THIẾT KẾ CONCEPT CHO SẢN PHẨM KHOAN ĐIỆN CẦM TAY (BÀI HAY 9 ĐIỂM CỦA NHÓM)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.47 MB, 46 trang )
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ
------
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
HỌC PHẦN: THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM
Đề tài: Thiết kế concept cho sản phẩm khoan điện cầm tay
Giáo viên hướng dẫn:
Th.S Nhữ Quý Thơ
Sinh viên thực hiện:
Phan Văn Sơn
2018606***
Phạm Cơng Sơn
2018606381
Lưu Lê Sơn
2017605332
Lớp:
ME606****
Khoa:
Cơ khí – K13
Hà Nội - 2021
PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM
I. Thơng tin chung
1. Tên lớp: ME6062001 Khóa: 13
2. Tên nhóm: Nhóm 16
Họ và tên thành viên: Phan Văn Sơn
MSV: 2018060**
Phạm Công Sơn
MSV: 2018606381
Lưu Lê Sơn
MSV: 2017605332
II. Nội dung học tập
1. Tên chủ đề: Thiết kế concept cho sản phẩm khoan điện cầm tay.
2. Hoạt động của sinh viên
Nội dung 1: Mô tả mục tiêu sản phẩm
- Mô tả sản phẩm
- Mục tiêu kinh doanh
- Mục tiêu thị trường
- Các điều kiện ràng buộc
- Các bên liên quan
Nội dung 2: Xác lập nhu cầu khách hàng
- Lựa chọn phương pháp lấy nhu cầu khách hàng
- Lập bảng đối tượng khách hàng lấy ý kiến
- Thực hiện lấy ý kiến khách hàng: Lập bảng câu hỏi cho khách hàng, lấy ý
kiến nhu cầu khách hàng (>= 20 nhu cầu).
- Diễn dịch nhu cầu khách hàng
- Đánh giá mức độ quan trọng các nhu cầu khách hàng
- Ghép nhóm nhu cầu khách hàng
Nội dung 3: Xác lập thơng số kỹ thuật mục tiêu
- Xác lập các thông số bao gồm: Mô tả (Metric) và Giá trị (value) kèm theo đơn
vị đo (>=10 thông số).
Nội dung 4: Xây dựng concept
- Chia tách vấn đề
- Tìm kiếm bên ngồi
- Tìm kiếm bên trong
- Tổ hợp giải pháp: Xây dựng cây concept
- Lựa chọn 3 concept trong cây concept, chỉ rõ các nhánh của từng concept
trong cây concept (bằng 3 màu khác nhau cho từng concept)
- Mô tả từng concept dựa vào cây concept
- Xây dựng bản vẽ phác sơ bộ cho từng concept.
Nội dung 5: Lựa chọn concept
- Chọn 1 trong 3 concept để phát triển tiếp theo bằng phương pháp ma trận ra
quyết định.
- Chọn phương pháp và thực hiện lựa chọn concept theo phương pháp đó
Nội dung 6: Thiết kế mức hệ thống
- Khởi tạo sơ đồ các modul của concept
- Xây dựng các khối chức năng của concept
- Xây dựng lớp hình học thơ
- Xác định các tương tác
- Xây dựng sơ đồ nhóm chi tiết và nhóm thiết kế
- Phác thảo sản phẩm bằng phần mềm CAD và/hoặc bằng bản vẽ phác. Áp dụng
các công cụ hỗ trợ: Mơ hình hóa mơ phỏng, CAD, HIL,… để thiết kế sản phẩm.
3. Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch bài tập lớn.
III. Nhiệm vụ học tập
1. Hoàn thành bài tập lớn theo đúng thời gian quy định (từ ngày 22/11/2021
đến ngày 24/12/2021).
2. Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước hội đồng đánh
giá.
IV. Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án
1. Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế và phát triển sản phẩm và các
tài liệu tham khảo.
2. Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu
có): Máy tính.
