BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG GHẾ Y TẾ GVHD: TS. VŨ QUANG HUY SVTH: VÕ VĂN HƯNG MSSV: 11146053 S KL 0 0 4 7 5 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2015 do an BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG GHẾ Y TẾ” Giảng viên hƣớng dẫn: TS.
VŨ QUANG HUY Sinh viên thực hiện: VÕ VĂN HƢNG MSSV:11146053 Lớp: 111462B Khóa: 2011-2015 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “THIẾT KẾ THI CÔNG GHẾ Y TẾ” Giảng viên hƣớng dẫn: TS. VŨ QUANG HUY Sinh viên thực hiện: VÕ VĂN HƢNG MSSV:11146053 Lớp: 111462A Khóa: 2011-2015 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 7/2016 do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn: Cơ điện tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: VÕ VĂN HƢNG MSSV: 11146053 Lớp: 111462A Khóa: 2011 – 2015 Ngành đào tạo: CNKT Cơ điện tử Hệ: Đại học 1.
Tên đề tài: “THIẾT KẾ THI CÔNG GHẾ Y TẾ” 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Khảo sát các hệ thống đã có ở trong và ngoài nƣớc. Từ đó, khắc phục các nhƣợc điểm các hệ thống đó, nghiên cứu chế tạo ra mô hình đáp ứng đƣợc yêu cầu đặt ra. Nội dung chính của đồ án: 1.
Dựa trên kiến thức về tƣ thế ngồi và xoa bóp bấm huyệt thủ công , đo nhịp tim, nhiệt độ, và các thiết bị hổ trợ hiện đã có trong và ngoài nƣớc, em đã nghiên cứu chế tạo và thi công mô hình ghế y tế. Các sản phẩm dự kiến + Mô hình ghế y tế để làm tiền đề phát triển thành sản phẩm thật trong tƣơng lai. + Chất lƣợng: Khách hàng sẽ hài lòng và cảm thấy yêu thích khi sử dụng sản phẩm này. Ngày nộp đồ án: 21/07/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) ii Sinh viên thực hiện Võ Văn Hƣng do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thiết kế thi công ghế y tế - GVHD: TS.
Vũ Quang Huy - Họ tên sinh viên: Võ Văn Hƣng - MSSV: 11146053 Lớp: 111462B - Địa chỉ sinh viên: Xã Nghĩa Thƣơng – Huyện Tƣ Nghĩa - Tỉnh Quảng Ngãi - Số điện thoại liên lạc: 01654505249 - Email: hunggiabaolo75@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Nhóm thực hiện đồ án xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do nhóm nghiên cứu và thực hiện.Nhóm không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, nhóm xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Hồ Chí Minh, ngày …. năm 2016 Ký tên iii Sinh viên thực hiện Võ Văn Hƣng do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, nhóm thực hiện xin chân thành gửi lời cảm ơn đến toàn thể quý thầy cô Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy, Bộ môn Cơ Điện Tử cũng nhƣ quý thầy, cô, bạn bè đã tạo điều kiện, hƣớng dẫn, giúp đỡ nhóm thực hiện hoàn thành đồ án.
Xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến thầy Ts. Vũ Quang Huy, với những lời động viên cũng nhƣ chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu trong học tập, công việc và những đóng góp chân thành, nhiệt tình của thầy giúp nhóm thực hiện có thêm ý tƣởng và nghị lực để thực hiện đề tài. Trong quá trình thực hiện đề tài, khó tránh khỏi thiếu sót, kính mong quý thầy cô, bạn bè thông cảm và nhiệt tình góp ý để nhóm thực hiện hoàn thành công việc tốt hơn trong lần sau. Một lần nữa, nhóm thực hiện đồ án xin chân thành cảm ơn.
năm 2016 Nhóm thực hiện iv Sinh viên thực hiện Võ Văn Hƣng do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ THI CÔNG GHẾ Y TẾ Dựa trên kiến thức về tƣ thế ngồi và xoa bóp bấm huyệt thủ công , đo nhịp tim, nhiệt độ, và các thiết bị hổ trợ hiện đã có trong và ngoài nƣớc, em đã nghiên cứu chế tạo và thi công mô hình ghế y tế.Hệ thống gồm có 1 động cơ điều chỉnh góc nghiên lƣng, 5 động cơ tạo rung cho bộ massage, cảm biến nhịp tim , cảm biến nhiệt độ cơ thể thao tác điều khiển đƣợc thực hiện trên bàn phím và Androi. Hình 1: Mô hình ghế y tế Hệ thống bao gồm: + Khung thân ghế + Tay tựa + Cảm biến nhịp tim + Mạch bàn phím 4x4 + Động cơ nâng hạ + Mạch Arduino mega 2560 + Hệ thống nâng hạ + Cảm biến nhiệt độ + Động cơ Massage + Mạch role opto (12V- 5V) + LCD + Mạch Bluetooth HC-05 + Đệm lƣng ; đệm hông + Mạch cầu H L298 1 Sinh viên thực hiện Võ Văn Hƣng do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử Hệ thống có thể hiện lên màn hình LCD hiển thị các mục điều khiển trên thiết bị. Nhóm sử dụng Arduino Mega 2560 làm bộ điều khiển trung tâm toàn bộ hệ thống. Các thiết bị ngoại vi (nút nhấn, công tắc, cảm biến, LCD .v) đƣợc kết nối và điều khiển thông qua chƣơng trình trên mạch Arduino và thiết bị sử dụng hệ điều hành androi.
