Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng Soildworks trong thiết kế

i những loại Moay ơ dùng cơ cấu truyền động là ( phổ biến trong xe đạp ) : cần lắc ( cơ cấu cu lít ), xích thì khi chế tạo Moayơ phức tạp hơn do Moay ơ là dạng Moayơ côn ( vòng ngoài của ổ bi chính là vòng trong của Moayơ ) do đó các tiêu chuẩn về Moayơ rất khắt khe ( để đảm bảo độ đồng tâm giữa Moay ơ và trục của xe, và độ mòn do ma sát và độ biến dang giữa bi và vòng trong của Moay ơ ). Do đó vòng trong của Moay ơ sau khi được gia công thô được gia công tinh và được gia công vật liệu nhằm tăng độ cững vững của vòng trong của Moay ơ. Chính vì vậy mà đối với loại Moay ơ này người ta đã tiêu chuẩn hoá kích thước. Mặt bích của Moay ơ khi chế tạo tuỳ thuộc vào nan hoa mà đường kính của các lỗ khác nhau, tuỳ thuộc vào số nan hoa mà số lỗ trên mặt bích của nan hoa là khác nhau. Khi khoan các lỗ trên mặt bích của nan hoa cần lưu ý: lỗ nằm trên mặt bích này thì không được đồng tâm với lỗ nằm trên mặt bích kia để dễ dàng cân chỉnh vành trong quá trình đan nan hoa không bị vênh, đảo, lực kéo nén từ Moayơ đến vành sẽ đều nhau .‏‎ Vòng trong của Moayơ được quyết định bởi vòng ngoài của ổ bi đỡ và sau khi gia công thô được gia công tinh các mặt lỗ lắp với vòng ngoài của ổ bi. Sau khi gia công định hình và gia công tinh các bề mặt lắp ghép với ổ bi , Moay ơ được mạ một lớp kẽm để chống gỉ và tăng tính thẩm mỹ của xe . 3.2.2 Nan hoa: Nan hoa là một chi tiết truyền lực từ Moay ơ đến vành, chiều dài và đường kính của nan hoa được quyết định bởi khoảng cách từ đường kính lỗ trên vành đến lỗ trên mặt bích của Moay ơ và tải trọng của xe, số lượng của nan hoa được quyết định bởi các cách đan nan hoa ( chéo 2 , chéo 4 , chéo 6 ). Thường nan hoa là 6x80 hoặc 6x60. Để đảm bảo điều kiện độ cứng vững, độ kéo, nén vật liệu chế tạo nan hoa thường là thép C45. 3.2.3. Trục : do trục được gắn cứng với khung của xe do đó trong chuyển động quay của bánh xe và trọng lực của xe khi có trọng lượng nên trục chịu ứng suất bởi mô men xoắn và mô men uốn. Do đó khi chế tạo trục, vật liệu và đường kính của trục phải đáp ứng được khả năng chịu mô men xoắn dọc trục và mô men uốn. Thông thường đối với các loại xe đạp vật liệu thường được chọn để chế tạo trục là thép CT45, cỡ f14, còn đối với xe lăn ta chọn đường kính vòng trong của ổ bi là f15 và mặt trụ f20 ( tại chỗ lắp giữa trục và khung do tại đó là điểm chịu tác dụng của ứng suất cao nhất ) để tăng tính an toàn cho xe . Bảng vật liệu Tên ứng suất Giá trị Modulus đàn hồi ( dB ) 750 MPa Hệ số Poisson 0.32 Độ bền chảy ( d ) 450MPa Khối lượng riêng 7800 kg/m3 Thật vậy, cũng bằng phương pháp sử dụng mô hình mô phỏng cosmos trong Solidworks cho ta kết quả như sau: + Mặt cố định là mặt trục lắp ổ bi Hình II.12 + Mặt phẳng chịu lực là mặt lắp với khung ( Tính trên mỗi trục là 350N). Hình II.13 + Kết quả Hình II.14 Vậy ta có thể kết luận điểm chịu ứng suất lớn nhất là vai trục .Tại những điểm này ta có thể tăng đường kính của trục lên hoặc tăng tiết diện bằng cách lắp thêm một bạc tỳ chặn nhằm tăng thêm độ cứng vững cho chi tiết. Kết luận : điểm chịu ứng suất