GIẢI 3 KHKT CẤP TỈNH

CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT
DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC
NĂM HỌC 2018-2019

BẢN TÓM TẮT DỰ ÁN

CHẾ TẠO GIÀY
LEO CÂY VÀ LEO TRỤ ĐIỆN

LĨNH VỰC DỰ THI: CƠ KHÍ

Năm 2018 - 2019


Mục lục

2


LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Công việc trong thời đại 4.0 cần rất nhiều công nghệ tiên tiến hiện đại
giúp cho công việc được tiến hành hiệu quả và nhanh chóng đem lại thuận tiện
và kinh tế rất cao. Tuy nhiên trong các công việc đó cũng còn rất nhiều công
việc cần đến sự lao động trực tiếp của bàn tay con người, nhất là các vùng còn
gặp rất nhiều về điều kiện kinh tế và giao thông không thể di chuyển các thiết bị
hiện đại đó về để phục vụ cho công việc được. Cho nên phải cần đến sức tác
động trực tiếp từ đôi chân và bàn tay con người. Nhưng các công việc như thu
hái, cắt tỉa cây và nhất là công việc bảo trì và sửa chữa điện còn mất rất nhiều
thời gian và sức lực của người lao động nhưng lại chưa an toàn và hiệu quả kinh
tế đem lại chưa cao.
Chính vì thế trong quá trình học tập và quan sát các loại công việc trên

chúng em nhận thấy công việc thu hái và cắt tỉa cây có được thuận lợi là làm sao
có thể chế tạo cho người làm việc một đôi bàn chân có thể bám chắc trên thân
cây khi di chuyển mà không bị trượt.
Còn công việc bảo trì và sửa chữa điện cần leo trên các trụ điện chúng em
quan sát trên các trụ điện có thiết kế sẵn các lỗ. Vậy thì làm sao chế tạo ra được
đôi bàn chân mà khi leo, chúng ta dựa vào các lỗ đã có sẵn trên trụ điện làm
điểm tựa thực hiện động tác leo trụ một cách nhanh chóng, an toàn và hiệu quả.
Từ các quan sát và suy nghĩ đó là lý do cho chúng em làm nên đề tài này.

1.

CÂU HỎI NGHIÊN CỨU
- Mục đích của việc chế tạo ra sản phẩm để làm gì ?
- Đối tượng ứng dụng của sản phẩm là ai ?
- Phạm vi ảnh hưởng và ứng dụng của sản phẩm ?
- Cách sử dụng sản phẩm như thế nào ? Thiết bị phụ kiện kèm theo là gì ?
- Mức độ an toàn cho người sử dụng sản phẩm như thế nào ?
- Hiệu quả kinh tế đạt như thế nào khi sử dụng sản phẩm ?

2.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu thực hiện trên mô hình, sau đó chế tạo sản phẩm dựa trên mô
hình, cuối cùng kiểm tra khả năng sử dụng của từng loại sản phẩm. Nhằm tìm ra
điểm ưu và khuyết của từng thiết kế. Sau đó khắc phục các khuyết điểm và cuối
cùng tìm đến sản phẩm tối ưu nhất. Chế tạo sản phẩm hoàn chỉnh và kiểm tra
khả năng sử dụng của sản phẩm hoàn chỉnh trên hai mục đích là leo cây và leo
trụ điện.

3.

NHỮNG LỢI ÍCH DỰ ÁN MANG LẠI.

3


3.1. Mục tiêu kinh tế.
Tiết kiệm được thời gian lao động và đem lại nhiều hiệu quả hơn trong
khi tham gia lao động sản xuất.
3.2. Mục tiêu xã hội.
Góp phần phát triển kinh tế xã hội, tạo động lực cho việc nghiên cứu các
đề tài tiếp theo.
3.3. Những công việc chính đã thực hiện.
- Bước 1: Hình thành, chọn lựa, sàng lọc ý tưởng
- Bước 2: Lập kế hoạch triển khai dự án
- Bước 3: Hỏi ý kiến chuyên gia chế tạo mô hình sản phẩm
- Bước 4: Chế tạo sản phẩm
- Bước 5: Kiểm chứng sản phẩm
- Bước 6: Thu thập dữ liệu và kết quả thực nghiệm
- Bước 7: Trình bày dự án.

