I. Giới thiệu về Thiết kế Xe lăn tại HCMUTE
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế xe lăn dành cho người tàn tật" tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (HCMUTE) tập trung vào việc thiết kế xe lăn tiện lợi cho người khuyết tật. Đề tài này giải quyết vấn đề cấp thiết về phương tiện di chuyển cho nhóm người này. Xe lăn hiện tại trong nước còn thô sơ, chủ yếu dựa vào sức người. Các sản phẩm nhập khẩu có chất lượng tốt hơn nhưng giá thành cao. Đồ án hướng tới một xe lăn điện đa năng, linh hoạt trên nhiều địa hình, dễ điều khiển, an toàn và tích hợp chức năng nâng hạ ghế. Đây là một đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho người khuyết tật. Thiết kế công nghiệp và phát triển sản phẩm là trọng tâm của nghiên cứu này. Nghiên cứu xe lăn này đóng góp vào lĩnh vực công nghệ hỗ trợ người khuyết tật. Vật liệu trị liệu được xem xét để tối ưu hóa sự thoải mái và an toàn.
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Như đề tài nêu, xã hội hiện đại đòi hỏi giải pháp di chuyển thuận tiện cho người khuyết tật. Xe lăn hiện có ở Việt Nam còn hạn chế, thiếu tính tiện dụng. Sản phẩm nhập khẩu chất lượng cao nhưng giá thành quá cao. Thiết kế xe lăn này nhằm mục đích cung cấp một giải pháp thay thế, vừa chất lượng, vừa phù hợp với điều kiện kinh tế Việt Nam. Đồ án tập trung vào thiết kế xe lăn HCMUTE, một dự án xe lăn mang tính đột phá, đáp ứng nhu cầu thực tiễn. Người khuyết tật tại TPHCM sẽ được hưởng lợi trực tiếp từ nghiên cứu này. Việc nâng cao chất lượng cuộc sống cho người khuyết tật là mục tiêu quan trọng. Giải pháp hỗ trợ người khuyết tật cần được đầu tư và phát triển mạnh mẽ. An toàn khi sử dụng xe lăn là yếu tố then chốt trong thiết kế. Đồ án đã xem xét kỹ lưỡng các yếu tố ergonomics xe lăn để đảm bảo sự thoải mái và tiện dụng.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính là thiết kế xe lăn đáp ứng các yêu cầu: Xe 4 bánh, 2 bánh dẫn động, gầm cao để di chuyển linh hoạt trên nhiều địa hình. Cơ cấu nâng hạ ghế giúp người dùng lên xuống dễ dàng. Điều khiển động cơ bằng vi điều khiển PIC 16F887. Thử nghiệm, đánh giá ưu nhược điểm, tính kinh tế của sản phẩm. Đề xuất phương án cải tiến cho các nghiên cứu tiếp theo. Xe lăn thông minh là hướng đi tiềm năng trong tương lai. Xe lăn đa năng là một trong những mục tiêu hướng đến. Nghiên cứu xe lăn này mang tính ứng dụng cao. Thiết kế sản phẩm phải đáp ứng được nhu cầu thực tiễn của người dùng. Chi phí sản xuất xe lăn cần được tối ưu hóa.
II. Tổng quan về Thiết kế và Chế tạo
Phần này trình bày tổng quan về thiết kế cơ khí và thiết kế sản phẩm của xe lăn HCMUTE. Đồ án đã nghiên cứu các loại xe lăn người tàn tật, cả trong và ngoài nước. Xe lăn điện được lựa chọn là giải pháp tối ưu. Mẫu xe lăn được thiết kế dựa trên nguyên lý truyền động phù hợp. Prototype xe lăn được chế tạo và thử nghiệm. Vật liệu sản xuất xe lăn được lựa chọn cẩn thận. Đánh giá xe lăn được thực hiện dựa trên các tiêu chí kỹ thuật và an toàn. Thử nghiệm xe lăn nhằm kiểm tra hiệu quả và tính khả thi của thiết kế. Sản xuất xe lăn đòi hỏi quá trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt.