lớn nhất có d = 52,8MPa < dB cho phép 3.2.4) ổ bi : chọn ổ bi đỡ một dãy, cỡ ổ là ổ 215 ( tuân theo tiêu chuẩn Iso của Solidworks ) có đường kính ngoài là D = 35 mm đường kính trong là d = 15 mm, chiều rộng b = 11 mm 3.2.5) Săm, lốp : Lốp xe là bộ phận tiếp xúc với mặt đất. Lốp bánh sau thường là lốp bơm hơi hoặc là lốp đặc. Lốp bơm hơi giúp xe đi êm hơn và dễ đẩy hơn lốp đặc. Tuy nhiên, ta lông lốp xe bị mòn nhanh hơn so với lốp đặc. Lốp đặc cứng và xóc hơn lốp hơi. Lốp đặc thường được đề nghị dùng trong nhà. Việc chọn lốp xe cũng ảnh hưởng đến hoạt động của xe. Lốp nhiều gân sẽ bám đất tốt hơn, nhưng khi di chuyển trên các bề mặt bằng phẳng thì người dùng lại tốn sức hơn so với lốp trơn. Và lốp trơn dễ điều khiển hơn trên các bề mặt phẳng và cứng, tuy nhiên khi qua các đoạn đường gồ ghề lại khó hơn. Những chiếc lốp rộng sẽ phù hợp hơn đối với các địa hình không bằng phẳng, còn các lốp hẹp hơn sẽ hoạt động tốt hơn trên các vùng bằng phẳng và cứng. Đối với những đoạn đường bằng phẳng như các nước tiên tiến trên thế giới thì mặt tựa của lốp với mặt đường được chế tạo bằng ( không nhọn , tròn ) sẽ tạo ra ma sát với mặt đường khi xe di chuyển, chống trượt, nhưng do địa hình đường Việt Nam không đều nhau ( chỗ lồi lõm, ổ gà, đường đất, đường nhựa ) nên khi chế tạo lốp để vừa đảm bảo xe bám ma sát trên mặt đường vừa có thể tự lựa khi gặp những đoạn đường nhấp nhô bề mặt thì trên mặt lốp ta chế tạo mặt tựa của lốp tròn, nhọn, mặt khác ta khoét các rãnh trên mặt tựa của lốp để tăng ma sát chống trượt. Xe đạp thông thường do tốc độ tương đối cao nên bộ thường sử dụng săm hơi nên quá trình chạy êm, nhẹ, tuy nhiên độ bền cao, với người khuyết tật nếu quá trình đang sử dụng nếu xe hỏng hóc thì việc sửa chữa càng gặp nhiều khó khăn. Với săm hơi thì dễ bị thủng, nổ săm. Do đó đối với xe lăn tốc độ sử dụng thấp, nhỏ nên thường sử dụng săm lốp đặc liền khối, khả năng hỏng hóc ( như thủng, nổ săm lốp ) thấp, quá trình hư hại là do mòn, tuy nhiên săm lốp đặc lại gây ra sóc , độ rung động cao, quá trình di chuyển không được êm như săm hơi . Ngày nay săm lốp được tiêu chuẩn hoá , việc chọn săm lốp cho xe phụ thuộc vào cỡ vành của xe ( vành 507, 666 ). 3.3 ) Lắp rắp cụm bánh sau Việc lắp ráp đúng cụm bánh sau sẽ làm tăng tuổi thọ của từng chi tiết, đối với cụm bánh sau trong quá trình cân bánh là rất quan trọng vì quá trình cân vành đúng sẽ là cho bánh xe không bị đảo, vành không bị cong méo, biến dạng. Các bước lắp rắp : Bước 1: lắp bạc tỳ vào trục. Bước 2: Đóng vòng trong của ổ bi thứ nhất vào trục sao cho áp sát vào mặt của bạc. Bước 3: lắp cả cụm trục, bạc, ổ bi vào Moay ơ ( đóng vòng ngoài của ổ bi vào Moay ơ. Bước 4: luồn ống chống bi vào trục ( cố định vòng trong của ổ bi ) Bước 5: Đóng vòng trong của ổ bi vào trục và vòng ngoài của ổ bi vào Moay ơ. Bước 6: Lắp nan hoa vào vành và Moay ơ ( chéo 2, chéo 4, chéo 6, chéo 8). Lưu ý: để lắp nan hoa đúng kỹ thuật khi lắp giao điểm của nan hoa chéo nhau trên mặt phẳng ngang nhất thiết phải nằm trên đường thẳng nối trung điểm của hai lỗ trên Moay ơ và 2 lỗ trên vành ( bằng cách thay đổi khoảng cách giữa tâm Moay ơ và vành thông qua ăn khớp ren giữa nan hoa và căn chỉnh nan hoa ).