Kết quả là nhóm đã hoàn thành thi công và điều khiển mô hình hệ thống hoạt động theo yêu cầu của nhóm đã đặt ra. Nhóm chỉ thực hiện làm mô hình với độ chính xác cũng nhƣ tính thực tiển chƣa cao vì điều kiện kinh tế không cho phép nên những thiết bị trong hệ thống để đƣa ra những cơ cấu cũng nhƣ nguyên lý hoạt động của mô hình hệ thống. Nhóm thực hiện 2 Sinh viên thực hiện Võ Văn Hƣng do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử MỤC LỤC ----- oOo ----- ----- oOo ----- TRANG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN-------------------------------------------------------------------------------------------------ii LỜI CAM KẾT-------------------------------------------------------------------------------------------------------iii LỜI CẢM ƠN--------------------------------------------------------------------------------------------------------iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN---------------------------------------------------------------------------------------------------1 ABSTRACT-----------------------------------------------------------------------------------------------------------2 MỤC LỤC-------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 DANH MỤC BẢNG BIỂU-----------------------------------------------------------------------------------------6 DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ-----------------------------------------------------------------------------------7 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT--------------------------------------------------------------------------------------10 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU----------------------------------------------------------------------------------------11 1.1 Tính cấp thiết của đề tài---------------------------------------------------------------------------------------11 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài------------------------------------------------------------------11 1.3 Mục tiêu nghiên cứu--------------------------------------------------------------------------------------------12 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu---------------------------------------------------------------------------12 1.5 Phƣơng pháp và phƣơng tiện nghiên cứu------------------------------------------------------------------13 1.1 Phƣơng pháp nghiên cứu---------------------------------------------------------------------------------13 1.2 Phƣơng tiện nghiên cứu-----------------------------------------------------------------------------------13 3 Sinh viên thực hiện Võ Văn Hƣng do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI----------------------------------------------------------------------14 2.2 Đặc tính của mô hình hệ thống------------------------------------------------------------------------------14 2.3 Các nghiên cứu liên quan-------------------------------------------------------------------------------------15 2.1 Nghiên cứu tổng quan về cấu tạo xƣơng sống ngƣời -------------------------------------------------15 2.2 Nghiên cứu về huyệt vị và phƣơng pháp massage vùng lƣng ---------------------------------------18 CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT------------------------------------------------------------------------------32 3.1 Mục tiêu thiết kế------------------------------------------------------------------------------------------------32 3.2 Phƣơng tiện thiết kế--------------------------------------------------------------------------------------------33 3.3 Các thiết bị liên quan-------------------------------------------------------------------------------------------34 3.2 Cảm biến nhịp tim------------------------------------------------------------------------------------------48 3.3 Cảm biến nhiệt độ ------------------------------------------------------------------------------------------51 3.5 Bàn phím ma trận 4x4-------------------------------------------------------------------------------------55 3.8 Động cơ DC-------------------------------------------------------------------------------------------------59 CHƢƠNG 4: PHƢƠNG HƢỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ--------------------------------------61 4.1 Yêu cầu của đề tài-----------------------------------------------------------------------------------------------61 4.2 Phƣơng án và giải pháp thực hiện Cơ cấu nâng hạ tựa lƣng----------------------------------------------61 4.3 Lựa chọn phƣơng án---------------------------------------------------------------------------------------62 4 Sinh viên thực hiện Võ Văn Hƣng do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử 4.3 Phƣơng án và giải pháp thực hiện cơ cấu massage---------------------------------------------------------63 4.2 Lựa chọn phƣơng án---------------------------------------------------------------------------------------64 4.4 Giải thuật điều khiển-------------------------------------------------------------------------------------------64 4.4 Trình tự công việc----------------------------------------------------------------------------------------------65 CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG-----------------------------------------------------------------------67 5.1 Chọn động cơ DC------------------------------------------------------------------------------------------67 5.2 Chọn động cơ Tịnh tiến-----------------------------------------------------------------------------------69 5.2 Thiết kế phần cứng---------------------------------------------------------------------------------------------71 CHƢƠNG 6: THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ--------------------------------------------------------------------79 6.1 Kết quả đạt đƣợc--------------------------------------------------------------------------------------------79 6.2 Kết quả chƣa đạt đƣợc-------------------------------------------------------------------------------------82 6.3 Hƣớng phát triển của đề tài------------------------------------------------------------------------------------82 CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN------------------------------------------------------------------------------------------84 TÀI LIỆU THAM KHẢO------------------------------------------------------------------------------------------85 PHỤ LỤC A----------------------------------------------------------------------------------------------------------86 A.2 Code MIt inventer------------------------------------------------------------------------------------------117 5 Sinh viên thực hiện Võ Văn Hƣng do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử 1. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.3: Tiêu chí đánh giá để lựa chọn phƣơng án------------------------------------------------------------63 Bảng 5.2: Bảng các thiết bị của hệ thống--------------------------------------------------------------72 6 Sinh viên thực hiện Võ Văn Hƣng do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử 1.