KHOA/TRUNG TÂM
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
T.S Nguyễn Anh Tú
Th.S Nhữ Quý Thơ
MỤC LỤC
Danh mục hình ảnh ............................................................................................ II
Danh mục bảng biểu .......................................................................................... II
Mở đầu.................................................................................................................. 1
1. Mục tiêu sản phẩm ........................................................................................ 2
2. Xác định các nhu cầu khách hàng ............................................................... 3
2.1 Lựa chọn phương pháp lấy nhu cầu khách hàng. ..................................... 3
2.2 Lập bảng đối tượng khách hàng lấy ý kiến .............................................. 3
2.3 Xác định các câu hỏi để khảo sát nhu cầu khách hàng............................. 4
2.4 Lấy ý kiến và diễn dịch nhu cầu khách hàng ........................................... 5
2.5 Đánh giá mức độ quan trọng các nhu cầu khách hàng ............................. 6
2.6 Ghép nhóm nhu cầu khách hàng .............................................................. 8
3. Xác lập thơng số kỹ thuật mục tiêu ........................................................... 10
3.1 Triển khai các đại lượng đáp ứng các nhu cầu ....................................... 10
3.2 So sánh các thông số của những sản phẩm cạnh tranh ........................... 11
3.3 Thành lập thông số mục tiêu cho sản phẩm ........................................... 12
4. Xây dựng concept ........................................................................................ 13
4.1 Chia tách vấn đề ..................................................................................... 13
4.2 Tìm kiếm bên ngồi ................................................................................ 15
4.2.1 Các bằng sáng chế ............................................................................ 15
4.2.2 Các sản phẩm trên thị trường ........................................................... 18
4.3 Tìm kiếm bên trong ................................................................................ 24
4.4 Tổ hợp giải pháp: Xây dựng cây concept ............................................... 25
5. Lựa chọn concept ........................................................................................ 31
6. Thiết kế mức hệ thống ................................................................................ 33
6.1 Khởi tạo sơ đồ các module của concept ................................................. 33
6.2 Xây dựng các khối chức năng của concept ............................................ 33
6.3 Xây dựng các lớp hình học thơ ............................................................... 34
6.4 Xác định các tương tác ........................................................................... 35
6.5 Xây dựng sơ đồ nhóm chi tiết và nhóm thiết kế..................................... 36
6.6 Phân chia nhiệm vụ cụ thể ...................................................................... 36
6.7 Bản vẽ chi tiết cho concept ..................................................................... 37
7. Tổng kết........................................................................................................ 38
Tài liệu tham khảo............................................................................................. 39
Phụ lục: Bản vẽ chi tiết khoan concept khoan điện cầm tay......................... 40
I
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 4.1 Đầu kẹp mũi khoan .............................................................................. 16
Hình 4.2 Khoan cầm tay tháp xoay ..................................................................... 17
Hình 4.3 Hệ thống chuyển đổi chế độ khoan trên khoan động lực..................... 18
Hình 4.4 Máy khoan khơng dây Bosch GSB 36 VE-2-LI .................................. 18
Hình 4.5 Máy khoan khơng dây Makita DDF343SYE ....................................... 20
Hình 4.6 Máy khoan cầm tay Aotuo ................................................................... 22
Hình 4.7 Cây concept cho sản phẩm khoan điện cầm tay .................................. 25
Hình 4.8 Concept 1 (Concept đỏ) ....................................................................... 26
Hình 4.9 Concept 2 (Concept lục)....................................................................... 27
Hình 4.10 Concept 3 (Concept lam) ................................................................... 28
Hình 4.11 Phác thảo concept 1 sản phẩm khoan điện cầm tay ........................... 29
Hình 4.12 Bản phác thảo concept 2 sản phẩm khoan điện cầm tay .................... 30
Hình 4.13 Bản phác thảo concept 3 sản phẩm khoan điện cầm tay .................... 31
Hình 6.1 Sơ đồ các chức năng của concept khoan điện cầm tay ........................ 33
Hình 6.2 Sơ đồ các cụm chi tiết của concept khoan điện cầm tay ...................... 34
Hình 6.3 Bố trí hình học thơ cho concept khoan điện cầm tay ........................... 35
Hình 6.4 Tương tác giữa các nhóm chi tiết trong concept khoan điện cầm tay . 35
Hình 6.5 Sơ đồ nhóm chi tiết và nhóm thiết kế .................................................. 36
Hình 6.6 Phân chia nhiệm vụ cụ thể cho các nhóm ............................................ 36
Hình 6.7 Bản vẽ chi tiết Concept khoan điện cầm tay ........................................ 37
Hình 6.8 Bản vẽ concept khoan điện cầm tay hoàn chỉnh .................................. 37
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Bảng mục tiêu sản phẩm khoan điện cầm tay ....................................... 2
Bảng 2.1 Hình thức và phân chia phụ trách khảo sát ............................................ 3
Bảng 2.2 Đối tượng khách hàng khảo sát ............................................................. 4
Bảng 2.3 Danh sách câu hỏi khảo sát.................................................................... 4
Bảng 2.4 Diễn dịch nhu cầu khách hàng ............................................................... 5
Bảng 2.5 Đánh giá mức độ quan trọng các nhu cầu khách hàng .......................... 7
Bảng 2.6 Ghép nhóm nhu cầu khách hàng............................................................ 8
Bảng 3.1 Đại lượng đáp ứng nhu cầu (kèm trọng số) ......................................... 10
Bảng 3.2 Thông số của các sản phẩm cạnh tranh ............................................... 11
Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật mục tiêu ................................................................. 12
Bảng 4.1 Cấu trúc các chức năng của khoan điện cầm tay ................................. 13
Bảng 4.2 Thông số khoan không dây Bosch GSB 36 VE-2-LI .......................... 19
Bảng 4.3 Thông số khoan Makita DDF343SYE ................................................ 21
Bảng 4.4 Thông số máy khoan cầm tay Aotuo ................................................... 22
Bảng 5.1 Điểm đánh giá các concept khoan điện cầm tay.................................. 32
II
MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống hiện đại và phát triển hiện nay, con người ngày càng được
tiếp xúc với nhiều công nghệ mới và tiên tiến. Nhu cầu sử dụng các sản phẩm chất
lượng cao ngày càng tăng, do đó các sản phẩm với nhiều mẫu mã, công năng và
cách sử dụng khác nhau được ra đời. Để thích nghi được với xu hướng này, các
nhà sản xuất phải liên tục nghiên cứu và đưa ra những sản phẩm tốt và thân thiện
với người dùng nhất nhằm hướng sự chú ý của khách hàng và tạo được chỗ đứng
trên thị trường mang lại lợi nhuận cho nhà sản xuất.
