Đồ án tập trung vào thiết kế và phát triển hệ thống cánh tay exoskeleton trợ lực nhằm hỗ trợ chuyển động tay cho người sử dụng, đặc biệt tại các vị trí khớp vai và khớp khuỷu tay. Mục tiêu của đề tài là xây dựng một cơ cấu có khả năng hỗ trợ nâng hạ và gập duỗi cánh tay, đồng thời đảm bảo kết cấu gọn nhẹ, dễ chế tạo và có tính ứng dụng thực tế. Hệ thống được thiết kế theo dạng cơ cấu chuỗi hở với hai bậc tự do chính. Cơ cấu truyền động sử dụng động cơ servo kết hợp bộ truyền bánh răng nhằm tăng mô-men xoắn và đảm bảo chuyển động ổn định. Các khớp quay sử dụng trục thép đường kính 15 mm kết hợp vòng bi cầu rãnh sâu 6902-2RS để giảm ma sát và tăng độ chính xác chuyển động. Trong quá trình thiết kế, đồ án tiến hành lựa chọn vật liệu phù hợp cho từng bộ phận như inox cho khung đỡ, nhôm 6061 cho bích và bánh răng, cùng với nhựa PETG và PETG-CF cho các chi tiết in 3D nhằm giảm khối lượng tổng thể. Ngoài ra, đề tài còn thực hiện tối ưu hóa kết cấu bằng các dạng biên dạng giảm khối lượng như tổ ong nhằm giảm trọng lượng hệ thống nhưng vẫn đảm bảo độ bền làm việc. Kết quả đạt được là mô hình exoskeleton có khả năng hoạt động ổn định, kết cấu phù hợp với khả năng chế tạo thực tế và có tiềm năng phát triển trong các ứng dụng hỗ trợ vận động và phục hồi chức năng.

Từ khóa:

Cánh tay exoskeleton trợ lực,Exoskeleton hỗ trợ cánh tay,Thiết kế exoskeleton

Abstract:

The project focuses on the design and development of an assistive arm exoskeleton system to support arm movements, especially at the shoulder and elbow join The objective of the project is to develop a mechanism capable of assisting arm lifting and elbow flexion-extension while ensuring a lightweight structure, ease of manufacturing, and practical applicability. The system is designed as an open-chain mechanism with two main degrees of freedom. The transmission system uses servo motors combined with a gear transmission mechanism to increase torque and ensure stable motion. Rotational joints utilize 15 mm steel shafts combined with 6902-2RS deep groove ball bearings to reduce friction and improve motion accuracy. During the design process, suitable materials were selected for each component, including stainless steel for the supporting frame, aluminum 6061 for flanges and gears, and PETG and PETG-CF materials for 3D-printed parts to reduce the overall weight of the system. In addition, structural optimization methods using lightweight patterns such as honeycomb structures were applied to reduce mass while maintaining sufficient mechanical strength. The final result is an exoskeleton model with stable operation, a structure suitable for practical manufacturing, and potential for future applications in motion assistance and rehabilitation support.

Key word:

Assistive Arm Exoskeleton,Arm Support Exoskeleton,Exoskeleton Arm Design