zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Y Tế - Sức Khoẻ

» Y khoa - Dược

Nghiên cứu - thiết kế - chế tạo mô hình hỗ trợ lực chân (Exoskeletons)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

29
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay trên thế giới có 68 triệu người đang ngồi xe lăn tính đến năm 2011, tương đương 1% dân số thế giới, hoặc những người trẻ bị chấn thương cột sống và tương lai trước mắt của họ khi tuổi đời còn quá ngắn và những người lớn tuổi bị bệnh về xương khớp. Và suốt hơn 500 năm qua những đối tượng trên không còn lựa chọn nào khác ngoài xe lăn. Sau năm 2000, các EXO ra đời để phục vụ nhu cầu sống, nhu cầu đi lại, giảm tự ti cũng như gánh nặng xã hội.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu - thiết kế - chế tạo mô hình hỗ trợ lực chân (Exoskeletons)

Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học NGHIÊN CỨU - THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỖ TRỢ LỰC CHÂN (EXOSKELETONS) Nguyễn Khắc Duy* Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long *Tác giả liên hệ: ngkhacduy1810@gmail.com. TÓM TẮT Hiện nay trên thế giới có 68 triệu người đang ngồi xe lăn tính đến năm 2011, tương đương 1% dân số thế giới, hoặc những người trẻ bị chấn thương cột sống và tương lai trước mắt của họ khi tuổi đời còn quá ngắn và những người lớn tuổi bị bệnh về xương khớp. Và suốt hơn 500 năm qua những đối tượng trên không còn lựa chọn nào khác ngoài xe lăn. Sau năm 2000, các EXO ra đời để phục vụ nhu cầu sống, nhu cầu đi lại, giảm tự ti cũng như gánh nặng xã hội. Ngoài ra còn giúp cho người bình thường sở hữu một đôi chân khỏe mạnh, nâng những vật nặng gấp hàng chục lần trọng lượng cơ thể, nhảy cao, chạy nhanh, giúp ích trong việc vận chuyển hàng hóa và hoạt động hằng ngày cũng như nhu cầu di chuyển sạch, lao động sạch nhờ vào khung giáp ngoài đeo vào cơ thể. Với quy trình sản xuất và chế tạo hiện đại bật nhất hiện nay bằng công nghệ Scan 3D, In 3D, Gia công chi tiết bằng công nghệ thiết kế nhanh, tạo mẫu ngược và cắt gọt kim loại CNC, phần khung chịu lực được chế tạo từ Titanium sử dụng điện 24V.DC, nhóm dựa vào lợi thế, cơ sở vật chất hiện tại, dựa vào kết quả thực nghiệm tại các Trung tâm Vật lý trị liệu bằng EXO sử dụng năng lượng khí nén trong những giai đoạn đầu, nhóm tin rằng sẽ hoàn thiện được các EXO và hiện thực hóa cũng như thương mại hóa các EXO đến các đối tượng có nhu cầu. Từ khóa: Mô hình, lực chân. RESEARCH - DESIGN - MANUFACTURING MODEL SUPPORT LEG STRENGTH (EXOSKELETONS) Nguyen Khac Duy* Vinh Long University of Education Technology *Corresponding author: ngkhacduy1810@gmail.com ABSTRACT Currently there are 68 million people in the world are sitting in a wheelchair in 2011, equivalent to 1% of the world population, or the young people suffered spinal injuries and their immediate future when life's too short and the older people are sick of the bone joints. And for over 500 years the people has no choice other than a wheelchair. After the year 2000, the EXO was born to serve the needs of living, walk, reduce inferiority as well as social burden. There is also help for ordinary people to own a healthy legs, lifting heavy items to fold dozens of times their body weight, jump higher, run faster, help in the transport of goods and daily activities as well as the need to move clean, labour clean is due to the frame borders in addition to the wear on the body. With the production process and the most modern fabrication technology currently Scan 3D, 3D Printing, machining