Trong lĩnh vực thiết kế và xây dựng, các máy công cụ đang dần thay thế con
người trong công đoạn gia công và thiết kế giúp giảm ngắn thời gian hồn thiện
cơng trình hay sản phẩm, tiết kiệm thời gian cho con người. Điển hình trong đó là
sản phẩm máy khoan điện cầm tay, khơng chỉ trong lĩnh vực xây dựng mà nó còn
hỗ trợ con người trong việc sửa chữa, chế tạo trong các nhà máy và cả việc sử
dụng cá nhân trong những hộ gia đình. Vì thế cho nên khoan điện cầm tay hiện
nay đã trở thành một sản phẩm rất phổ biến trên thị trường và dần trở thành một
sản phẩm quan trọng trong đời sống con người.
Hiểu được những điều trên, nhóm sinh viên đã lựa chọn sản phẩm khoan điện
cầm tay làm chủ đề nghiên cứu và đã hoàn thiện báo cáo bài tập lớn “Thiết kế
concept cho sản phẩm khoan điện cầm tay”. Bài báo cáo sẽ trình bày cụ thể và hệ
thống quá trình tìm hiểu, thiết kế và phát triển một concept sản phẩm khoan điện
cầm tay hoạt động tốt và có khả năng cạnh tranh trên thị trường, phục vụ được tối
đa nhu cầu của con người.
Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2021
Nhóm sinh viên thực hiện:
Phan Văn Sơn
Phạm Cơng Sơn
Lưu Lê Sơn
1
1. MỤC TIÊU SẢN PHẨM
Sau khi thống nhất được kế hoạch dự án khoan điện cầm tay, nhóm thiết kế
tiến hành liệt kê lại các thông tin của dự án để mọi người có thể nắm đủ và đúng
nội dung của dự án thông qua bảng mục tiêu sản phẩm.
Bảng 1.1 Bảng mục tiêu sản phẩm khoan điện cầm tay
Mô tả sản phẩm
Khoan điện cầm tay tích hợp pin có thể sạc lại, có nhiều chế độ khoan với
tốc độ có thể điều chỉnh được.
Mục tiêu kinh doanh
− Bán ra thị trường vào quý I năm 2021, dự kiến chiếm 20% thị phần trong
nước vào quý I năm 2022.
− Đạt doanh thu 60 tỷ đồng vào quý 4 năm 2022, tỷ suất lợi nhuận đạt 30%.
− Dự kiến đưa ra thị trường nước ngoài, chiếm 5% thị phần các nước Đông
Nam Á vào năm 2025.
Xác định thị trường
− Thị trường chính: Cơng nhân.
− Thị trường thứ cấp: Thợ lắp ráp, hộ gia đình.
Các điều kiện ràng buộc
− Khoan sử dụng nguồn năng lượng từ pin có thể sạc lại.
− Khoan có khả năng kiểm sốt tốc độ.
− Tuổi thọ các bộ phận cao.
− Sản phẩm khoan gọn nhẹ, dễ dàng di chuyển.
− Giá thành khoan ở mức trung bình.
Các bên liên quan tới dự án
− Nhóm thiết kế và phát triển sản phẩm.
− Các nhà tài trợ, đầu tư cho sản phẩm.
− Bộ phận chế tạo, sản xuất, kiểm tra chất lượng sản phẩm.
− Bộ phận tiếp thị sản phẩm.
− Người tiêu dùng.
2
2. XÁC ĐỊNH CÁC NHU CẦU KHÁCH HÀNG
2.1 Lựa chọn phương pháp lấy nhu cầu khách hàng.
Tiến hành khảo sát và lấy ý kiến những khách hàng đã từng sử dụng sản
phẩm khoan điện trên thị trường kết hợp thảo luận để đưa ra nhu cầu khách hàng.
Hình thức và phụ trách khảo sát được trình bày trong bảng.
Bảng 2.1 Hình thức và phân chia phụ trách khảo sát
Hình thức
khảo sát
Phỏng vấn
Quy mô
khảo sát
(người)
Phụ trách
Ghi chú
(Thời gian/Địa điểm)
8h00 ngày 22/10/2021
Phan Văn Sơn
60
trực tiếp
Các hộ gia đình trong
khu vực Bắc Từ Liêm
8h00 ngày 22/10/2021
Phỏng vấn
trực tiếp
Phạm Cơng Sơn
80
Các cơng trình đang thi
công trong khu vực
Nam Từ Liêm
8h00 ngày 22/10/2021
Phỏng vấn
trực tiếp
Lưu Lê Sơn
10
Các đại lý, trung tâm
phân phối máy công cụ,
các siêu thị điện máy
15h00 ngày 23/10/2021
Phan Văn Sơn
Thảo luận
nhóm
Phạm Cơng Sơn
3
Tầng 2 thư viện trường
Đại học Công nghiệp Hà
Lưu Lê Sơn
Nội
2.2 Lập bảng đối tượng khách hàng lấy ý kiến
Sau khi thực hiện nhiệm vụ khảo sát, các số liệu được tổng hợp lại để phân
loại những đối tượng đã khảo sát được. Phân loại khách hàng khảo sát được liệt
kê trong bảng đối tượng khách hàng khảo sát.