4.

ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI.
Sản phẩm được tạo ra xuất phát từ ý tưởng thiết bị leo dừa trên internet và
giày leo núi. Nhưng cái mới của sản phẩm là rất đơn giản không cồng kềnh như
thiết bị leo dừa từng có trên thị trường. Rất thuận lợi cho công việc thu hái các
loại trái cây như dừa và cắt tỉa cây xanh nhất là ở địa phương Bến Tre thường
xuyên cắt hạ dừa và các loại cây khác.
Hơn nữa sản phẩm tạo ra chưa có trong ngành sửa chữa điện không thấy

có mặt trên thị trường. Sản phẩm sẽ giúp cho công việc bảo trì và sửa chữa điện
tiết kiệm được rất nhiều thời gian đem lại hiệu quả kinh tế rất cao trong sản xuất
các ngành khác có liên quan về năng lượng điện.
Cái mới của sản phẩm là tích hợp được 2 chức năng trên một dụng cụ rất
đơn giản khi sử dụng. Có thể tháo rời từng chức năng nếu không sử dụng.

4


Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1.

Giới thiệu dụng cụ và thiết bị hỗ trợ công việc cắt tỉa cây
xanh đã có trên thi trường.

- Việc thay đổi các kết cấu hạ tầng xây dựng buộc phải giải phóng mặt bằng, chặt
bỏ cây có kích thước lớn như cây dừa, cây bạch đằng, các loại cây xanh có kích
thước lớn trên các trục lộ giao thông và nơi công cộng buộc phải cắt tỉa thường
xuyên hàng năm ở các địa phương để thông thoáng và không gây ngã đổ khi
mùa mưa đến. Công việc này đồi hỏi người công nhân phải leo trèo vắt vẻo trên
cao rất khó khăn và đầy nguy hiểm. Dụng cụ hỗ trợ cho công nhân thường là
dùng Nài (dùng dây vòng qua 2 bàn chân làm điểm tựa để leo cây) bất tiện là
không có thiết bị an toàn rất nguy hiểm, có thể rơi khỏi bàn chân bất cứ lúc nào
và hạn chế chỉ để leo dừa, còn các loại cây xanh khác thì thiết bị Nài không giúp
ích cho người công nhân.
- Hơn nữa gần đây trên thị trường có chế tạo sản phẩm chuyên dụng dùng để leo
dừa nhưng rất công kềnh và mất khá nhiều thời gian mỗi khi leo phải lắp ráp
như ghế leo dừa hoặc vòng leo dừa của anh gì ở Bến Tre. Thiết bị này chỉ áp
dụng leo cây dừa không áp dụng cho loại cây xanh có nhánh lớn và vỏ trơn vì

thiết bị này sẽ bị tuột không có bám vào thân cây để làm điểm tựa để thực hiện
động tác leo lên cao.
- Gần hơn nữa là đã có xe chuyên sử dụng để cắt tỉa cây xanh của một số công ty
cắt tỉa cây xanh nhưng rất khó di chuyển chỉ áp dụng thuận lợi cho các khu
thành phố lớn. Hơn nữa vốn đầu tư rất cao không phù hợp cho khu vực nông
thôn, di chuyển rất khó khăn trên các con đường nhỏ hẹp.

1.2.

Giới thiệu dụng cụ và thiết bị hỗ trợ công việc leo trèo
trụ điện.

Công nhân ngành điện nhất là các thợ bảo hành lưới điện buộc phải leo
trèo các trụ điện cao thế. Dụng cụ chuyên dụng dùng để hỗ trợ công việc của họ
là dây an toàn và cốt thép để leo trụ điện. Mỗi khi họ leo trụ là họ dựa vào thiết
kế các trụ điện bê tông đã có lỗ sẵn họ cho 2 lỏi thép vào 2 lỗ thông đó, sau đó
họ làm điểm tựa để đạp lên đó và leo lên cao. Mỗi khi họ thực hiện 1 bước chân
là họ phải cuối xuống để rút lỏi thép dưới cùng cho vào lỗ tiếp theo và cứ thế
cho đến khi họ leo đến độ cao cần thiết.