‏‎ Đối với cụm bánh trước của xe lăn này ta chọn chéo 8, tổng số nan hoa là 36 cái. 4. Cụm bánh trước : Cụm bánh trước có thể xoay được mọi hướng và làm tăng khả năng điều khiển của xe. Cụm bánh trước được nối với khung xe qua ống trống và trục càng bánh trước. Cụm bánh trước bao gồm vành nhựa đúc 5, lốp đặc 4, bạc trung gian, bạc chặn7, ổ bi, long đen 6. Cụm bánh trước(HìnhII.15) Ngày nay do nền công nghiệp chế tạo vật liệu phi kim loại phát triển mạnh mẽ, việc cho ra đời các vật liệu phi kim loại vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, giá thành chế tạo lại giảm đồng thời khối lượng của sản phẩm giảm một cách đáng kể đã góp một phần không nhỏ cho sự phát triển của ngành công nghệ chế tạo máy nói riêng và công nghiệp nặng nói chung. Trong ngành cơ khí chế tạo máy và một số ngành công nghiệp nghiệp khác thì vật liệu sử dụng chủ yếu là vật liệu kim loại, vật liệu gốm, vật liệu polime. Trong đó vật liệu polime có tính chất ưu việt là rất nhẹ và một số đặc điểm khác mà các vật liệu khác không thể có được, do đó gần đây vật liệu polime được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp để thay thế một số sản phẩm kim loại và vật liệu gốm. Ngoài ra vật liệu polime còn là vật liệu sử dụng chủ yếu để sản xuất hàng tiêu dùng, đồ dùng học sinh và rất nhiều đồ dùng gia đình khác. Đối với cụm bánh trước do yêu cầu về khả năng chịu tải không cao, mặt khác để giảm trọng lượng của xe, giảm chi phí sản xuất chúng ta chọn vật liệu của một số chi tiết chính trong cụm bánh trước được chế tạo bằng nhựa cứng như vành, lốp. 4.1. Lốp : do cụm bánh trước chịu tải nhẹ nên trong quá trình chế tạo và chọn vật liệu ta chọn vật liệu là nhựa cứng PE. Tương tự như lốp sau, để tăng khả năng tự lựa trên những đoạn đường nhấp nhô ( không bằng phẳng ), mặt khác bánh trước là bánh đảo chiều chuyển động thì mặt tựa của lốp khi chế tạo là mặt tròn nhọn, để tăng ma sát bám trên mặt đường ( chống trượt ) người ta cũng khoét các rãnh trên mặt tựa của lốp bánh trước. Lốp đặc bánh trước 4.2. Vành : Vành đúc bánh trước Đối với vành trước ta chọn vật liệu là nhựa PE, vành được đúc ép liền khối, do lốp là lốp đặc, độ đàn hồi không cao vì vậy khi thiết kế để lắp ráp thuận tiện chúng ta thiết kế hai nửa vành ghép lại. Mặt tựa của vành với mặt tựa của lốp khi lắp ráp với nhau phải trùng khít để cho cụm bánh trước không bị đảo trong quá trình chuyển động. Để đảm bảo độ đồng tâm ta thiết kế mặt tựa trên vành và lốp có độ côn, như vậy thì khi lắp ráp hai nửa vành và lốp sẽ tạo thành một khối thống nhất. 4.3. Trục : Do trục bánh trước chịu tải nhỏ hơn so với trục bánh sau rất nhiều nên với trục bánh trước ta chọn đường kính sơ bộ là f 8. Vật liệu : Tên ứng suất Giá trị Modulus đàn hồi ( dB ) 750 Mpa Hệ số Poisson 0.32 Độ bền chảy ( d ) 450Mpa Khối lượng riêng 7800 kg/m3 Kiểm nghiệm độ biến dạng của trục bánh trước ( tương tự như trục bánh sau ). Cũng bằng phương pháp sử dụng mô hình mô phỏng cosmos trong Soildworks cho ta kết quả như sau : + Mặt cố định là mặt trục lắp ổ bi(Hình II.16) Hình II.16 + Mặt