Nghiên cứu thiết kế và chế tạo cánh tay robot dành cho người khuyết tật
22 thg 10, 2023 | 09:18

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo cánh tay robot dành cho người khuyết tật



Mục tiêu tổng quát của đề tài là tạo ra cánh tay nhân tạo có thể thực hiện lại càng nhiều chức năng càng tốt cho một người khuyết tật. Mục tiêu cuối cùng sẽ đến một ngày có thể hồn tồn thay thế chân tay bị thiếu.

Giúp người khuyết tật có thể hịa nhập với cộng động, giúp họ có thực hiện những hoạt động sinh hoạt thường ngày như cầm, nắm một cách thuận lợi ,họ có thể có được việc làm ,tang them thu nhập cho bản than và gia đình.

Ý tưởng để nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, ứng dụng in 3D đem lại nhiều hiệu quả và ưu điểm là rất khả thi và hoàn tồn có thể thành hiện thực. Trong một tương lai gần, nếu được đầu tư, nghiên cứu nghiêm túc và ứng dụng vào lĩnh vực y học, trước tiên là để nghiên cứu học tập tại các phịng thí nghiệm, và sau khi cánh tay robot đi vào hoạt động sản xuất mang lại giá trị xã hội và kinh tế tạo ra các bộ phận nhân tạo phục vụ cho người khuyết tật hiện nay là điều quan trọng và cấp bách nhất.

Vì vậy, nhóm tác giả quyết định chọn đề tài “NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁNH TAY ROBOT DÀNH CHO NGƯỜI KHUYẾT TẬT”


NỘI DUNG:



Danh mục viết tắt........................................................................................................... 4
Danh mục hình ảnh ....................................................................................................... 5
Tóm tắt đề tài ................................................................................................................. 7
Phần 1:Đặt vấn đề ........................................................................................................ 8
1.1 Tính cấp thiết đề tài ................................................................................................... 8
1.2 Lí do chọn đề tài ....................................................................................................... 9
Phần 2:Tổng quan nghiên cứu ................................................................................... 10
2.1 Tổng quan đề tài ...................................................................................................... 10
2.1.1 Cơ cấu điều khiển bằng cơ khí ............................................................................. 10
2.1.2 Khớp giả kiểm soát bằng cơ bắp. ......................................................................... 10
2.1.3 Giao diện não trực tiếp ......................................................................................... 11
2.2 Tình hình trong nước. .............................................................................................. 12
2.3 Tình hình trên thế giới. ............................................................................................ 13
2.4 Vấn đề tồn tại và hướng giải quyết vấn đề. ............................................................. 15
2.4.1 Thiết kế vật lý. ...................................................................................................... 15
2.4.2 Kế hoạch kiểm soát. ............................................................................................. 15
2.4.3 Thực tiễn ............................................................................................................... 15
2.4.4 Giá cả phải chăng . ............................................................................................... 15
Phần 3:Mục tiệu và phương pháp nghiên cứu. ......................................................... 16
3.1 Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 16
3.2 Phương pháp nghiên cứu. ........................................................................................ 16
1