1.3.

Vai trò của sản phẩm hỗ trợ trong các công việc trên.

Với đôi giày này nếu được nghiên cứu thành công sẽ giúp cho công việc
cắt tỉa cây xanh và leo trụ điện rất đơn giản. Người sử dụng chỉ cần đeo khi nào
cần thiết vì theo nghiên cứu đôi giày này như một thiết bị bảo hộ, khi nào cần
leo mới đeo vào.

5

Với đôi giày này khả năng bám vào thân cây rất cao hơn hẳn so với thiết
bị mà người xưa thường sử dụng là “ nài ”. Tiết kiệm được rất nhiều thời gian
đem lại năng suất cao khi lao động sản xuất.

1.4.

So sánh lợi ích của sản phẩm mang lại.

Đơn giản, dễ sử dụng, rất thuận tiện cho công việc vì khi nào cần leo mới
đeo đôi giày. Hơn nữa trong khi công nhân leo cây bằng đôi giày này có thể
đứng thẳng người so với leo bằng nài. Không mất quá nhiều lực khi leo cây và
tiết kiệm được rất nhiều thời gian so với các thiết bị leo có trên thị trường như
dụng cụ leo dừa đã có ở trên thị trường hơn nữa thiết bị leo dừa trên thị trường
vừa công kềnh vừa không an toàn.
So với thiết bị là ti của các thợ điện khi leo trên trụ điện mỗi bước chân
leo phải cuối người xuống lấy ống ti gắn vào lỗ kế phía ở trên rồi mới thực hiện
được bước leo tiếp theo hoặc họ lấy các ngón chân kẹp các tic ho vào lỗ tiếp
theo và cứ thế cho đến khi leo đến chiều cao cần thiết. Còn đôi giày này không
cần làm thao tác đó, rất tiết kiệm được thời gian và hơn nữa người công nhân
thợ điện không mất lực khi leo trụ điện. Vì vậy đem lại hiệu quả kinh tế rất cao.

6


Phần 2: THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ CHẾ TẠO SẢN
PHẨM

2.1.

Thiết kế mô hình.

Dựa trên kiến thức tự nghiên cứu môn học sức bền vật liệu chúng em đặt
ra giả thuyết bài toán như sau:
Bài toán: Một thanh kim loại vật liệu làm bằng thép mặt cắt tròn đường kính
12mm, một đầu có điểm tựa, thanh thép được đặt theo phương ngang vuông góc
với trụ đỡ, chịu được lực tác động lên khoảng 75Kg ( 750N). Vậy cần chiều dài
của thanh là bao nhiêu ?
Bài giải
Theo công thức momen chống uốn tròn [1]
W = 0,1.d3.
Trong đó d là đường kính.
Ta có công thức ứng suất cực đại:
(Cường độ của nội lực tối đa tại một điểm nào đó trên mặt cắt được gọi là ứng
suất cực đại )
Trong đó: P là trọng lực của vật tác động lên vật liệu
l : chiều dài cho phép của vật liệu

Ta có ứng suất của vật liệu thép là hằng số:

= 38000(N/cm2

Để có chiều dài max thì
Vậy theo cách tính toán lý thuyết thì chiều dài của ti tính từ điểm mép trụ
là khoảng 8,76 cm thì chịu được lực đỡ 750N thì cây thép không bị uống cong.

2.1.1.
-

Gỗ, bảng lề, đinh.
Dụng cụ: cưa, kiềm, khoan, thước, viết, búa, kéo.

2.1.2.
-

-

Nguyên liệu.

Chi tiết bảng thiết kế mô hình.

Thiết kế 2 đế giày có kích thức như nhau
+ Đế phải: chiều dài từ mũi đế đến gót: 27,5 cm.
+ Chiều ngang lớn nhất phần gót: 7cm
+ Chiều ngang lớn nhất phần mũi: 9cm
Trên mỗi đế giày được chia làm 4 bộ phận.
7


2.1.2.1.



Bộ phận số 1: Có tác dụng leo cây.