phẳng chịu lực là mặt lắp với khung ( tuy trục bánh trước chịu tải nhỏ hơn trục bánh sau nhưng để tăng tính an toàn ta cho tải trọng tác dụng lên trục bánh trước tương đương với trục bánh sau để tránh trường hợp khi người sử dụng bắt đầu chống tay vào khung để vịn ). Vậy lực tác dụng lên mỗi trục là 350N. + Kết quả Hình II.17 Vậy ta có thể kết luận điểm chịu ứng suất lớn nhất là vai trục ( tiết diện lắp với ổ bi ), ứng suất lớn nhất là 182 MPa < dB cho phép. Tại những điểm này ta có thể tăng đường kính của trục lên hoặc tăng tiết diện bằng cách lắp thêm một bạc tỳ chặn nhằm tăng thêm độ cứng vững cho chi tiết. 4.4. ổ bi, bạc trung gian: ổ bi : chọn loại ổ bi đỡ 1 dãy cỡ nhẹ loại ổ là ổ. Bạc trung gian : tuy vành của cụm bánh trước là vành đúc ( Moay ơ liền vành ) nhưng do chế tạo bằng nhựa, nên khả năng chịu mài mòn thấp, do đó khi lắp vào trục và vành vào với nhau ta phải thông qua một bạc trung gian(Hình II.18). Hình II.18 Bạc trục bánh trước 4.5. Lắp ráp cụm bánh trước : Cụm bánh trước Trục ổ bi đỡ Bạc trung gian Lốp đặc Vành đúc Long đen Bạc chặn Bu lông đai ốc Bước 1: lắp đóng lỗ Moay ơ trên vành 1 vào bạc trung gian 3 cho đến khi gờ lỗ trên Moay ơ chạm vào vai trục trên bạc trung gian 3. Bước 2: luồn lốp đặc 4 vào trục ngoài trên nửa vành 1 đồng thời đóng nốt nửa vành 1’ vào bạc trung gian. Như vậy bạc trung gian đóng vai trò là chốt trụ dài khống chế 4 bậc tự do. Bước 3: bắt 3 bu lông đai ốc 8 vào 3 lỗ trên vành 1, 1’, lốp đặc 4 , thông qua vai trục khống chế nốt 2 bậc tự do còn lại đồng thời tạo thành một khối vành, lốp, bạc trung gian thống nhất được kẹp chặt vào nhau. Bước 4: đóng vòng ngoài của ổ bi đỡ 2 vào vòng trong của bạc trung gian 3. Bước 5: đóng vòng trong của ổ bi đỡ 2’ vào trục 1. Bước 6: đưa cả cụm trục 1 và ổ bi đỡ 2’ vào bạc trung gian. Bước 7: lắp long đen, bạc chặn vào 2 phía trục . Bước 8: đưa cả cụm bánh trước lắp vào trục càng bánh trước . 5. Cụm đảo chiều bánh trước: Cụm đảo chiều bánh trước bao gồm trục càng bánh trước, ổ bi chặn và trục quay trên khung. 5.1. Trục càng bánh trước: Trục càng bánh trước Trục càng bánh trước đảm nhận các vai trò như sau : - Trục càng bánh trước là một bộ phận truyền chuyển động từ bánh trước vào khung. - Truyền trọng lực từ khung xuống cụm bánh trước. - Ngoài ra do cụm bánh trước đóng vai trò là bánh lái vì vậy mà trục càng bánh trước còn phải có tác động đảo chiều chuyển động của cụm bánh trước. Vì vậy khi thiết kế trục bánh trước để cho bánh trước có thể tựa lựa hay đảo chiều thì trục xe và trục càng phải tạo ra một góc nghiêng nhằm tạo ra mô men quay ( cánh tay đòn ) tác dụng vào mặt tựa của lốp với mặt đường một ngẫu lực và làm cho bánh trước quay quanh trục gắn trên khung xe. 5.2. ổ bi chặn và lỗ trục trên khung: để cho trục càng có thể quay được trên khung thì khi thiết kế trên khung phải gắn một lỗ thẳng đứng tại vị trí trục bánh trước. Trục càng được gắn vào khung thông qua ổ bi vào lỗ trên trục, như vậy khi muốn đảo chiều chuyển động ta chỉ cần tác động một lực lên trục càng làm cho trục càng chịu một ngẫu lực liền đảo chiều quay. II . Hệ thống điều khiển : Như ta đã nói ở