3
Bảng 2.2 Đối tượng khách hàng khảo sát
Tổng: 150 người
Người dùng
chính
Người dùng
thơng thường
Cơng nhân phụ
trách lắp đặt thiết
bị ở cơng trường
65
0
Thợ nghề,
thợ sửa chữa
30
5
Hộ gia đình lẻ
8
32
Đại lý phân
phối cơng cụ
Siêu thị
điện máy
5
5
2.3 Xác định các câu hỏi để khảo sát nhu cầu khách hàng
Để quá trình khảo sát trở nên nhanh và hiệu quả hơn, những câu hỏi liên quan
tới sản phẩm được xác định sẵn trước khi tiến hành khảo sát thực tế. Những câu
hỏi có thể hỏi khách hàng được tổng hợp lại thành danh sách câu hỏi.
Bảng 2.3 Danh sách câu hỏi khảo sát
Câu hỏi 1
Bạn đã từng sử dụng sản phẩm khoan điện nào trước đây chưa?
Câu hỏi 2
Bạn có thường xuyên sử dụng khoan điện không?
Câu hỏi 3
Bạn thường sử dụng khoan điện để làm những cơng việc gì?
Câu hỏi 4
Chiếc khoan bạn từng sử dụng có những chức năng gì?
Câu hỏi 5
Thời gian bạn làm việc với một chiếc khoan thông thường
khoảng bao lâu?
Câu hỏi 6
Bạn thích sử dụng khoan điện loại có dây hay loại cầm tay?
Câu hỏi 7
Bạn thích những chức năng gì ở chiếc khoan của bạn?
Câu hỏi 8
Bạn có gặp bất tiện gì khi làm việc với khoan điện khơng?
Câu hỏi 9
Bạn có sẵn sàng bỏ ra 1,5 triệu để có thể sở hữu một bộ khoan
điện khơng?
Câu hỏi 10
Bạn mong muốn chiếc khoan có thêm những chức năng cơng
nghệ gì?
4
2.4 Lấy ý kiến và diễn dịch nhu cầu khách hàng
Với mỗi câu trả lời nhận được từ quá trình khảo sát, nhóm thiết kế phải tiến
hành diễn dịch thành nhu cầu mà khách hàng mong muốn đối với sản phẩm để
sản phẩm cuối cùng có thể thỏa mãn nhu cầu khách hàng.
Bảng 2.4 Diễn dịch nhu cầu khách hàng
TT
Dữ liệu thô về nhu cầu khách hàng
Diễn giải thành nhu cầu
sản phẩm
1
Chiếc khoan của tôi rất nặng và cồng kềnh
Khoan có thiết kế nhỏ gọn
2
Chiếc khoan tơi từng dùng khá yếu và khơng thể
khoan sâu
Khoan có cơng suất lớn
3
Tơi làm việc với nhiều vật liệu khác nhau
Khoan có nhiều chế độ
khoan phù hợp với nhiều
vật liệu
4
Tôi muốn khoan ở nhiều tốc độ khác nhau
Khoan có thể tùy chỉnh
được tốc độ
5
Tơi thường xun khoan tường
Khoan có chức năng khoan
tường
6
Tơi làm việc với nhiều kích cỡ mũi khoan khác
nhau
Đầu cặp của khoan tương
thích với nhiều kích thước
mũi khoan
7
Tơi bị ngã vì vấp phải dây điện từ chính chiếc
khoan của mình
Khoan khơng có dây điện
vướng víu
8
Pin máy khoan của tơi rất yếu, khơng thể đáp ứng
hết một ngày làm việc của tơi
Khoan có thời lượng pin
tốt
9
Khoan của tôi sử dụng liên tục và đã bị cháy
Khoan có chức năng tự
ngắt khi q tải
10
Tơi muốn khoan có thêm tay cầm phụ để dễ cầm
nắm
Khoan có trang bị tay cầm
phụ
11 Tơi thường dùng máy khoan để bắt vít
Khoan có chức năng bắt
vít
12
Tơi làm việc ngồi trời và trong một lần mưa
chiếc khoan của tôi đã bị hỏng
Khoan có khả năng chống
nước
13
Máy khoan của tơi đột nhiên khởi động khi mang
vác do cò khoan bị tác động
Khoan có khóa cị khoan
14 Bụi khi khoan làm kẹt máy khoan của tơi
5
Khoan có khả năng chống
bụi
15
Khoan của tôi hay bị văng mũi khoan rất nguy
hiểm
Đầu cặp mũi khoan chắc
chắn
16
Sau khi hết pin tôi phải đợi pin sạc lại mới có thể
dùng được
Khoan có thêm pin dự
phịng
17
Khoan của tơi sạc pin nửa ngày mới đầy khiến tơi
bỏ lỡ cơng việc
Khoan có thời gian sạc pin
ngắn
18 Tơi hay khoan lố chiều sâu của lỗ
Khoan có tích hợp thước
đo chiều sâu
19 Tơi muốn khoan có đèn để làm việc ở chỗ tối
Khoan có đèn trợ sáng
20 Lỗ khoan của tơi khơng vng góc với tường
Khoan có thước thủy cân
bằng
21 Tôi hay bị trượt tay khi cầm khoan
22 Tôi hay đánh mất dụng cụ để tháo mũi khoan
Khoan chống trượt khi
cầm nắm
Khoan có vị trí để dụng cụ
tháo mũi khoan
23 Khoan của tôi mới dùng được hai tháng đã hỏng
Khoan có tuổi thọ cao
24 Pin máy khoan của tơi bị chập và nổ
Pin của khoan có chức
năng chống chập
25
Tơi khơng biết khi nào khoan của mình cần sạc
lại
26 Khoan của tôi chỉ quay theo một chiều
27
Tôi đã từ bỏ ý định mua cho mình một chiếc
khoan cầm tay vì giá của nó tận 8 triệu
Khoan có đèn báo dung
lượng pin
Khoan có chức năng đảo
chiều
Khoan có giá thành rẻ
2.5 Đánh giá mức độ quan trọng các nhu cầu khách hàng
Mỗi nhu cầu có một tầm quan trọng khác nhau với khách hàng. Các khách
hàng trong cuộc khảo sát có thể đưa ra rất nhiều nhu cầu khác nhau, trong đó có
một vài nhu cầu được cho là thiết yếu nhất (độ quan trọng cao). Mặt khác có
những nhu cầu chỉ được nhắc đến một vài lần và tương đối cá biệt (độ quan trọng
kém hơn). Nhóm thiết kế sẽ thực hiện cơng thăm dị ý kiến tổng hợp của khách
hàng qua việc chấm điểm mức quan trọng của những tiêu chí trên thang điểm 5
sau đó tổng hợp làm căn cứ để đánh giá mức độ quan trọng của các tiêu chí. Việc
đánh giá mức độ quan trọng của các nhu cầu được trình bày trong bảng 2.5.
6
Bảng 2.5 Đánh giá mức độ quan trọng các nhu cầu khách hàng
STT
Nhu cầu khách hàng
(quy mô 150 người)
Tần suất điểm số
1
2
3
4
5
Điểm
trung
bình
Mức độ
quan trọng
(1-5)
1
Khoan có tuổi thọ cao
0
0
0
14
136
4,91
5
2
Khoan có cơng suất lớn
0
2
5
15
128
4,79
5
3
Khoan có chức năng
đảo chiều
0
6
8
25
111
4,61
5
4
Khoan có thiết kế nhỏ
gọn
2
9
30
22
87
4,22
4
5
Khoan có thời lượng pin
tốt
9
14
20
24
83
4,05
4
6
Pin của khoan có chức
năng chống chập
4
12
25
39
70
4,06
4
7
Khoan có nhiều chế độ
khoan phù hợp với
nhiều vật liệu
12
26
13
48
51
3,67
4
8
Đầu cặp mũi khoan chắc
chắn
4
22
43
52
29
3,53
4
9
Khoan có thể tùy chỉnh
được tốc độ
6
45
43
45
11
3,07
3
10
Khoan có khóa cị
khoan
19
45
42
27
17
2,85
3
11
Khoan có chức năng
khoan tường
18
54
35
25
18
2,81
3
12
Khoan có giá thành rẻ
17
59
34
23
17
2,76
3
13
Khoan có chức năng tự
ngắt khi quá tải
27
48
38
21
16
2,67
3
14
Đầu cặp của khoan
tương thích với nhiều
kích thước mũi khoan
34
35
46
22
13
2,63
3
15
Khoan chống trượt khi
cầm nắm
41
25
56
18
10
2,54
3
7
16
Khoan có thêm pin dự
phịng
42
63
12
19
14
2,33
2
17
Khoan có chức năng bắt
vít
51
49
24
11
15
2,27
2
18
Khoan có thước thủy
cân bằng
50
54
26
12
8
2,16
2
19
Khoan có tích hợp
thước đo chiều sâu
56
68
9
4
13
2,00
2
20
Khoan có khả năng
chống nước
57
70
15
6
2
1,84
2
21
Khoan có đèn báo dung
lượng pin
62
75
4
6
3
1,75
2
22
Khoan khơng có dây
điện vướng víu
76
67
3
3
1
1,57
2
23
Khoan có thời gian sạc
pin ngắn
80
64
3
2
1
1,53
2
24
Khoan có đèn trợ sáng
95
51
3
1
0
1,40
1
25
Khoan có vị trí để dụng
cụ tháo mũi khoan
116
29
4
1
0
1,27
1
26
Khoan có trang bị tay
cầm phụ
122
26
2
0
0
1,20
1
27
Khoan có khả năng
chống bụi
131
18
1
0
0
1,13
1
2.6 Ghép nhóm nhu cầu khách hàng
Bảng 2.6 Ghép nhóm nhu cầu khách hàng
Khoan có thiết kế nhỏ gọn
Khoan khơng có dây điện vướng víu
Khoan có vị trí để dụng cụ tháo mũi
khoan
Nhóm mẫu mã
Đầu cặp của khoan tương thích với
nhiều kích thước mũi khoan
Khoan có trang bị tay cầm phụ
Khoan có thêm pin dự phòng
8
Khoan có chức năng đảo chiều
Khoan có thước thủy cân bằng
Khoan có đèn trợ sáng
Nhóm chức năng làm việc
Khoan có thể tùy chỉnh được tốc độ
Khoan có chức năng bắt vít
Khoan có chức năng khoan tường
Khoan có thước đo chiều sâu
Khoan có cơng suất lớn
Khoan có thời lượng pin tốt
Khoan có khả năng chống bụi
Nhóm chức năng cơng nghệ
Khoan có đèn báo dung lượng pin
Khoan có thời gian sạc pin ngắn
Khoan có tuổi thọ cao
Khoan có khả năng chống nước
Pin của khoan có chức năng chống
chập
Đầu cặp mũi khoan chắc chắn
Nhóm chức năng an tồn
Khoan chống trượt khi cầm nắm
Khoan có khóa cị khoan
Khoan có chức năng tự ngắt khi quá
tải
9
3. XÁC LẬP THÔNG SỐ KỸ THUẬT MỤC TIÊU
3.1 Triển khai các đại lượng đáp ứng các nhu cầu
Dựa vào bảng nhu cầu thu thập được từ quá trình khảo sát, nhóm thiết kế sẽ
thảo luận và đưa ra những đại lượng phục vụ cho các nhu cầu đó. Danh sách các
đại lượng (Metric) đáp ứng các nhu cầu (được đánh thứ tự ở bảng 2.5) và trọng số
của nó được thể hiện trong bảng 3.1.
