xe lăn thế hệ mới đƣợc trông đợi sẽ hỗ trợ và nâng cao chất lƣợng cuộc sống cho những ngƣời khuyết tật [6]. Chiếc xe lăn Permovel có tới bốn bánh xe cùng kích thƣớc, và mỗi bánh xe đƣợc gắn 32 con lăn có thể xoay vuông góc với vành bánh xe. Nhờ các con lăn này, chiếc xe lăn có thể di chuyển theo bất cứ hƣớng nào theo mong muốn của ngƣời sử dụng với điểu khiển cầm tay. 3
18. Hình 1.3. Xe lăn Permovel [6] Bên cạnh sự phát triển của xe lăn còn có sự phát triển của các thiết bị hỗ trợ nâng hạ, thiết bị này giúp ngƣời chăm sóc không bị mất sức cũng nhƣ chấn thƣơng xảy ra trong quá trình thay đổi vị trí của bệnh nhân nhƣ từ xe lăn lên giƣờng bệnh hay lên ô tô hoặc ngƣợc lại. Hình 1.4 thể hiện các thiết bị nâng hỗ trợ bệnh nhân. Hình 1.4. Sự phát triển của thiết bị nâng hỗ trợ bệnh nhân [1] 1.1.2. Trong nƣớc Hiện nay ở Việt Nam, những loại xe dành cho ngƣời khuyết tật khá đa dạng về chủng loại. Tuy nhiên, hầu hết những sản phẩm này đều có xuất xứ từ nƣớc ngoài, giá thành cao, bảo hành, bảo dƣỡng khó khăn, hơn nữa đa số các xe lăn bằng tay hoặc cần có ngƣời đẩy, hạn chế khả năng của ngƣời khuyết tật. Trƣớc nhu cầu thực 4
19. tế của nhiều ngƣời khuyết tật, bệnh nhân cũng nhƣ ngƣời có tuổi cần có các phƣơng tiện đi lại, dễ sử dụng, giá thành rẻ. Trung tâm nghiên cứu ứng dụng và sáng tạo công nghệ, Khoa Điện, Đại học Bách khoa dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS. Tạ Cao Minh đã tiến hành nghiên cứu và chế tạo ra chiếc xe lăn điện với tên gọi PET đƣợc thể hiện nhƣ hình 1.5, đây một giải pháp di chuyển mới cho ngƣời già và ngƣời khuyết tật. Điểm đặc biệt nhất của chiếc xe này là rất cơ động, sử dụng cùng lúc hai động cơ điện một chiều không chổi than, mỗi động cơ điều khiển một bánh xe. Nhờ vậy, hệ thống truyền động của xe trở nên đơn giản hơn so với các xe cùng loại của nƣớc ngoài sản xuất, do đó hạn chế đƣợc các hỏng hóc cũng nhƣ tiêu tốn năng lƣợng ít hơn. Hình 1.5. Chiếc xe lăn PET [7] Công ty Kiến Tƣờng là một trong những nhà sản xuất xe lăn lớn tại Việt Nam đã tạo ra nhiều sản phẩm đáp ứng đƣợc nhu cầu của thị trƣờng. Còn các xe lăn tự động nhiều chức năng chủ yếu là nhập từ nƣớc ngoài với chi phí rất cao. Các sản phẩm ở hình 1.6 thể hiện một trong những sản phẩm mới của công ty Kiến Tƣờng, đã đƣợc đƣa ra thị trƣờng và đã góp phần hỗ trợ việc di chuyển của những ngƣời già và tàn tật. 5
20. (a) (b) (c) Hình 1.6. Các sản phẩm xe lăn của công ty Kiến Tƣờng [8] (a). Xe lăn vƣợt địa hình (b). Xe lăn điện (c). Xe lăn bàn đa năng Nếu nhƣ các thiết kế về xe lăn điện trƣớc đây chỉ đơn thuần sử dụng trong việc đi lại thì thiết kế lần này của các SV ĐH Bách khoa Đà Nẵng còn mang tính hỗ trợ sinh hoạt tối đa. Đây là đề tài nghiên cứu ứng dụng ERGONOMICS vào thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh một chiếc xe lăn điện với nhiều tính năng phục vụ cho ngƣời tàn tật và ngƣời già trong sinh hoạt hàng ngày và đƣợc thể hiện ở hình 1.7. Tất cả các chuyển động của xe đƣợc điều khiển bằng một cần điều khiển (Joystick) duy nhất. Hình 1.7. Xe lăn điện ứng dụng ERGONOMICS [9] 6
21. 1.2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Tình hình chăm sóc sức khỏe cho ngƣời dân đã đƣợc cải thiện nhƣng vẫn còn rất hạn chế so với các nƣớc trong khu vực. Đặc biệt là các thiết bị hỗ trợ các nhân viên y tế không bị những chấn thƣơng trong việc thay đổi vị trí của ngƣời bệnh nhƣ giúp nâng bệnh nhân từ xe lăn lên giƣờng bệnh hay ngƣợc lại và thiết bị này cũng giúp những bệnh nhân cao tuổi, ngƣời tàn tật và những ngƣời cần phục hồi chức năng trong việc đi lại. Các thiết bị này giúp họ tự chủ động trong di chuyển, tuy nhiên hiện nay đang rất thiếu. Đây là một điều đáng tiếc vì nƣớc ta số lƣợng ngƣời cao tuổi và tàn tật là tƣơng đối nhiều, và đây là một thị trƣờng đầy tiềm năng. Nếu đƣợc chế tạo và đƣa vào sử dụng sẽ góp phần làm cho cuộc sống của những ngƣời sử dụng nó trở nên thoải mái và tự tin hơn. 1.3. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Làm chủ công nghệ thiết kế và chế tạo xe lăn mang tính chất đa chức năng phù hợp với ngƣời Việt Nam. Xe này có thể thực hiện đƣợc các chức năng di chuyển, nâng hạ, thay đổi vị trí, phục hồi chức năng cho ngƣời bệnh, ngƣời già và tàn tật. Chế tạo thử nghiệm hoàn chỉnh 1 xe lăn đa chức năng. Xe đƣợc thiết kế phù hợp với những tiêu chí đó là có kết cấu cơ khí đơn giản và hiệu quả, khả năng di chuyển linh hoạt, phù hợp với sản xuất hàng loạt. 1.4. CÁCH TIẾP CẬN, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Cách tiếp cận Nghiên cứu, tham khảo và rút kinh nghiệm từ mẫu xe lăn di động tiêu biểu của các hãng sản xuất, các viện nghiên cứu và các trƣờng đại học các nƣớc tiên tiến trên thế giới để từ đó lựa chọn công nghệ phù hợp và giải pháp tối ƣu. 7
22. S K L 0 0 2 1 5 4