trên, trước đây xe lăn chỉ đơn thuần là những loại thô sơ, chủ yếu dùng sức của đôi tay để di chuyển như: xe lăn tay khung cứng, sau đó để thuận tiện cho việc vận chuyển nhẹ nhàng đỡ cồng kềnh người ta đã cho ra đời xe khung gấp. Rồi xe lăn có thể tự điều chỉnh tư thế nằm ngồi, xe có ghế vệ sinh vì vậy mà càng ngày nó càng trở lên thông minh hơn, thuận tiện hơn và đa dụng hơn. Trên thế giới đã và đang thiết kế ra các loại xe có khả năng lên xuống cầu thang , nâng hạ độ cao của xe 1.Cơ cấu điều khiển hệ thống truyền động: Ngày nay xe lăn tồn tại rất nhiều dạng cơ cấu truyền động khác nhau. Do đặc điểm truyền động xe lăn là người khuyết tật chỉ được dùng tay nên các cơ cấu này đều được bố trí sao cho người sử dụng thuận tiện nhất khi sử dụng và tác động lực nhỏ nhất mà đẩy được xe đi một quang đường xa nhất. Các cơ cấu truyền động đang tồn tại phổ biến ở xe lăn: Cơ cấu truyền động điện: đây là dạng cơ cấu hiện đại, giá thành chế tạo cao, thuận tiện cho những người có sức khoẻ yếu nhưng có khả năng về kinh tế. Cơ cấu truyền động cơ ( sức người ): tồn tại phổ biến, chiếm phần lớn trong hệ thống xe lăn. Có nhiều loại truyền động cơ, sau đây là một số loại truyền động cơ phổ biến ở xe lăn trên thị trường Việt Nam: + Truyền động bằng vành lăn tay (đây là phương pháp truyền động truyền thống của xe lăn). + Truyền động bằng cơ cấu cần lắc thanh lắc. + Truyền động bằng xích ( loại này ít sử dụng vì chuyển vị trí bàn đạp chân đẩy lên tay nên rất bẩn do dầu mỡ tra xích, có thể tạo hộp xích nhưng rất vướng và chiếm không gian phía trước). Do các đặc điểm trên mà xe lăn do chúng em thiết kế quyết định sử dụng cơ cấu truyền động bằng vành lăn ta. Đây là phương pháp truyền động truyền thống của xe lăn do đặc điểm là dễ sử dụng, vành lăn bắt trực tiếp vào vành xe do đó kết cấu gọn nhẹ, đơn giản và mang tính thẩm mỹ cao, tuy nhiên do vành lăn bắt trực tiếp vào bánh xe nên nếu gặp phải địa hình xấu ( bẩn do trời mưa, hoặc đường đất ) thì vành lăn cũng dễ bị bẩn bám vào và so với phương pháp sử dụng cần lắc thanh lắc thì sử dụng vành lăn tốn nhiều lực hơn. Vành lăn Chọn vật liệu chế tạo: vật liệu chế tạo vành lăn có thể dùng ống thép hoặc dùng thanh nhựa đặc có tiết diện f20, để giảm trọng lượng của xe ta sử dụng vật liệu là nhựa PA. Nhựa PA sau khi được đúc thành một thanh dài, được đem uốn tròn ( bánh kính uốn nhỏ hơn bánh kính của vành từ 10 à 25 mm ) rồi đem hàn hai đầu lại với nhau. Vành lăn được bắt trực tiếp vào vành thông qua 6 vít bắt vào lỗ trên 6 thanh hàn trên vành lăn. 6 vít này đồng thời điều chỉnh sao cho vành lăn và bánh xe đồng tâm với nhau. Quá trình truyền động : quá trình truyền động của xe được dựa vào ‏‎ muốn của con người, do đó cách điều khiển xe như sau : - Đi thẳng : khi muốn đi thẳng người sử dụng dùng hai lòng bàn tay nắm chặt vào vành lăn đẩy vành lăn theo chiều kim đồng hồ một cách đều nhau ( 2 bánh có cùng vận tốc). - Rẽ phải, rẽ trái : khi muốn rẽ phải hay rẽ trái, tuỳ từng góc độ của đoạn đường cần rẽ mà người sử dụng điều chỉnh tốc độ của 2 bánh sao cho chúng có vận tốc khác nhau (ví dụ như khi muốn chuyển động về tay phải thì tay phải giữ cho bánh sau bên tay phải đứng yên, tay trái tiếp tục đẩy cho bánh bên tay trái quay). Như vậy xe chuyển động là do người sử dụng truyền lực trực tiếp vào bánh sau, làm cho bánh sau quay ( chuyển động lăn không trượt trên mặt đường ). 