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 1: Mô hình ghế y tế--------------------------------------------------------------------------------------------1 Hình 1.1: cuộc sống tràn ngập công việc hiện nay -------------------------------------------------------------11 Hình 1.5: Tài liệu tham khảo---------------------------------------------------------------------------------------13 Hình 2.1: Sơ đồ kết nối thiết bị trong đề tài---------------------------------------------------------------------14 Hình 2.1a: Cấu tạo cột sống ngƣời-----------------------------------------------------------------------------16 Hình 2.1b: Chiều dài xƣơng cột sống--------------------------------------------------------------------------17 Hình 2.1c: Tƣ thế ngồi dúng và không dúng( ngồi không tựa lƣng)---------------------------------------17 Hình 2.1d Tƣ thế ngồi khi có tựa lƣng -------------------------------------------------------------------------18 Hình 2.2a: Huyệt đại trữ------------------------------------------------------------------------------------------19 Hình 2.2b: Huyệt phế du -----------------------------------------------------------------------------------------20 Hình 2.2c: Huyệt tâm du -----------------------------------------------------------------------------------------21 Hình 2.2d: Huyệt Cách du---------------------------------------------------------------------------------------22 Hình 2.2e: Huyệt can du------------------------------------------------------------------------------------------23 Hình 2.2f: Huyệt Tì du-------------------------------------------------------------------------------------------24 Hình 2.2g:Huyệt thận du-----------------------------------------------------------------------------------------25 Hình 2.2h: Huyệt Dại trƣờng du------------------------------------------------------------------------------ 26 Hình 2.2i: Huyệt thƣơng liêu------------------------------------------------------------------------------------27 Hình2.2j: Huyệt Đại chùy----------------------------------------------------------------------------------------28 Hình 2.2k: Tác động vùng cổ------------------------------------------------------------------------------------30 Hình 2.2l: Tác động vùng vai------------------------------------------------------------------------------------30 Hình 2.2m: Tác động vùng hông--------------------------------------------------------------------------------31 Hình 3.1: Phần mềm solidwork 2014-------------------------------------------------------------------------32 Hình 3.2a: Phần mềm wed Mit Inventor---------------------------------------------------------------------33 7 Sinh viên thực hiện Võ Văn Hƣng do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử Hình 3.2b: Phần mềm Arduino IDE 1.1a: Board Arduino Mega 2560-----------------------------------------------------------------------35 Hình 3.1b: Cấu trúc cơ bản board Arduino--------------------------------------------------------------------38 Hình 3.1c: Board Arduino Decimila----------------------------------------------------------------------------39 Hình 3.1d: Board Arduino Due----------------------------------------------------------------------------------39 Hình 3.1e: Board Arduino Leonardo---------------------------------------------------------------------------40 Hình 3.1f: Board Arduino Mega---------------------------------------------------------------------------------40 Hình 3.1g: Board Arduino Uno----------------------------------------------------------------------------------41 Hình 3.1h: Board Arduino Nano--------------------------------------------------------------------------------41 Hình 3.1i: Board Arduino Mega 2560--------------------------------------------------------------------------42 Hình 3.1k: Robot dùng Arduino--------------------------------------------------------------------------------46 Hình 3.1l: UAV 4 cánh--------------------------------------------------------------------------------------------46 Hình 3.1m: thiết bị game tƣơng tác dùng Arduino----------------------------------------------------------47 Hình 3.1n: Điều khiển chùm ánh sáng dùng board Arduino---------------------------------------------48 Hình 3.2a: Nguyên lý hoạt động cảm biến nhịp tim quang hấp thụ------------------------------------49 Hình 3.2b: Mạch thu tín hiệu ánh sáng-------------------------------------------------------------------------49 Hình 3.2d: Mạch lọc và khuếch đại-----------------------------------------------------------------------------50 Hình 3.3b: Sơ đồ chân LCD thực tế----------------------------------------------------------------------------52 Hình 3.3c: Chức năng từng chân LCD-------------------------------------------------------------------------52 Hình 3.3d: Kết nối LCD với ArDuino--------------------------------------------------------------------------53 Hình 3.4: Cảm biến nhiệt độ-------------------------------------------------------------------------------------54 Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý bàn phím 4x4----------------------------------------------------------------------56 Hình 3.6Sơ đồ nguyên lý mạch cầu L298----------------------------------------------------------------------57 Hình 3.7: Mạch HC 05-------------------------------------------------------------------------------------------58 8 Sinh viên thực hiện Võ Văn Hƣng do an Đồ án tốt ngiệp Bộ môn cơ điện tử Hình 3.8a: Động cơ DC------------------------------------------------------------------------------------------59 Hình 3.8b: Nguyên lý hoạt động của động cơ DC------------------------------------------------------------60 Hình 4.2a: Cơ cấu nâng hạ tụa lƣng bằng cơ cấu bánh rang trực tiếp ---------------------------------------61 Hình 4.