Phần 4: Cơ sở lý thuyết. .............................................................................................. 17
4.1 Tay người................................................................................................................. 17
4.2 Khả năng của bàn tay giả: ....................................................................................... 19
4.3 Cánh tay robot.. ....................................................................................................... 19
4.4 Cánh tay robot và công nghệ in 3D. ........................................................................ 19
4.5 Kiểm sốt thơng qua bộ cảm biến cơ. ..................................................................... 20
Phần 5 : Thiết kế và sản suất ...................................................................................... 21
5.1 Thiết kế cơ khí. ........................................................................................................ 21
5.1.1 Ý tưởng ban đầu và bản vẽ .................................................................................. 21
5.1.2 Thiết kế hỗ trợ máy tính ....................................................................................... 23
Phần 6 : Tính tốn thiết kế ......................................................................................... 29
6.1 Tính tốn cơ học. ..................................................................................................... 29
6.1.1 Lực ở ngón tay. ..................................................................................................... 29
6.1.2 Tốc độ kích hoạt ngón tay .................................................................................... 30
Phần 7: Thiết kế điện tử. ............................................................................................. 31
7.1 Tổng quan về luồng tín hiệu.. .................................................................................. 31
7.2 Động cơ. .................................................................................................................. 32
7.3 Mạch Arduino R3 .................................................................................................... 32
7.3.1 Một vài thông số của Arduino UNO R3 ............................................................... 33
7.3.2 Vi điều khiển. ....................................................................................................... 33
7.3.3 Năng lượng. .......................................................................................................... 35
7.3.4 Các chân năng lượng ............................................................................................ 35
7.3.5 Bộ nhớ. ................................................................................................................. 36
7.3.6 Các cổng vào/ra .................................................................................................... 37
7.3.7 Lập trình cho Arduino. ......................................................................................... 38
7.4 Cảm biến cơ bắp.. .................................................................................................... 39
7.5 Nguồn điện. ............................................................................................................. 40
7.6 Tín hiệu Servo ......................................................................................................... 41
7.7 Kiểm sốt EMG: ...................................................................................................... 42
7.8 Thơng tin cảm biến ................................................................................................. 42
7.9 Sơ đồ khối ............................................................................................................... 43
7.10 Kiểm soát ............................................................................................................... 43
Phần 8: Thi cơng mơ hình ........................................................................................... 45
8.1 Lắp ráp phần cơ khí ................................................................................................. 45
8.1.1 Bước 1 .................................................................................................................. 45
8.1.2 Bước 2 .................................................................................................................. 53
8.2 Hoàn thành phần điện tử vào phần cơ khí ............................................................... 54
Phần 9 :Kết luận và hướng phát triển ....................................................................... 56
9.1 Kết luận ................................................................................................................... 56
9.2 Đề xuất và kiến nghị ................................................................................................ 56
Tài liệu tham khảo ....................................................................................................... 58
Phụ lục code lập trình vi điều khiển



NGUỒN: (ket-noi.com)



Mục tiêu tổng quát của đề tài là tạo ra cánh tay nhân tạo có thể thực hiện lại càng nhiều chức năng càng tốt cho một người khuyết tật. Mục tiêu cuối cùng sẽ đến một ngày có thể hồn tồn thay thế chân tay bị thiếu.

Giúp người khuyết tật có thể hịa nhập với cộng động, giúp họ có thực hiện những hoạt động sinh hoạt thường ngày như cầm, nắm một cách thuận lợi ,họ có thể có được việc làm ,tang them thu nhập cho bản than và gia đình.

Ý tưởng để nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, ứng dụng in 3D đem lại nhiều hiệu quả và ưu điểm là rất khả thi và hoàn tồn có thể thành hiện thực. Trong một tương lai gần, nếu được đầu tư, nghiên cứu nghiêm túc và ứng dụng vào lĩnh vực y học, trước tiên là để nghiên cứu học tập tại các phịng thí nghiệm, và sau khi cánh tay robot đi vào hoạt động sản xuất mang lại giá trị xã hội và kinh tế tạo ra các bộ phận nhân tạo phục vụ cho người khuyết tật hiện nay là điều quan trọng và cấp bách nhất.

Vì vậy, nhóm tác giả quyết định chọn đề tài “NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁNH TAY ROBOT DÀNH CHO NGƯỜI KHUYẾT TẬT”


NỘI DUNG:



Danh mục viết tắt........................................................................................................... 4
Danh mục hình ảnh ....................................................................................................... 5
Tóm tắt đề tài ................................................................................................................. 7
Phần 1:Đặt vấn đề ........................................................................................................ 8
1.1 Tính cấp thiết đề tài ................................................................................................... 8
1.2 Lí do chọn đề tài ....................................................................................................... 9
Phần 2:Tổng quan nghiên cứu ................................................................................... 10
2.1 Tổng quan đề tài ...................................................................................................... 10
2.1.1 Cơ cấu điều khiển bằng cơ khí ............................................................................. 10
2.1.2 Khớp giả kiểm soát bằng cơ bắp. ......................................................................... 10
2.1.3 Giao diện não trực tiếp ......................................................................................... 11
2.2 Tình hình trong nước. .............................................................................................. 12
2.3 Tình hình trên thế giới. ............................................................................................ 13
2.4 Vấn đề tồn tại và hướng giải quyết vấn đề. ............................................................. 15
2.4.1 Thiết kế vật lý. ...................................................................................................... 15
2.4.2 Kế hoạch kiểm soát. ............................................................................................. 15
2.4.3 Thực tiễn ............................................................................................................... 15
2.4.4 Giá cả phải chăng . ............................................................................................... 15
Phần 3:Mục tiệu và phương pháp nghiên cứu. ......................................................... 16
3.1 Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 16
3.2 Phương pháp nghiên cứu. ........................................................................................ 16
1


Phần 4: Cơ sở lý thuyết. .............................................................................................. 17
4.1 Tay người................................................................................................................. 17
4.2 Khả năng của bàn tay giả: ....................................................................................... 19
4.3 Cánh tay robot.. ....................................................................................................... 19
4.4 Cánh tay robot và công nghệ in 3D. ........................................................................ 19
4.5 Kiểm sốt thơng qua bộ cảm biến cơ. ..................................................................... 20
Phần 5 : Thiết kế và sản suất ...................................................................................... 21
5.1 Thiết kế cơ khí. ........................................................................................................ 21
5.1.1 Ý tưởng ban đầu và bản vẽ .................................................................................. 21
5.1.2 Thiết kế hỗ trợ máy tính ....................................................................................... 23
Phần 6 : Tính tốn thiết kế ......................................................................................... 29
6.1 Tính tốn cơ học. ..................................................................................................... 29
6.1.1 Lực ở ngón tay. ..................................................................................................... 29
6.1.2 Tốc độ kích hoạt ngón tay .................................................................................... 30
Phần 7: Thiết kế điện tử. ............................................................................................. 31
7.1 Tổng quan về luồng tín hiệu.. .................................................................................. 31
7.2 Động cơ. .................................................................................................................. 32
7.3 Mạch Arduino R3 .................................................................................................... 32
7.3.1 Một vài thông số của Arduino UNO R3 ............................................................... 33
7.3.2 Vi điều khiển. ....................................................................................................... 33
7.3.3 Năng lượng. .......................................................................................................... 35
7.3.4 Các chân năng lượng ............................................................................................ 35
7.3.5 Bộ nhớ. ................................................................................................................. 36
7.3.6 Các cổng vào/ra .................................................................................................... 37
7.3.7 Lập trình cho Arduino. ......................................................................................... 38
7.4 Cảm biến cơ bắp.. .................................................................................................... 39
7.5 Nguồn điện. ............................................................................................................. 40
7.6 Tín hiệu Servo ......................................................................................................... 41
7.7 Kiểm sốt EMG: ...................................................................................................... 42
7.8 Thơng tin cảm biến ................................................................................................. 42
7.9 Sơ đồ khối ............................................................................................................... 43
7.10 Kiểm soát ............................................................................................................... 43
Phần 8: Thi cơng mơ hình ........................................................................................... 45
8.1 Lắp ráp phần cơ khí ................................................................................................. 45
8.1.1 Bước 1 .................................................................................................................. 45
8.1.2 Bước 2 .................................................................................................................. 53
8.2 Hoàn thành phần điện tử vào phần cơ khí ............................................................... 54
Phần 9 :Kết luận và hướng phát triển ....................................................................... 56
9.1 Kết luận ................................................................................................................... 56
9.2 Đề xuất và kiến nghị ................................................................................................ 56
Tài liệu tham khảo ....................................................................................................... 58
Phụ lục code lập trình vi điều khiển



NGUỒN: (ket-noi.com)

M_tả

M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: