ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ NĂM HỌC 2020 – 2021 -* - ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XE TỰ HÀNH VẬN CHUYỂN THỨC ĂN TRONG KHU CÁCH LY Nguyễn Quang Phúc Trí 1713650 Đỗ Trần Nguyên 1712370 Lê Phước Huy 1711490 Hồ Đắc Anh Quân 1712815 TP HCM, NGÀY 30 THÁNG NĂM 2020 I MỤC TIÊU THIẾT KẾ VÀ CÁC THÔNG TIN TỔNG QUAN Mục tiêu thiết kế - Một xe tự hành giao cơm cho phòng khu cách ly, tự di chuyển tới khu vực khử khuẩn sau hành trình - Khơng có khả tạo lây nhiễm chéo có người bị bệnh khu Mục đích thiết kế sản phẩm - Giúp nhân viên y tế tiết kiệm công sức thời gian giao thức ăn hay thuốc cho bệnh nhân - Hạn chế lấy nhiễm chéo người bệnh nhân viên y tế - Giảm thiểu số lượng đồ bảo hộ chất khử khuẩn việc vận chuyển thực phẩm thuốc men cho người bệnh - Tăng mức độ hiệu cho việc phòng chống bệnh truyền nhiễm Tiêu chuẩn khu cách ly 3.1 Thiết kế khu cách ly Nhóm chọn Khu cách ly Bệnh viện quận (địa 108/69 G-H Trần Quang Diệu) làm tiêu chuẩn khu vực cách ly cho thiết kế hệ thống xe dò line tự hành 3.1.1 Bản vẽ sơ đồ phòng khu cách ly a) b) Hình 3.1 Sơ đồ khu cách ly Quận a) Bản vẽ mặt chung, b) Bản vẽ chi tiết lối (đơn vị mét) 3.1.2 Một số hình ảnh thực tế khu cách ly Hình 3.2 Cổng khu cách ly quận Hình 3.3 Một góc hành lang lối 3.2 Kích thước khay cơm sử dụng khu cách ly Hình 3.4 Bản vẽ kích thước khay cơm sử dụng lần (đơn vị milimét) Hình 3.5 Hình ảnh thực tế khay cơm sử dụng lần Chi tiết khay cơm Được làm từ nhựa PP nguyên sinh nên phù hợp với tiêu chuẩn chứa thực phẩm điều kiện nóng lạnh Kích thước khay cơm 233×203×35 mm (nắp khay dày 3.2 mm) Khay chịu nhiệt độ lên đến 80℃ (có thể đựng canh nóng) Khẩu phần ăn gồm có canh, thức ăn, cơm, rau 3.3 Tiêu chuẩn vật chất khu cách ly 3.3.1 Phòng cách ly áp lực âm Một bệnh nhân nghi nhiễm Covid-19 nằm phòng riêng cách ly áp lực âm, mà luồng khơng khí vào phải từ phòng khác, luồng khí khỏi phòng bệnh phải vào phận lọc khí đưa mơi trường bệnh viện Đơn giản đặt quạt hút hút khí ngồi, quạt phải đặt sàn, không đặt cao Lắp kèm hệ thống lọc khí sau máy hút để đảm bảo khơng khí đưa mơi trường khí an tồn 3.3.2 Nguyên tắc cách ly phòng ngừa cho nhân viên y tế 3.3.2.1 Trang bị bảo hộ Bước 1: Rửa tay với dung dịch sát khuẩn có độ cồn 70 độ trở lên Bước 2: Sử dụng dụng cụ phòng hộ cá nhân, trang bị áo chồng chùm kín từ đầu đến chân (phải khoác thêm áo cách ly, treo sẵn cửa phòng), trang y tế (N95), mắt kính bảo vệ 3.3.2.2 Tiếp xúc với bệnh nhân Bước 3: Khi khám bệnh đưa thức ăn cho bệnh nhân, nhân viên y tế phải giữ khoảng cách định, không để vật dụng khám chữa bệnh khay thức ăn lên giường bệnh nhân mà phải đặt bàn riêng biệt Bước 4: Khi khỏi khu cách ly để áo cách ly lại chỗ cũ, tháo trang thiết bị bảo hộ, rửa tay với dung dịch sát khuẩn Bước 5: Đi vào phòng khử khuẩn tiến hành khử khuẩn toàn thân dung dịch anolyte hai phút 3.3.2.3 Khử trùng dụng cụ Dụng cụ sau đem từ khu cách ly bệnh nhân vệ sinh sơ cách thả vào nước đun sôi 100 độ C (nhiệt độ tùy loại dụng cụ) Tiếp sau đưa vào máy khử khuẩn tia cực tím, tiêu diệt số vi khuẩn bề mặt dụng cụ, bật đèn tia cực tím khơng có người phòng diệt khuẩn 3.4 Một số nghiên cứu liên quan nước 3.4.1 Nghiên cứu nước Vibot-1a sản phẩm Học viện Kỹ thuật Quân - Bộ Quốc phòng, Bộ KH&CN ,học viện chế tạo thành cơng robot hỗ trợ y tế có tính đại theo mẫu robot TUG hãng Aethon, Mỹ a) b) Hình 3.8 Hình ảnh thực tế Vibot-1a a) Hình ảnh thực tế, b) Cấu trúc bánh chủ động Vibot- 1a Phiên Vibot-1a sử dụng kỹ thuật dẫn đường vạch từ định vị thẻ nhận dạng cho phép robot tự di chuyển khu vực cách ly để thực nhiệm vụ.Tuy nhiên, hoạt động hệ thống robot giám sát, điều khiển trung tâm điều hành Robot vận chuyển nhiều loại hàng hóa khác nhau,tải trọng tối đa 100kg Thông số kỹ thuật Vibot-1a: Tải trọng tối đa (kg) Phương pháp điều hướng Bán kính quay (mm) Vân tốc (m/s) Thời gian vận hành (giờ) Thời gian sạc (giờ) Kích thước (mm) 100 Vạch từ 0.2~1.2 12 4- - 3.4.2 Nghiên cứu nước 3.4.2.1 Noah robot Noah robot làm việc thử nghiệm bệnh viện Nhi Phụ nữ Quảng Châu (Quảng Đông, Trung Quốc) Robot dùng để thay nhân viên vận chuyển thuốc, mẫu vật, tài liệu nhằm tránh việc thất lạc, giảm thời gian công sức lao động Theo nhà sản xuất, Robot thể làm thay công việc người lập trình để nói cụm từ đơn giản để thơng báo cho nhân viên y tế a) b) Hình 3.9 Robot Noah a) Hình ảnh thực tế Robot Noah, (b) Cấu trúc bánh chủ động Robot Noah II PHƯƠNG ÁN ĐẶT RA Phương án I a Về khí Cấu trúc xe: Cấu trúc bánh với bánh chủ động (giữa), bánh trợ lực (trước sau) Xe chuyển hướng cách thay đổi tốc độ hai bánh chủ động Sơ đồ nguyên lý (PA.1) Thiết kế: + Phần tải xe: 15 ngăn, ngăn có ổ khóa + Xe tới phòng, người sử dụng nhấn nút Pause để xe chờ Xe chờ phút lần dừng lại đăt lại thời gian cho lần nhấn nút Pause Bản vẽ thể kích thước xe (PA.1) Kích thước dự tính (dài x rộng x cao): 1500x600x1500 (mm) Phân bố line: cách tường 0.8m, khúc cua line bố trí theo hình tròn bán kính cong 2m Ta dự đinh giao 12 suất cơm 20 phút, dừng phòng tối đa phút vậy, vận tốc tối thiểu: 𝑣 = 120 = 0.25𝑚/𝑠 (20 − 12) ∗ 60 b Về điện: Linh kiện + Vi điều khiển có khả tạo xung PWM + Line dùng loại có màu xanh đen bề rộng 50mm + Mắt thu gồm cặp led thu-phát hồng ngoại, cách 20mm, xuất tín hiệu digital qua mạch khuếch đại opamp + Hai động DC motor điểu khiển driver (số liệu chi tiết chọn thiết kế cụ thể), khơng tìm thấy động phù hợp, sử dụng step motor thay Cấu trúc điều khiên điều khiển + Cấu trúc điều khiển tập trung Cấu trúc điều khiển tập trung (PA.1) c Về lập trình Lưu đồ điều