2. Cơ cấu ngả lưng: Trong quá trình sử dụng xe lăn, với những người sống và làm việc liên tục mà phải dùng đến xe lăn trong nhiều giờ, nếu sử dụng đúng một tư thế ngồi liên tục thì sẽ gây ra cảm giác mệt mỏi, căng thẳng dẫn đến đau nhức các cơ bắp toàn thân ( đặc biệt là vùng lưng ) và bị tê vùng bắp chân do trọng lượng dồn vào cơ chân làm tắc nghẽn mạch máu. Chính vì thế việc tạo ra những tư thế thoải mái là một nhu cầu bức thiết với người sử dụng xe lăn. Ngày nay việc tạo ra các kết cấu đơn giản nhưng hiệu quả trong sử dụng xe lăn đã và đang trở lên phổ biến, xe lăn giờ đây ngoài tư thế ngồi cứng nhắc đã có thể biến thành một chiếc ghế sofa hay một chiếc giường một cho người sử dụng khi muốn thay đổi tư thế. Trong quá trình thực tập và tìm hiểu chúng em xin trình bày một số phương án kết cấu dùng cho bộ phận điều khiển ngả lưng. 2.1. Kết cấu ngả lưng phân cấp : bộ phận điều chỉnh ngả lưng theo các góc độ nhất định, đối với loại kết cấu này chế tạo đơn giản, giá thành hạ, sử dụng thuận tiện, có 2 cách ngả lưng dạng kết cấu phân cấp như sau: Dạng 1 : sử dụng thanh trượt chốt tỳ : à Hình II.19 Thanh dọc cố định Lỗ chốt. Chốt hãm Thanh dọc di trượt Chốt hãm Lò xo Nguyên lý hoạt động: Chốt 2 gắn vào thành vịn tay, chốt 5 gắn vào thành dựa lưng. Thay đổi khoảng cách giữa hai chốt này xe nâng hạ góc độ ngả lưng. Khi người sử dụng muốn thay đổi tư thế dựa lưng ( từ kiểu ngồi sang năm ) chỉ cần kéo và giữ chốt hãm 3 xuống đồng thời tỳ lưng vào thành dựa lưng, do có lực đẩy từ lưng nên thành dựa lưng sẽ hạ dần xuống dọc theo thanh trượt 1 và 4, đến góc độ cần thiết người sử dụng thả chốt đẩy ra, do có lò xo 6 đẩy nên khi gặp lỗ trên thanh dọc chốt hãm 3 tự động chèn vào lỗ của thanh trượt 4 khống chế không cho thành dựa lưng đi xuống. Khi người sử dụng muốn thay đổi tư thế từ nằm sang ngồi : hai tay kéo chốt hãm đồng thời lưng ngồi thẳng lên , tay đưa chốt hãm 3 về vị trí ban đầu. Dạng 2 : sử dụng tay quay chốt tỳ : sử dụng phổ biến trong kết cấu giường xếp ( phần gối đầu ). 2.2. Kết cấu ngả lưng vô cấp : Đối với kết cấu này ta sử dụng dạng pittong hơi. Kết cấu này giá thành chế tạo cao hơn do đòi hỏi về độ chính xác khi gia công pittông hơi ( Hình II.20). Nguyên lý hoạt động : pittông và xi lanh được coi như một nồi hơi, để thay đổi tư thế thành dựa lưng với khung người ta thay đổi khoảng cách chiều dài xi lanh ( tăng lên ) khi ra khỏi pittông, một đầu của pittông được gắn với thanh tựa lưng, đầu còn lại được gắn cứng với khung xe, khi muốn chiều dài của pittông khi ra khỏi xi lanh ta mở van nồi hơi rồi, vì xi lanh được gắn lo xo nên khi mở van lo xo đàn hồi đẩy pittông lên đến một giá trị nào đó ta đóng van nồi hơi ( pittông ) lại khi đó cữ tỳ của lò xo được cố định. Hình II.20 Ngược lại khi muốn chiều dài 2 chốt pittông xi lanh ngắn lại thì ta cũng mở van nồi hơi đồng thời ấn xi lanh xuống, đến một giá trị mong muốn ta đóng van nồi hơi lại để cố định khoảng cách pittông xi lanh. Pittông xi lanh 1-pittông ( nồi hơi ). 