with technology fast prototyping, design and CNC metal cutting, bearing the frame is fabricated from Titanium use 24V. DC, We based on the advantages, the facilities at present, based on experimental results in the physiotherapy Center by EXO pneumatic energy use in the early stages, We believes that will complete the EXO and realization as well as trade trade the EXO to the audience needs. Keywords: Model, leg force. TỔNG QUAN là một trong những vấn đề khó khăn trong Ý tưởng thực hiện thiết bị hỗ trợ có thể hoạt việc nguyên cứu Exoskeleton của tất cả các động và thực hiện những động tác bước đi nhà khoa học Ngoài ra còn phải nghiên cứu sao cho giống với con người nhất, đây cũng về thói quen đi lại, sinh hoạt của họ, làm sao 391
Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học cho họ thoải mái nhất khi sử dụng Phiên bản khí nén: Dẫn động khí nén có các Exoskeleton, làm sao cho họ sử dụng và xem ưu điểm tương tự như thuỷ lực. Ngoài ra, so nó như một phần cơ thể của mình chứ không với thuỷ lực thì khí nén còn có ưu điểm quan phải là một công cụ hỗ trợ vướng víu. Vấn đề trọng là rẻ tiền, an toàn (do áp suất làm việc khó khăn nhất của những ý tưởng về thấp), có thể cấp khí từ nguồn độc lập hoặc Exoskeleton là nguồn năng lượng để cung từ nguồn chung… Nhưng lại có nhược điểm cấp cho hệ thống hoạt động. Các nghiên cứu là cồng kềnh hơn và sinh tiếng ồn. Khi sử về vấn đề này trước nay đều xoay quay các dụng khí nén cả ưu điểm lẫn nhược điểm. Ưu nguồn cung cấp năng lượng: điện, khí nén,.. điểm là tạo lực êm, ít va đập, ít gây xung đột Tuy nhiên cho đến nay, trước các yêu cầu trái giữa người mang và robot. Nhược điểm là có ngược nhau: nguồn phải đủ lớn để người tính trễ, khó điều khiển chính xác vị trí và dùng có thể hoạt động với cường độ lớn, lâu vận tốc. Bộ khung bên ngoài được gia công và phạm vi rộng, nhưng lại phải nhẹ, không bằng vật liệu INOX 304 để đảm bảo độ an gây ồn, thân thiện với môi trường,... Điều đó toàn đối với người sử dụng cũng như tính đặc biệt quan trọng khi thiết bị phải hoạt chịu lực. Sử dụng cơ cấu bước đi được lập động độc lập, dài ngày trong vùng rừng núi trình sẵn theo thói quen cá nhân người sử hoặc hải đảo, khó cung cấp điện năng. Giải dụng và nhận lệnh từ công tắc cầm tay. quyết vấn đề năng lượng cần theo 2 hướng: Phiên bản điện năng (Đang thử nghiệm): Sử nguồn năng lượng và sử dụng hợp lý năng dụng vật liệu bằng Titanium (Phi 16) thay lượng. Qua những yếu tố trên nhóm quyết cho inox 304 (Phi 20) dựa trên cơ cấu khung định thử nghiệm cả hai phiên bản năng lượng cũ và phát triển nâng cấp thêm nhằm giảm và so sánh kết quả. trọng lượng và tăng độ thẩm mỹ, tăng tính linh hoạt, nhỏ gọn hơn nhưng vẫn đáp ứng VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP mọi tiêu chí về sản phẩm phục vụ cho con Bộ khung phải nhỏ, gọn, nhưng khoẻ, nhanh, người của Bộ Y tế. Thay đổi nguồn cấp năng thông minh; phải có khả năng cảm nhận lượng từ khí nén sang điện 24V.DC, Cơ cấu chuyển động của người và đáp ứng lại như chấp hành bao gồm 2 Stepping Motor, hệ một bộ phận của cơ thể. Các yêu cầu trên là thống bánh răng trụ, trục vít bánh vít để tùy rất cao, muốn đáp ứng được phải giải quyết biến tỉ số truyền và cung cấp lực hãm, lực được 5 vấn đề cơ bản, là vật liệu, kết cấu, nâng cho EXO. Bộ điều khiển vẫn sử dụng điều khiển, nguồn năng lượng và cơ - sinh Boar Arduino, bên cạnh đó kết hợp với các học. Các vấn đề trên đặt ra yêu cầu nghiên Driver cấp tín hiệu cho Stepping Motor theo cứu cho hàng chục lĩnh vực khoa học khác thói quen đi lại