Bảng thiết kế số 1 ( giày leo cây - loại 1)
Đế giày thiết kế gồm 3 mũi đinh, gắn trên mũi đế giày. Mũi đinh số 1 cách
mũi giày 2 cm, dài 2cm đường kính 4mm, lưỡi hình tam giác, gắn vuông góc với
đế giày. Có tác dụng bám vào thân cây.

Mũi đinh số 2 cách lề phải của đế giày 2,3cm, dài 2cm, đường kính 4mm,
lưỡi hình tam giác, gắn vuông góc với đế giày. Có tác dụng chính làm đế trụ cho
chiếc giày.
Mũi đinh số 3 cách lề trái của đế giày 2,3cm, dài 2cm, đường kính 4mm,
lưỡi hình tam giác, gắn vuông góc với đế giày. Có tác dụng chính làm đế trụ cho
chiếc giày.
Nhưng phần thiết kế này cũng còn hạn chế là thời gian leo chưa như
mong muốn và còn mất rất nhiều lực, gì leo bằng mũi nên người leo phải leo
trong tư thế bò. Hơn nữa dây an toàn không đủ dài để bọc lấy người khi leo nên
mặc dù đã khắc phục được lực trượt nhưng phải cải tiến thiết kế để được tốt hơn.



Bảng thiết kế số 2 (giày leo cây - loại 2)
Nhằm khắc phục nhược điểm của bảng thiết kế số 1, thì theo bảng thiết kế
số 2 thì số lượng đinh cũng gồm 3 mũi đinh có kích thước giống bảng thiết kế 1.
Nhưng vị trí đặt các mũi đinh có thay đổi như sau: Thiết kế lại vị trí đặt 3 mũi
đinh vào gần lòng bàn chân của đế giày cách mép gót đế giày lên 9 cm nhằm
thay đổi tư thế leo. Người leo áp sát vào cây leo, 2 chân đạp vào 2 bên thân cây.
Theo thiết kế đôi giày tạo được lực bám rất tốt nhưng khi leo bàn chân rất đau vì
lực tác động lên bàn chân và người không cùng một phương nên làm cho cổ
chân rất đau.



Bảng thiết kế số 3 ( giày leo cây - loại 3)
Nhằm khắc phục 2 bản thiết kế số 1 và số 2 và được sự giới thiệu của
UBND xã Tân Phong ( Phụ lục 1), chúng em tìm đến chuyên gia Đoàn Văn
Mẫn, sinh năm 1982, hiện cư ngụ tại ấp Phủ, xã Tân Phong, Thạnh Phú, Bến
Tre. Đã có kinh nghiệm 7 năm trong nghề leo cây và hạ cây có số ĐT:

0773168355. Trong thời gian từ 30/10 - 30/11/2018 đã qua 3 lần góp ý chỉnh sửa
và dùng thử nghiệm tìm ra ưu điểm và khuyết điểm ( Phụ lục 2)
Theo anh có 2 điểm cần chú ý:
- Để tăng lực bám vào cây khi leo nên thiết kế giày sau cho khi leo, người
leo cây phải trong tư thế thẳng đứng, tạo được góc nghiêng so với thân cây
khoảng 15 độ. Bàn chân, cổ chân và cẳng chân phải cùng phương với lực tác
dụng lên cây leo. Trên cơ sở đó chúng em thiết kế lại vị trí mũi đinh cùng
phương với cẳng chân. Chiều dài đinh không quá sâu khoảng 4 cm tính từ điểm
tựa và phải thật sắc nhọn.
8


35cm

4cm
8cm

4cm

- Phần đế giày phải thật mềm dẻo để tránh lực ma sát lên bàn chân làm
bàn chân rất đau khi thực hiện các thao tác leo cây.
Trên cơ sở đó chúng em thiết kế bộ phận leo cây gồm 1 thanh sắt chiều
ngang 2 cm, bề dày 2mm, chiều dài 35cm, tạo gốc vuông cạng đáy 9 cm. Được
chia làm 2 bộ phận:

9cm

phần trên

Bảng vẽ của mô hình

+ Phần trên gắn một miếng sắt mỏng dày 0,5mm, ngang 8 cm, chiều cao
4mm. Được uống cong nhằm bám chặt vào chân, có dây buộc.
+ Phần dưới gồm
1 mũi đinh sắt nhọn đường kính 6mm, dài 4cm được
Đế giày
gắn trên thanh sắt tạo góc khoảng 15 độ theo thanh sắt đứng. Phần cạnh đáy của
phần dưới
thanh sắt dài 9cm,
nằm ngang nhằm tạo lực đỡ khi mang giày.
Phần trên và phần dưới đều được cố định trên đôi chân bằng dây buột.
2.1.2.2.
Bộ phận số 2: Có tác dụng leo trụ điện.
Theo thiết kế của mỗi trụ điện đều có lỗ thông để cho thợ điện khi leo
phải dùng ti gắn vào đó để làm điểm tựa mỗi khi leo. Dựa vào thiết kế trên trụ
điện có sẵn lỗ nên chúng em thiết kế trên đế giày có gắn các đinh, có tác dụng
khi leo là bám vào các lỗ đó để làm điểm tựa khi leo lên trên trụ điện.



Bảng thiết kế số 1 ( giày leo điện - loại 1)
Thiết kế 2 mũi đinh trên phương thẳng đứng. Mũi đinh số 1 cách lề trái
1,5cm. Gắn theo hướng lệch đế giày 1 góc khoảng 15 độ. Có tác dụng bám vào
các lỗ có sẵn trên trụ điện khi leo. Mũi đinh số 2 cách mũi đinh số 1 là 5cm, gắn
vuông góc với đế giày, chiều dài đinh khoảng 2cm, có tác dụng như đinh trụ. Cả
2 đinh có đường kính khoảng 8mm. Nhưng có nhược điểm do trụ điện bề mặt
trụ hình cong nên đế giày không giữ được cố định theo phương ngang. Cần phải
cải tiến thiết kế để khắc phục các nhược điểm trên.



Bảng thiết kế số 2 ( giày leo điện - loại 2)
Thiết kế 3 mũi đinh bố trí theo tam giác đều cạnh 4,5cm như kiền 3 chân.
Mũi đinh số 1 cách lề trái 1,5cm. Gắn theo hướng lệch đế giày 1 góc khoảng 15
độ. Có tác dụng bám vào các lỗ có sẵn trên trụ điện khi leo. Mũi đinh số 2 cách
mũi đinh số 1 là 4,5cm, gắn vuông góc với đế giày, chiều dài đinh khoảng 2cm,
cách lề phải 1,5 cm. Mũi đinh số 3 cách mũi đinh số 1 là 4,5cm, cách đinh số 2
là 4,5cm, gắn vuông góc với đế giày, chiều dài đinh khoảng 2cm, cách lề phải 2
cm. Cả 3 đinh có đường kính khoảng 8mm, tạo thành thế kiền 3 chân rất chắc
9


chắn cho đế giày khi leo. Nhưng có nhược điểm là mất thời gian và rất mỗi 2
chân gì cẳng chân và bàn chân không tạo được tư thế đứng vững chắc và tốn
nhiều thời gian. Cần phải khắc phục nhược điểm trên phải nghiên cứu cải tiến
thiết kế.



Bảng thiết kế số 3 ( giày leo điện - loại 3)
Sau rất nhiều lần thiết kế, chế tạo sản phẩm và thử nghiệm kết quả không như
mong đợi. Cuối cùng chúng em nhờ UBND xã Tân Phong giới thiệu cho chúng
em thợ chuyên sửa điện trong địa bàn xã ( Phụ lục 1) là ông: Cao Huỳnh Thạnh
sinh năm 1962, hiện cư ngụ tại ấp Phú, xã Tân Phong, Thạnh Phú, Bến Tre. Đã
có kinh nghiệm trên 30 năm trong nghề sửa chửa điện, có số ĐT: 0902730367.
Trong thời gian từ 30/10 - 30/11/2018 đã qua 3 lần góp ý chỉnh sửa và dùng thử
nghiệm tìm ra ưu điểm và khuyết điểm ( Phụ lục 2)
Trên cơ sở đó chúng em nghiên cứu tìm hiểu lí thuyết của sức bền vật liệu
thiết kế bộ phận leo trụ điện gồm một ti tròn chọn thiết kế theo kiểu ti ngang
đường kính 12mm, chiều dài 18cm, vật liệu bằng thép. Một đầu được gắn vào đế
giày có 2 con tán, một tán trước không răng có tác dụng cố định ti không cho ti

di chuyển theo phương ngang, một tán sau có răng để giữ ti không cho ti di
chuyển theo phương tới. Ti này rời với đế giày chỉ được gắn vào khi leo trụ điện.

Bảng vẽ của mô hình
2.1.2.3.
Bộ phận số 3: phần bao mũi giày.
Phần bao mũi giày gồm vòng cung bằng thép dài 19cm, dầy 0,5mm từ
mũi giày xuống 6cm. Có tác dụng bao lấy phần mũi bàn chân làm điểm tựa để
leo cây.
2.1.2.4.
Bộ phận số 4: Phần bao gót giày và dâu buộc
- Phần bao gót giày cấu tạo vòng cung bằng thép dài 16cm, dày 0,5 mm thiết kế
nhằm ôm lấy gót chân để giữ được thăng bằng.
- Dây buộc được làm bằng dây da có độ co giản nhằm điều chỉnh độ rộng của bàn
chân. Có tác dụng giữ được đế giày trên bàn chân cố định khi leo

2.1.3.

Tích hợp 2 chức năng trên một trên một chiếc giày.

10


4cm

35cm

8cm
4cm
9cm

9cm

Từ 2 bảng thiết kế số 3 của 2 chức năng leo cây và leo trụ điện chúng em
tích hợp 2 chức năng trên trong cùng một chiếc giày là:
Trên bảng thiết kế số 3 của chức năng leo cây chúng em gắn thêm 2 con
tán của bảng thiết kế số 3 leo trụ điện lên thanh sắt ngang ở cạnh gốc vuông dài
9cm, cấu tạo tương tự bảng thiết kế số 3 của leo trụ điện.

dây buộc

phần trên

Đế giày leo trụ điện
dây buộc

2.1.4.
35cm

4cm
9cm

4cm

phần dưới

Bảng thiết kế hoàn chỉnh.

Đế giày

8cm
Qua
rất nhiều bảng thiết kế, chúng em nhận thấy một đôi giày hoàn chỉnh
đáp ứng được 2 mục đích vừa leo cây, vừa leo trụ điện thì đôi giày gồm các bộ
9cm
phận sau:
- Phần đế giày và gót giày có thể làm bằng nhựa hoặc sử dụng các loại
giày bảo hộ có bán trên thị trường thay bằng đế giày bằng thép gây ma sát đau
chân khi lèo.
- Dây buộc có thể sử dụng các loại dây có móc để thao tác buộc dây ít tốn
thời gian chuẩn bị leo.
- Phần quang trọng nhất là 2 bộ phận leo cây và leo trụ điện được tích hợp
trên một dụng cụ rời với đế giày như bản thiết kế hoàn chỉnh đã trình bày.

phần trên

phần dưới

Đế giày

Mô hình mẫu
Tương tự đế giày phải đế giày trái có cấu trúc thiết kế như giày phải.

2.2.

Chế tạo sản phẩm.

Chế tạo sản phẩm theo các bảng thiết kế nguyên mẫu ban đầu sau đó thử
nghiệm từng loại sản phẩm tìm ra khuyết điểm và tiếp tục chế tạo sản phẩm theo
bảng thiết kế tiếp theo thử nghiệm kiểm tra cho đến tối ưu.

2.2.1.

Nguyên liệu.

11


Lá thép dày 1mm dùng làm các loại đế giày, phần mũi và phần gót của 2
chiếc giày.
50 mũi đinh bằng thép đường kính 4mm dài khoảng 3cm.
Dây da có đàn hồi dùng làm dây buộc cho các chiếc giày.

2.2.2.

Quy trình chế tạo sản phẩm.