2-Xilanh 3-Lò xo nồi hơi 4-Nắp nồi hơi ( van điều chỉnh hơi ) 5-Lò xo van nồi hơi( pittông ) Dựa vào nguyên l‏‎ý hoạt động như trên ta nhận thấy: để điều chỉnh cụm ngả lưng theo ‏‎ muốn ta chỉ cần mở van nồi hơi 4 ra, như vậy việc bố trí cụm mở van nồi hơi thuận tiện nhất cho người sử dụng được đặt ra. Để đơn giản ta có thể sử dụng kết cấu phanh xe đạp, điều chỉnh má phanh bằng lo xo ( bình thường lò xo 5 luôn có xu hướng đóng nắp van nồi hơi vào, lúc mở van nồi hơi ta kéo nắp nồi hơi 4 ra ), tay phanh có thể bố trí ngay tại thành tỳ tay. Kết luận : + Quá trình ngả lưng vô cấp dùng trong kết cấu xi lanh pittong êm, nhẹ và cữ ngả lưng theo mong muốn của người sử dụng, phù hợp với nhiều đối tượng sử dụng. + Quá trình sử dụng trọng tâm của trọng lượng được dồn vào trục sau do khi nằm trọng lượng của cơ thể được dàn đều trên xe, vì vậy để xe chống lật khi nằm yêu cầu người sử dụng phải chọn mặt đất bằng phẳng, không được dốc, nghiêng. 3. Cơ cấu nâng hạ chân: Cơ cấu nâng hạ chân bao gồm : bàn để chân, thanh tỳ, đệm đỡ chân và cơ cấu điều khiển cữ tỳ ( nếu có ). Đặc điểm của người khuyết tật là không tự điều chỉnh được đôi chân của mình theo như mong muốn, vì thế việc bố trí cụm để chân cho xe lăn phải thuận tiện, việc bố trí thuận tiện, không được gò bó hoặc quá thừa ( dài quá hoặc ngắn quá ) cụm để chân sẽ làm cho tư thế ngồi thoải mái, không làm tắc nghẽn mạch máu. Với loại xe lăn thông thường, hầu hết các cụm để chân được gắn cứng với khung xe, một số loại để biến xe lăn thành một chiếc giường đơn thì cụm để chân có thể thay đổi góc độ so với mặt sàn. 3.1 Thanh khớp tỳ: Thanh khớp tỳ là một chi tiết dùng để tạo ra cữ tỳ của chân, đối với xe lăn bố trí cụm để chân không thay đổi thì thanh khớp tỳ được gắn cứng vào khung xe còn đối với xe lăn mà cụm để chân có thể thay đổi được góc độ nghiêng thì thanh tỳ được nối với một khớp ( khớp ở đây có thể là một ổ bi hoặc một chốt ) nhằm có thể xoay quay chốt đó để thay đổi góc nghiêng. Chiều dài của thanh khớp tỳ bằng với chiều dài từ đầu gối người sử dụng đến lòng bàn chân : l = H/(1,9.2) = 1650/3,8 ằ 430 mm Chọn đường kính của thanh là f22 mm. Vật liệu thép cacbon CT35. Thanh Khớp tỳ 1 – Nắp chặn 2 – Thanh chặn 3 – Lỗ khớp 4 – Lỗ thanh điều chỉnh cữ tỳ 5 – Thanh khớp tỳ 3.2. Bàn để chân: vì bàn chân của người khuyết tật không chủ động được, mặt khác trong quá trình di chuyển xe bị rung nên bàn để chân phải rộng và dài để tạo an toàn cho đôi chân không bị rơi ra khỏi vùng để chân ( tránh được xây sát, va chạm ). Đôi khi để chắc chắn người ta còn gắn vào bàn để chân một thiết bị dây an toàn để cố định bàn chân trên bàn để chân. Bàn để chân Vật liệu : Đối với bàn để chân do bàn để chân chỉ đỡ một lực nhỏ, chỉ coi như là một điểm tỳ nên vật liệu chế tạo có thể là nhựa cứng hoặc thép, ở đây để tăng tính bền của xe ta chọn vật liệu là thép cácbon CT35. 