Bảng 3.1 Đại lượng đáp ứng nhu cầu (kèm trọng số)
STT
Đại lượng (Metric)
Đơn vị
Các nhu cầu
đáp ứng
Trọng số
(1*-5*)
năm
1,6,13,20,24
*****
1
Tuổi thọ khoan
2
Công suất khoan
W
2,4
*****
3
Momen xoắn tối đa
Nm
2,4,7
****
4
Tốc độ quay khơng
tải tối đa
vịng/phút
2,4,9
****
5
Tốc độ đập
lần/phút
2,4,7,11
****
6
Điện áp pin
V
5,6,13,21,23
***
7
Dung lượng pin
mAh
5,16,23
***
8
Thời gian sạc pin
phút
5,23
***
9
Nhiệt độ hoạt động
độ C
1
***
10 Độ mở đầu cặp tối đa
mm
2,4,14
***
11 Chiều dài thân
mm
4,11,15,26
**
12 Chiều cao
mm
4,11,15,26
**
13 Bề rộng thân khoan
mm
4,11,15,26
**
14 Khối lượng
kg
2,4,5,26
**
IP
20,27
*
15
Chuẩn chống
nước/bụi
(Ingress Protection)
10
3.2 So sánh các thông số của những sản phẩm cạnh tranh
Để có thể xác định được “độ lớn” của các đại lượng (Value) của các đại
lượng để thiết lập thơng số sản phẩm. Ngồi việc thảo luận, hỏi ý kiến chuyên gia,
nhóm thiết kế cũng tham khảo một vài sản phẩm của những đối thủ cạnh tranh để
cân nhắc cho sản phẩm của mình. Điển hình dưới đây là một vài sản phẩm được
nhóm thiết kế quan tâm và tham khảo:
− Máy khoan động lực dùng pin Bosch GSB36VE (Đức)
− Máy khoan không dây Nikawa NK-M18s (Nhật Bản)
− Máy khoan vặn vít pin Dewalt DCD778D2 (Mỹ)
Thơng số đáng chú ý của những sản phẩm mà nhóm đã tham khảo được trình
bày trong bảng 3.2.
Bảng 3.2 Thơng số của các sản phẩm cạnh tranh
Giá trị
#
Đại lượng
Đơn vị
Bosch
GSB36VE
Nikawa
NK-M18s
Dewalt
DCD778D2
năm
4
2,5
3
1
Tuổi thọ khoan
2
Công suất khoan
W
900
650
450
3
Nm
28
25
18
vịng/phút
1800
1460
1050
5
Momen xoắn tối đa
Tốc độ quay khơng tải
tối đa
Tốc độ đập
lần/phút
3200
không
không
6
Điện áp pin
V
36
21
12
7
Dung lượng pin
mAh
2000
1500
1500
8
Thời gian sạc pin
phút
60
45
120
9
Nhiệt độ hoạt động
độ C
-15 đến 110
-5 đến 117
-5 đến 85
10 Độ mở đầu cặp tối đa
mm
13
10
10
11 Chiều dài thân
mm
265
230
224
12 Chiều cao
mm
280
248
236
13 Bề rộng thân khoan
mm
98
90
88
14 Khối lượng
kg
3,5
2,8
2,3
IPx6
IPx4
không
4
15 Chuẩn chống nước/bụi
IP
(Ingress
Protection)
11
3.3 Thành lập thông số mục tiêu cho sản phẩm
Căn cứ vào dữ liệu thu thập được từ bảng 3.2, nhóm thiết kế chọn ra các giá
trị biên và lý tưởng cho các đại lượng trình bày trong bảng 3.3
Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật mục tiêu
Giá trị (Value)
STT
Đại lượng (Metric)
Đơn vị
Giới hạn biên
Mong muốn
năm
2,5-4
≥3
1
Tuổi thọ khoan
2
Công suất khoan
W
450-900
600 – 750
3
Momen xoắn tối đa
Nm
18-28
23 – 25
4
Tốc độ quay không tải
tối đa
vòng/phút
1000-1800
1200 – 1440
5
Tốc độ đập
lần/phút
2500-3000
≥ 2500
6
Điện áp pin
V
12-36
21
7
Dung lượng pin
mAh
1500-2000
1800 – 2000
8
Thời gian sạc pin
phút
45-120
50 – 60
9
Nhiệt độ hoạt động
độ C
-15 đến 117
-10 đến 100
10
Độ mở đầu cặp tối đa
mm
10-13
10 – 12
11
Chiều dài thân
mm
220-260
240 - 250
12
Chiều cao
mm
230-280