Phần gót, phần mũi, bảng lề và dây buộc của 3 loại giày điều có cấu tạo
giống nhau.
- Phần mũi: Gồm khung thép dày 1mm, vòng cung dài 19cm, từ mũi dài
xuống gót chân dài 6cm.
- Phần gót: Gồm khung thép dày 1mm, vòng cung dài 16cm, thiết kế ôm
phần gót chân.
- Dây buộc: được làm bằng dây da có độ đàn hồi.
Còn bộ phận mũi đinh được chia làm 3 loại.

2.2.2.1.

Giày theo bảng thiết kế số 1 (giày loại 1).

Tác dụng leo cây: Giày gồm 3 mũi đinh bố trí theo tam giác đều cạnh 4
cm như kiền 3 chân, vị trí đặt ở mũi đế giày.
Tác dụng leo trụ điện: Đế giày có 2 mũi đinh gắn trên phương thẳng
đứng. Mũi đinh số 1 cách lề trái 1,5cm, theo hướng lệch đế giày 1 góc khoảng
15 độ. Mũi đinh số 2 cách mũi đinh số 1 là 5cm, gắn vuông góc với đế giày,
chiều dài đinh khoảng 2cm.

Giày leo cây 3 mũi đinh ở mũi đế giày

2.2.2.2.

Giày theo bảng thiết kế số 2 (giày loại 2).

Tác dụng leo cây: Đế giày gồm 3 mũi đinh có kích thước giống bảng
thiết kế 1. Nhưng vị trí đặt các mũi đinh ở phần lòng của đế giày.
Tác dụng leo trụ điện: Đế giày gồm 3 mũi đinh bố trí theo tam giác đều
cạnh 4,5cm như kiền 3 chân, vị trí ở lòng của đế giày. Mũi đinh số 1 cách lề trái
1,5cm, gắn theo hướng lệch đế giày 1 góc khoảng 15 độ.

12


Giày 3 mũi đinh ở lòng bàn chân

2.2.2.3.

Giày theo bảng thiết kế số 3 (giày loại 3).

Tác dụng leo cây: Chế tạo bộ phận leo cây
gồm 1 thanh sắt chiều ngang 2 cm, bề dày 2mm, chiều dài 35cm, tạo gốc vuông

cạng đáy 9 cm.
Tác dụng leo trụ điện: Đế giày gồm một ti tròn đường kính 12mm, chiều
dài 18cm, vật liệu bằng thép. Một đầu được gắn vào đế giày có 2 con tán, một
tán trước không răng có tác dụng cố định ti không cho ti di chuyển theo phương
ngang, một tán sau có răng để giữ ti không cho ti di chuyển theo phương tới. Ti
này rời với đế giày chỉ được gắn vào khi leo trụ điện.

Tích hợp leo cây và leo trụ điện

2.2.2.4.

Sản phẩm hoàn chỉnh.

Theo như thiết kế chúng em chế tạo giày vừa tác dụng leo cây, vừa có tác
dụng leo trụ điện mà không gây đau chân gồm 2 bộ phận.
- Bộ phận leo cây và leo trụ điện được tích hợp vào một dụng cụ chuyên
biệt, khi leo trụ điện thì gắn ti vào.
- Bộ phận đế giày có thể sử dụng giày trong bảo hộ lao động như giày cao
su ( ủng) hoặc giày Bata trong ngành.

13


Giày thử nghiệm

Giày hoàn chỉnh

Phần 3: THỰC NGHIỆM

3.1.

-

Thiết bị hổ trợ kèm theo sản phẩm.
Dây an toàn.
Dây kéo.

3.2.

Khả năng sử dụng sản phẩm.
Thực nghiệm được tiến hành cho từng loại giày nhằm tìm ra ưu, khuyết
điểm sau đó khắc phục và tiến hành cải tiến các loại giày tiếp theo.

3.2.1. Giày loại 1.



Leo cây:
Sau khi đã chế tạo thành công giày 3 mũi đinh áp dụng thực tế vào công
việc leo cây bị nhược điểm là tư thế người leo không thăng bằng trong tư thế bò
trên cây gây nên lực tác dụng đôi chân rất lớn làm cho bàn chân rất đau.