3.3. Đệm tỳ chân : vì thanh khớp luôn luôn nghiêng với phương thẳng đứng, mặt khác trong quá trình di chuyển bàn chân luôn có xu hướng rời khỏi bàn để chân do độ nghiêng và quá trình rung động do di chuyển, để khống chế không cho bàn chân trượt khỏi bàn để chân ta gắn vào khung một tấm vải bạt mềm. 3.4. Lắp ráp cụm để chân: Như ta đã nói ở trên, cụm để chân có thể gắn cứng với khung xe bởi mối hàn ( hồ quang hoặc axêtilen ) hoặc có thể quay quanh một khớp để tạo ra các góc nghiêng khác nhau. Do đó khi lắp rắp ta có một số điểm cần lưu ý như sau: + Đối với cụm để chân được gắn cứng vào khung xe thì thanh khớp được gắn cứng vào khung sao cho góc nghiêng của thanh khớp tỳ so với phương thẳng đứng là 15 à 250 ( góc cho phép góc của chân tạo ra cảm giác thoải mái nhất). + Đối với cụm để chân xoay: thanh khớp được gắn vào khung qua một chốt xoay hoặc có thể dùng ổ bi, điều kiện là thanh khớp tỳ phải tạo ra một góc 25à 800 so với phương thẳng đứng. + Bàn để chân chỉ được xoay một góc 1/4 ( ngược chiều kim đồng hồ ) xung quanh thanh chặn 2 trên thanh khớp tỳ 5. + Để cho bàn để chân không đi xuống ta gắn thêm một núm dài phần chuôi của thanh khớp tỳ 5. + Để khống chế được thanh khớp tỳ quay được một góc nằm trong khoảng 25 à800 ta dùng bộ phận điều chỉnh cữ tỳ để chân. Nguyên tắc hoạt động điều khiển của cụm để chân: đây là chuyển động vô cấp bởi một thanh truyền trượt dọc trên một lỗ chốt, lỗ chốt này luôn có xu hướng kéo và giữ thanh truyền ( không cho thanh truyền chuyển động đi xuống ) bởi một lò xo. Muốn thanh truyền di chuyển được ( theo hướng đi xuống ) ta phải nhả lỗ chốt không cho lỗ chốt giữ chặt thanh truyền. Thanh truyền Để tạo ra góc 25 à 800 thì trên thanh truyền ta gắn một chốt ngang không chế chuyển động đi xuống ( không nhỏ hơn góc 250 ) và đầu thanh truyền ta gắn một núm khống chế chuyển động đi lên ( không lớn hơn góc 800 ). 4.Cụm gấp xe : Đối với các xe lăn thông thường thì mọi chi tiết được gắn cứng với nhau tạo thành một khối vững chắc, tuy nhiên trong quá trình vận chuyển sẽ rất khó khăn hoặc khi người sử dụng không muốn sử dụng sẽ rất bất tiện cho không gian để xe vì xe chiếm nhiều diện tích, chính vì thế mà người ta đã có xu hướng chế tạo xe lăn ở dạng các chi tiết được lắp ráp với nhau ở các dạng bu lông, đai ốc và chốt. Việc chế tạo ra xe dưới dạng lắp ráp sẽ tạo thuận lợi rất nhiều cho người sử dụng trong việc vận chuyển ( đặc biệt là những người thường xuyên phải di chuyển di xa ) và cất giữ xe khi không sử dụng. Cụm gấp xe nhằm làm giảm chiều rộng của xe trong quá trình vận chuyển. Đối với xe lăn do chúng em thiết kế xin trình bày một kết cấu gấp xe đơn giản, thông dụng. Sử dụng 2 thanh chéo 37 và 38, 2 đầu của mỗi thanh chéo được gắn vào khung 1 và 2 như hình vẽ chúng có thể xoay quanh một chốt. Để khống chế chiều ngang của xe theo đúng kích thước cơ thể người ta sử dụng 2 thanh rằng 58 và 59, khi sử dụng xe mở góc giữa 2 thanh chéo và hạ dần xuống tới khi 2 thanh rằng tạo thành một đoạn thẳng thì lúc đó xe được sử dụng, trong quá trình sử dụng do sức nặng của cơ thể dồn xuống làm cho khung xe luôn mở ra(Hìmh II.21). HìnhII.21 Như vậy Tổng chiều dài của 2 thanh rằng chính là bề ngang của xe. 5.Cụm phanh xe : Để đảm bảo an toàn cho xe trong quá trình chuyển động khi