250 – 265
13
Bề rộng thân khoan
mm
80-100
90 – 95
14
Khối lượng
kg
2-3.5
2 – 2.5
15
Chuẩn chống nước/bụi
IPx4-IPx6
> IPx4
IP
(Ingress
Protection)
12
4. XÂY DỰNG CONCEPT
4.1 Chia tách vấn đề
Bảng 4.1 Cấu trúc các chức năng của khoan điện cầm tay
Chức
năng
chính
Lớp chức năng 1
Lớp chức năng 2
Lớp chức năng 3
Đổi trạng thái khoan
Chọn chế độ khoan
Giữ trạng thái khoan
Lắp mũi khoan
Kẹp mũi khoan
Nhả mũi khoan
Cấp điện
Biến đổi điện áp
Khoan phẳng
Tạo lực xoắn
Chuyển đổi điện cơ
Giảm tốc
Tăng giảm tốc độ
Chỉnh tốc độ
Chức
năng
làm
việc
Khóa tốc độ
Lắp mũi khoan
Kẹp mũi khoan
Nhả mũi khoan
Cấp điện
Biến đổi điện áp
Tạo lực xoắn
Chuyển đổi điện cơ
Khoan búa
Giảm tốc
Phát động lực
Tạo lực đập
Hồi chuyển
Tăng giảm tốc độ
Chỉnh tốc độ
Khóa tốc độ
13
Kẹp mũi khoan
Lắp mũi khoan
Nhả mũi khoan
Cấp điện
Biến đổi điện áp
Tạo lực xoắn
Chuyển đổi điện cơ
Giảm tốc
Bắt vít
Chỉnh tốc độ
Tăng giảm tốc độ
Khóa tốc độ
Tăng giảm momen
Chỉnh momen
Giới hạn momen
Cơ cấu đảo
Đảo chiều
Điều khiển đảo
Đo chiều sâu
Trợ sáng
Đo mức pin
Báo mức pin
Hiển thị
Chức
năng
công
nghệ
Giảm lắc
Giảm dao động
Giảm giật ngược
Truyền nhiệt
Làm mát
Giải phóng nhiệt
Ngắt q dịng
Bảo vệ q tải
Ngắt q nhiệt
Chức
năng
an
tồn
Khóa cị khoan
Chống nước
Chống trượt
Chống đọng nước
Chống thấm nước
Tạo độ bám
Lót tay
14
4.2 Tìm kiếm bên ngồi
4.2.1 Các bằng sáng chế
Thực hiện tìm kiếm bên ngồi bằng việc tìm kiếm trên các tài liệu và phương
tiện thông tin khác về các phát minh, sáng chế. Mục đích của việc làm này là để
tránh việc trùng lặp trong thiết kế gây nên vấn đề về sở hữu trí tuệ cho sản phẩm
của mình.
a) Modun đầu cặp mũi khoan
DRILLING CHUCK
Số bằng: 10328496 B2
Tác giả: Perter Schenk, Patrick Hengsberger,
Hans Baumann (Sontheim/Brenz, Đức).
Người nộp đơn: Roehm GmbH.
Đại diện: Roehm GmbH.
Ngày đăng ký: 31/5/2017
Ngày công bố: 25/5/2019
Mô tả: Đầu cặp khoan làm việc dưới tác động của trục khoan nối với nó, đầu cặp
khoan bao gồm: Thân đầu cặp chứa các thanh dẫn hướng được được bố trí nghiêng
với trục đầu cặp và được dẫn hướng thơng qua vòng ren. Ống kẹp được ghép với
vòng ren, cho phép xoay vòng ren tương đối so với đầu cặp. Thiết bị khóa có thể
điều chỉnh giữa chế độ nhả và khóa, cho phép ngăn cản chuyển động quay tương
đối giữa thân đầu cặp và thanh dẫn hướng. Các thanh dẫn hương về cơ bản là
khơng quay nhưng có thể dịch chuyển theo trục so với thân đầu cặp, ba thanh dẫn
hướng được đặt đối xứng tâm cho phép thay đổi đường kính kẹp cho dụng cụ gia
cơng. Phần thân đầu cặp được bố trí để người sử dụng nắm trực tiếp khi đầu cặp
khoan đang ở trạng thái lắp ráp (hình 4.1).
15
Hình 4.1 Đầu kẹp mũi khoan
b) Khoan cầm tay cổ xoay
HAND-HELD TURRET DRILL
Số bằng: 6175969 B2
Tác giả: Steen Mandsfelt Eriksen (số 10 Larsens Vej, Graested, Đan mạch).
Người nộp đơn: Steen Mandsfelt Eriksen.