2.1 Thiết kế Cơ khí
Phần thiết kế xe lăn tập trung vào khung xe, hệ thống truyền động, hệ thống dẫn động và cơ cấu nâng hạ ghế. Mục tiêu thiết kế hướng đến sự bền bỉ, chắc chắn và khả năng chịu lực tốt. Các phương án thiết kế được cân nhắc dựa trên nguyên lý cơ học, vật liệu và khả năng sản xuất. Hệ thống khung xe được tối ưu để đảm bảo trọng lượng nhẹ và độ cứng cao. Hệ thống truyền động sử dụng động cơ điện và hệ thống xích líp. Hệ thống dẫn động được thiết kế để vận hành trơn tru và hiệu quả. Hệ thống nâng hạ ghế sử dụng cơ cấu thủy lực hoặc khí nén. Xe lăn nhỏ gọn là một ưu điểm cần được cân nhắc. Xe lăn gấp gọn giúp cho việc vận chuyển và lưu trữ dễ dàng hơn. Mở rộng thiết kế có thể bao gồm việc tích hợp thêm các tính năng hỗ trợ khác.
2.2 Hệ thống Điều khiển
Hệ thống điều khiển sử dụng vi điều khiển PIC 16F887, lập trình bằng ngôn ngữ C. Mạch điều khiển bao gồm mạch điều khiển trung tâm và mạch công suất. Mạch điện được thiết kế để đảm bảo an toàn và độ tin cậy cao. Chương trình điều khiển được lập trình để điều khiển động cơ và hệ thống nâng hạ ghế. Joystick được sử dụng làm thiết bị điều khiển chính. Giao diện người dùng thân thiện và dễ sử dụng. An toàn khi sử dụng được đặt lên hàng đầu trong quá trình thiết kế hệ thống điều khiển. Tiện ích xe lăn được nâng cao nhờ vào hệ thống điều khiển thông minh. Khả năng vận hành được cải thiện đáng kể nhờ hệ thống điều khiển chính xác.
III. Kết luận và Hướng phát triển
Đồ án đã hoàn thành thiết kế xe lăn với các chức năng cơ bản. Kết quả đạt được là một xe lăn điện có khả năng di chuyển linh hoạt và an toàn. Những tồn tại cần được khắc phục trong các nghiên cứu tiếp theo. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm cải thiện hiệu suất, tính năng và thẩm mỹ của sản phẩm. Xe lăn điện giá rẻ là một hướng nghiên cứu cần được ưu tiên. Công nghệ hỗ trợ người khuyết tật còn nhiều tiềm năng để phát triển. Xe lăn điện tự động là một trong những hướng nghiên cứu trong tương lai.
3.1 Đánh giá tổng quan
Đồ án đã đạt được các mục tiêu đề ra. Xe lăn đã được thiết kế và chế tạo thành công. Thử nghiệm cho thấy sản phẩm hoạt động ổn định và đáp ứng được yêu cầu cơ bản. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế cần được khắc phục. Chi phí sản xuất có thể được tối ưu hóa hơn nữa. Độ bền của sản phẩm cần được nâng cao. Khả năng vận hành trên địa hình gồ ghề cần được cải thiện. Thiết kế thẩm mỹ có thể được trau chuốt hơn. Nghiên cứu này đã đóng góp vào việc phát triển các phương tiện hỗ trợ người khuyết tật. Công nghệ được áp dụng trong đồ án đã chứng tỏ tính khả thi và hiệu quả.
3.2 Hướng phát triển trong tương lai
Nghiên cứu cần tập trung vào việc cải thiện các hạn chế đã được chỉ ra. Xe lăn cần được thiết kế nhỏ gọn hơn, dễ dàng gấp gọn và vận chuyển. Vật liệu cần được lựa chọn để đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực cao hơn. Hệ thống điều khiển cần được nâng cấp để tăng độ chính xác và tính năng. Tính năng tự động có thể được tích hợp vào thiết kế. Kết nối thông minh có thể được xem xét để nâng cao tiện ích. Nghiên cứu này mở ra nhiều hướng phát triển cho công nghệ hỗ trợ người khuyết tật. Sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu, kỹ sư và người dùng là rất quan trọng để tạo ra những sản phẩm hữu ích.