chỉnh vị trí xe (PA.1) Lưu đồ (PA.1) Phương án II: a Về khí Cấu trúc xe: Cấu trúc bánh với bánh chủ động (giữa), bánh trợ lực (trước sau) Xe chuyển hướng cách thay đổi tốc độ hai bánh chủ động Sơ đồ nguyên lý (PA.2) Thiết kế: + Phần tải xe: Tủ đựng khay thức ăn gồm 12 ngăn, khay nặng 1,5 kg + Tủ đựng khay thức ăn tự động đóng mở theo chế quét thẻ từ Hộc đựng khay Vị trí đọc thẻ từ Phần chứa cảm biến đọc thẻ từ Bản vẽ thể kích thước tủ chứa (PA.2) Phân bố line: cách tường 1(m) b Về điện: Linh kiện + Cảm biến đọc thẻ từ RFID + Xy lanh điện + Cảm biến đọc vach từ + Vạch từ: màu đen rộng 30(mm) + Cảm biến phát vật cản (Bằng tượng quang điện) + Động Step Cấu trúc điều khiên điều khiển + Cấu trúc điều khiển phân cấp Cấu trúc điều khiển phân cấp (PA.2) c Về lập trình Lưu đồ (PA.2) Phương án III: a Về khí Cấu trúc xe: Cấu trúc bánh với bánh chủ động (giữa), bánh trợ lực (trước sau) Xe chuyển hướng cách thay đổi tốc độ hai bánh chủ động Sơ đồ nguyên lý (PA.3) Thiết kế: + Phần tải xe: 12 ngăn, ngăn có khóa điền từ + Xe tự dừng trước phòng, bệnh nhân quét thẻ từ để nhận thức ăn Sau bệnh nhân báo hiệu chờ phút, xe tiếp tục di chuyển Bản vẽ thể kích thước xe (PA.3) Kích thước dự tính (dài x rộng x cao): 1000x500x1100 (mm) Phân bố line: cách tường tối thiếu 0.4m b Về điện: Linh kiện + Cảm biến đọc vạch từ (Cảm biến Analog ) + Vach từ màu đen, bề rộng 25(mm) + Cảm biến hồng ngoại (Cảm biến Digital): Phát vật cản + Cảm biến tiệm cận (Cảm biến Digital): Nhận thông báo từ nhân viên bệnh nhân + Động DC servo Cấu trúc điều khiên điều khiển + Cấu trúc điều khiển phân cấp Cấu trúc điều khiển phân cấp (PA.3) c Về lập trình Lưu đồ (PA.3) Phương án IV: a Về khí Cấu trúc xe: Cấu trúc bánh với hai bánh chủ động (sau) bánh trợ lực (trước) Sơ đồ nguyên lý (PA.4) Thiết kế: + Phần tải xe: 12 ngăn Bản vẽ thể kích thước tủ chứa (PA.4) Kích thước dự tính (dài x rộng x cao): 1100x500x1000 (mm) Phân bố line: cách tường 0.5 (m) b Về điện: Linh kiện + Cảm biến đọc vạch từ + Line dùng loại có màu đen, bề rộng 25 mm + Động DC servo Cấu trúc điều khiên điều khiển + Cấu trúc điều khiển phân cấp Cấu trúc điều khiển phân cấp (PA.4) c Về lập trình Lưu đồ (PA.4) ... phòng tối đa 1m II PHƯƠNG ÁN ĐẶT RA Phương án I a Về khí Cấu trúc xe: Cấu trúc bánh với bánh chủ động (giữa), bánh trợ lực (trước sau) Xe chuyển hướng cách thay đổi tốc độ hai bánh chủ động Sơ đồ... xe (PA.1) Lưu đồ (PA.1) Phương án II: a Về khí Cấu trúc xe: Cấu trúc bánh với bánh chủ động (giữa), bánh trợ lực (trước sau) Xe chuyển hướng cách thay đổi tốc độ hai bánh chủ động Sơ đồ nguyên... điều khiển phân cấp (PA.3) c Về lập trình Lưu đồ (PA.3) Phương án IV: a Về khí Cấu trúc xe: Cấu trúc bánh với hai bánh chủ động (sau) bánh trợ lực (trước) Sơ đồ nguyên lý (PA.4) Thiết kế: + Phần