Ngày nộp đơn: 25/03/2003
Ngày công bố: 06/08/2004
Mô tả: Một máy khoan bao gồm thân máy (1) có chuyển động tương đối với đầu
cặp (13) thông qua một khớp quay (2). Trên khớp quay (2) được bố trí ít nhất hai
đầu khoan phục vụ ít nhất hai loại mũi khoan (14) và (16), chuyển động từ động
cơ (6) tới các đầu cặp khoan được giữ hoàn toàn nguyên vẹn. Ở vùng khớp nối
(9) có các vị trí gắn chốt định vị với mục đích chống lực momen xoay tác động
làm sai hướng của khớp. Khớp xoay (10) được cố định ở nhiều vị trí để đầu cặp
(13) và (15) có thể làm việc ở nhiều góc độ khác nhau (hình 4.2).
16
Hình 4.2 Khoan cầm tay tháp xoay
c) Hệ thống chuyển đổi chế độ khoan trên khoan động lực
MODE CHANGING MECHANISM FOR USE IN A HAMMER DRILL
Số bằng: 6192996 B1
Tác giả: Takahiro, Yasutoshi Shimma (Anjo, Nhật Bản).
Đại diện: Tập đoàn Makita tại Anjo (Nhật Bản).
Ngày nộp đơn: 25/08/2000
Ngày công bố: 31/5/2017
Mô tả: Một máy khoan búa bao gồm một trục trung gian (13), vòng ly hợp (25),
bánh răng thứ cấp (20) và một trục (15). Tất cả được lắp trên trục trung gian (13).
Trên trục trung gian (13) có một cần thay đổi xoay (40). Khi cần (40) xoay theo
chiều kim đồng hồ, khoan được đặt vào chế độ chỉ khoan, khi đó ly hợp (25) chỉ
ăn khớp với bánh răng nối với đầu cặp. Khi cần xoay ngược chiều kim đồng hồ,
máy khoan được đặt ở chế độ khoan búa, khi đó vịng ly hợp (25) kết hợp với
bánh răng thứ cấp (20) của trục trung gian, cơ cấu rãnh trượt trên trục trung gian
(13) tạo chuyển động đập cho đầu búa tới mũi khoan. Tiếp tục xoay cần (40)
ngược chiều kim đồng hồ, lúc này khoan đi vào trạng thái chỉ có búa, chuyển động
quay được ngăn lại bởi khóa vuốt (36) của đĩa ly hợp (31) (hình 4.3).
17
Hình 4.3 Hệ thống chuyển đổi chế độ khoan trên khoan động lực
4.2.2 Các sản phẩm trên thị trường
Thực hiện tìm kiếm trên thị trường và các phương tiện thơng tin đại chúng,
nhóm thiết kế tiến hành đánh giá một số sản phẩm của những đối thủ cạnh tranh.
4.2.2.1 Máy khoan khơng dây Bosch GSB 36 VE-2-LI
Hình 4.4 Máy khoan không dây Bosch GSB 36 VE-2-LI
18
a) Thông số kỹ thuật
Bảng 4.2 Thông số khoan không dây Bosch GSB 36 VE-2-LI
STT
Thông số
Giá trị
Đơn vị
1
Công suất
790
W
2
Tốc độ khơng tải tối đa
1800
vịng/phút
3
Lực xoắn tối đa
56
Nm
4
Tốc độ đập
3500
lần/phút
5
Độ mở đầu cặp
1,5-13
mm
7
Điện áp hoạt động
36
V
8
Dung lượng pin
2000
mAh
9
Thời gian sạc
45
phút
10
Thời gian làm việc
90
phút
11
Chống nước
Khơng
-
12
Tay cầm phụ
Có
-
13
Đèn trợ sáng
Có
-
14
Li-vo cân bằng
Khơng
-
15
Đảo chiều khoan
Có
-
16
Pin dự phịng
2
-
17
Kích thước
248(dài) x 280(cao)
mm
18
Khối lượng
3,4
Kg
19
Giá
13,8
triệu đồng
b) Chức năng công nghệ
− Công nghệ ổn định ly hợp: Tự động phát hiện bất thường trong hoạt động
khoan như kẹt mũi khoan để tự động nhả ly hợp, dừng khoan an tồn.
− Cơng nghệ kiểm sốt rung: Giảm tác động rung tới tay người cầm tới 40%,
giảm đau mỏi khi sử dụng liên tục trong thời gian dài.
19
− Công nghệ ổn định tốc độ: Giữ tốc độ khoan ổn định khi khoan vật liệu
cứng.
− Công nghệ làm mát pin: Thiết kế thông minh giúp làm mát pin khi sạc hoặc
truyền năng lượng trong thời gian dài.
− Đèn báo pin: Biểu thị dung lượng pin còn lại.
c) Ưu điểm
− Công suất mạnh mẽ cho lực xoắn lớn.
− Nhiều chế độ khoan.
− Tay cầm thiết kế chắc chắn, dễ cầm nắm.
− Dung lượng pin cao cho thời gian sử dụng dài.
− Thời gian sạc pin ngắn.
− Có hỗ trợ khoan tường với chế độ đập.
− Sử dụng nhiều công nghệ hiện đại.
d) Nhược điểm
− Khối lượng lớn.
− Khơng có khả năng chống nước.
− Giá thành cao.
4.2.2.2 Máy khoan không dây Makita DDF343SYE
Hình 4.5 Máy khoan khơng dây Makita DDF343SYE
20
