I. Thiết kế bộ khung xương chi dưới hỗ trợ người khuyết tật tại HCMUTE Tổng quan về đề tài
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế, chế tạo bộ khung xương chi dưới hỗ trợ người khuyết tật" tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (HCMUTE) tập trung vào việc thiết kế bộ khung xương hỗ trợ vận động cho người khuyết tật vận động. Đề tài có tính cấp thiết cao bởi nhu cầu hỗ trợ người khuyết tật vận động tại Việt Nam rất lớn. Thiết kế hỗ trợ y tế này hướng đến việc phục hồi chức năng, nâng cao chất lượng cuộc sống cho người khuyết tật. Thiết kế công nghệ hỗ trợ sử dụng cơ cấu khung xương ngoài (Exoskeleton) nhằm hỗ trợ lực cho khớp gối và hông. Việc nghiên cứu thiết kế này đóng góp vào lĩnh vực kỹ thuật y sinh, cụ thể là ứng dụng công nghệ hỗ trợ người khuyết tật. Nghiên cứu trợ cụ này mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn. Đây là một giải pháp hỗ trợ người khuyết tật quan trọng.
1.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu chính của đồ án là thiết kế và chế tạo bộ khung xương chi dưới để hỗ trợ người khuyết tật vận động. Thiết kế cơ khí tập trung vào việc đảm bảo độ bền, an toàn và khả năng hỗ trợ lực hiệu quả. Thiết kế phần mềm bao gồm thuật toán điều khiển chính xác, phù hợp với chuyển động của người sử dụng. Đồ án sử dụng vật liệu chế tạo khung xương thích hợp, cân nhắc các yếu tố trọng lượng và độ bền. Phần mềm thiết kế hỗ trợ như CAD được sử dụng để mô phỏng và tối ưu hóa thiết kế. Mô hình 3D khung xương được xây dựng để trực quan hóa và đánh giá thiết kế. Đồ án cũng xem xét đến khía cạnh an toàn lao động cho người khuyết tật khi sử dụng thiết bị. Ứng dụng công nghệ trong y tế được thể hiện rõ nét trong đề tài này. Thiết kế thân thiện người khuyết tật là yếu tố được đặt lên hàng đầu.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Đồ án sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm. Nghiên cứu thiết kế dựa trên tài liệu tham khảo về khung xương chi dưới, người khuyết tật vận động, và kỹ thuật y sinh. Nghiên cứu trợ cụ bao gồm phân tích động học khớp, lựa chọn động cơ và vật liệu phù hợp. Phần mềm thiết kế hỗ trợ được sử dụng để tạo bản vẽ kỹ thuật và mô hình 3D. Chế tạo bộ khung xương trải qua quá trình thử nghiệm và điều chỉnh để tối ưu hóa hiệu quả hỗ trợ. In 3D trợ cụ có thể được xem xét để chế tạo các bộ phận phức tạp. Vật liệu chế tạo khung xương được lựa chọn dựa trên các tiêu chí về độ bền, trọng lượng và chi phí. Khảo sát người khuyết tật tại TP.HCM giúp nhóm nghiên cứu hiểu rõ hơn nhu cầu và đặc điểm của đối tượng người dùng. Phục hồi chức năng là mục tiêu cuối cùng hướng đến.
II. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng
Đồ án đã thiết kế và chế tạo bộ khung xương chi dưới thành công, đáp ứng các yêu cầu về độ bền, an toàn và hiệu quả hỗ trợ. Thiết kế công nghệ hỗ trợ cho thấy sự kết hợp hài hòa giữa kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành. Giải pháp hỗ trợ người khuyết tật này có khả năng hỗ trợ người khuyết tật vận động một cách hiệu quả. Thiết kế cơ khí được tối ưu hóa để đảm bảo trọng lượng nhẹ, dễ sử dụng và vận hành. Phần mềm điều khiển được lập trình để phản hồi chính xác các tín hiệu từ cảm biến, giúp người sử dụng kiểm soát chuyển động dễ dàng. Đồ án cũng đánh giá hiệu quả của thiết bị thông qua các thử nghiệm thực tế. Khớp nhân tạo và vật liệu sinh học có thể được xem xét trong các nghiên cứu tương lai.
2.1. Phân tích kết quả thử nghiệm
Kết quả thử nghiệm cho thấy bộ khung xương có khả năng hỗ trợ lực hiệu quả cho khớp gối và hông. Thiết kế hỗ trợ y tế này giảm thiểu đáng kể sức lực cần thiết cho việc đi lại. Thiết bị hỗ trợ lực giúp người khuyết tật vận động dễ dàng hơn. Cảm biến lực được tích hợp hoạt động chính xác, cung cấp dữ liệu phản hồi cho hệ thống điều khiển. Khớp nhân tạo trong thiết kế giúp chuyển động linh hoạt và tự nhiên hơn. Các thông số kỹ thuật của thiết bị đạt được yêu cầu đề ra. Phục hồi chức năng được hỗ trợ tối đa nhờ thiết kế này. An toàn lao động cho người khuyết tật được đảm bảo nhờ thiết kế an toàn và hệ thống điều khiển thông minh.
2.2. Giá trị và ứng dụng thực tiễn
Đồ án có giá trị khoa học cao, thể hiện sự ứng dụng thành công các kiến thức về cơ khí, điện tử và lập trình. Thiết kế bộ khung xương này mang lại giá trị thực tiễn to lớn, góp phần cải thiện chất lượng cuộc sống cho người khuyết tật. Nghiên cứu trợ cụ có thể được ứng dụng rộng rãi tại các bệnh viện, trung tâm phục hồi chức năng. Công nghệ hỗ trợ người khuyết tật được nâng cao nhờ đồ án này. Vật liệu chế tạo khung xương có thể được thay thế bằng các vật liệu tiên tiến hơn trong tương lai. Thiết kế thân thiện người khuyết tật tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng thiết bị. Đào tạo kỹ thuật y sinh có thể ứng dụng đồ án này làm tài liệu tham khảo.