cũng như phong cách di nhau. Nhóm thiết kế dựa trên các tính toán chuyển của người sử dụng. Cải tiến sử dụng thông số chỉ số cơ thể người ở chiều cao Cảm biến cơ bắp (Muscle Sensor) để nhận tín trung bình của người Việt Nam, từ đó cho ra hiệu từ suy nghĩ của con người đến bộ xử lý bộ khung phù hợp với chiều cao trung bình, và cơ cấu chấp hành thực hiện các bước đi đã có thể điều chỉnh tăng giảm kích thước để lập trình sẵn nhằm đảm bảo sự chủ động nhằm phù hợp với các dạng người, chiều cao, cũng như tính an toàn trong những trường đổi chân từ trái sang phải để sát tính thực tế hợp khẩn cấp. của người cần sử dụng. 392
Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Đề tài đã hoàn thiện giai đoạn đầu, và đã Nhà trường, Các đơn vị quan tâm, xem qua được nhóm ứng dụng thử nghiệm trên một số đề tài, và hỗ trợ nguồn kinh phí để nâng cấp trường hợp bệnh nhân đang trong giai đoạn đề tài theo hướng tiếp theo áp dụng rộng hơn vật lí trị liệu chân liệt, teo cơ chân đang điều về đối tượng sử dụng. Sau quá trình nghiệm trị tại Trung tâm phục hỗ trợ phát triển giáo thu, và có kinh phí bổ sung để nâng cấp đề dục hòa nhập trẻ khuyết tật – khoa vật lí trị tài. thì nhóm thực hiện tiến hành đưa vào liệu của tỉnh Vĩnh Long. trung tâm hỗ trợ khuyết tật của Tỉnh để thử nghiệm với những bệnh nhân tại đây để làm khảo sát về số liệu và thực nghiệm thực tiễn. Hiện nay do thiếu hụt vốn và nhân lực nên nhóm đã lập một bản KHKD kêu gọi đầu tư vào dự án EXO sử dụng điện năng, nhằm hiện thực hóa sản phẩm và thương mại hóa sản phẩm. Lời cảm ơn Trong quá trình thực hiện ý tưởng “NGHIÊN Trong thời gian tới hy vọng sẽ góp phần vào CỨU-THIẾT KẾ-CHẾ TẠO MÔ HÌNH việc cải thiện chức năng và rút ngắn thời gian KHUNG HỖ TRỢ LỰC CHÂN điều trị cho các bệnh nhân đang phục hồi (EXOSKELETON)”, tôi đã nhận được rất chức năng tại đây. Vật liệu của khung trợ lực nhiều sự giúp đỡ, tạo điều kiện của tập thể đảm bảo về an toàn theo yêu cầu của trung lãnh đạo, các Thầy (Cô) phòng NCKH- Hợp tâm trị liệu và hỗ trợ người khuyết tật tỉnh, tác Quốc tế, cán bộ, chuyên viên Khoa Cơ đó là vật liệu SUS 304 không rỉ. Đây là yêu Khí Chế Tạo Máy; Ban Giám Hiệu Trường cầu mang tính qui chuẩn, nên giá thành hiện Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Vĩnh Long. Tôi tại chưa thể sản xuất đại trà, xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành về sự giúp phổ biến cho người sử dụng tại gia đình. đỡ đó để tôi có cơ hội thực hiện ý tưởng này. Trong thời gian tới, nhóm sẽ điều chỉnh thiết Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Lê kế và vật liệu khác đáp ứng được yêu cầu Hồng Kỳ – người thầy giáo trực tiếp hướng nhưng nhẹ hơn linh hoạt hơn để được phổ dẫn và chỉ bảo cho Tôi hoàn thành ý tưởng biến trong gia đình người cần sử dụng. này. Nguồn động lực trong gia đoạn đầu là khí Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy Huỳnh nén, không gây ồn và không gây xung động Phúc Linh – người thầy giáo trực tiếp giúp ảnh hưởng đến sức khỏe của người đang sử đỡ tôi thực hiện ý tưởng này. dụng thiết bị. Việc điều khiển thiết bị dễ Tôi cũng xin chân thành cảm ơn gia đình, dàng, thuận tiện không khó khăn cho người bạn bè, người thân của Tôi đã động viên, sử dụng khi gặp nhiều khó khăn trong đi lại khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ Tôi trong suốt và điều khiển. Điểm hạn chế duy nhất là quá trình thực hiện và hoàn thành ý tưởng nguồn khí nén vẫn còn ở máy nén, dây dẫn này. kéo dài gây hạn chế việc di chuyển xa. 393

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.