Leo trụ điện:
Kiểm tra khả năng leo trụ điện của giày 2 mũi đinh. Đôi giày loại này bị
nhược điểm làm cho bàn chân bị nghiêng không cố định được trên trụ điện. Hơn
nữa lực tác dụng lên đôi bàn chân rất lớn không giữ lâu trên trụ điện được.
Từ các nhược điểm của đôi giày loại 1 nhóm nghiên cứu tìm các khắc
phục trên bằng cách chế tạo ra đôi giày loại 1 và kiểm tra sản phẩm.

3.2.2. Giày loại 2.



Leo cây:

14


Loại giày này 3 mũi đinh gắn ở vị trí lồng bàn chân tạo được rất tốt trên
thân cây nhưng do đế giày làm bằng thép nên ma sát với bàn chân rất lớn làm
cho đôi bị đau.



Leo trụ điện:
+ Ưu điểm: Tạo được điểm tựa tốt hơn giày loại 1, vì theo thiết kế này 3
mũi đinh, mũi số 1 bám vào lỗ của trụ điện, 2 mũi đinh còn lại tạo được đường
con theo đường cong của trụ điện nên khả năng chịu lực tốt.
+ Nhược điểm: Cổ chân không tạo được phương thẳng đứng với cẳng
chân nên không thể giữ được lâu trên trụ điện.
Từ các nhược điểm đó nhóm nghiên cứu tiếp tục tìm cách khắc phục bằng
cách chế tạo ra giày loại 3. Sau đó kiểm tra khả năng sử dụng của đôi giày này.

3.2.3. Giày loại 3.



Leo cây:
Với loại giày này khắc phục được nhược điểm của 2 loại giày số 1 và số

2, tạo được lực bám rất tốt hơn nữa không đau chân gì phần đế giày có thể sử
dụng các loại giày bảo hộ trên thị trường. Khả năng di chuyển trên thân cây rất
nhanh không bị lực tác động lên bàn chân làm cho chân bị đau.



Leo trụ điện:
Khả năng leo trụ điện rất tốt, bàn chân không bị đau, tư thế bàn chân
thẳng đứng, di chuyển nhanh trên thân trụ.

Hình ảnh minh họa leo cây và leo trụ điện

3.3.

Kết quả thử nghiệm.
15


3.3.1.

So sánh thời gian leo của sản phẩm.

Chúng em trực tiếp tiến hàng thử nghiệm kết quả của các loại giày đã chế
tạo với các thiết bị truyền thống mà người công nhân thường sử dụng. Kết quả
thu được về thời gian như sau:
- Kết quả leo cây dừa
Loại giày

Giày loại 1

Giày loại 2

Giày loại 3

Thời gian
leo
Độ dài leo
được

1 phút

1 phút

1 phút

Leo nài truyền
thống
1 phút

2,3m

2,5m

4m

2,5 m

- Kết quả leo trụ điện
Loại giày

Giọa loại 1

Giày loại 2

Giày loại 3

Thời gian
leo
Độ dài leo
được

1 phút

1 phút

1 phút

Leo Ti truyền
thống
1 phút

2m

2,5m

3,5m

1,5m

Từ các kết quả thu được trên cho thấy bước đầu chúng em đã chế tạo

thành công đôi giày đáp ứng được mục tiêu chúng em đã đề ra.

3.3.2.

Ý kiến của người dùng thử sản phẩm giày leo cây và trụ

điện.
Trên cơ sở đó chúng em liên hệ với một số người thợ chuyên leo cây và
các thợ leo trụ điện để sử dụng thử sản phẩm nhằm lấy ý kiến người sử dụng để
cải tiến sản phẩm tiếp theo.
- Ưu điểm: Hầu hết người sử dụng nhận xét sản phẩm mới, dễ sử dụng,
thuận lợi trong công việc, tiết kiệm được nhiều thời gian và rất phù hợp với túi
tiền của người sử dụng. (phụ lục 3).
- Khuyết điểm: Nếu có thể nên thiết kế các chi tiết bằng nhựa hay polime
chụi lực tốt để cách điện trong leo trụ điện và thêm miếng nhựa để giảm ma xát
vào chân gây đau chân.

16


Ảnh minh họa người sử dụng

17


Phần 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4.1.

Kết luận.

Chúng tôi đã chế tạo thành công được đôi giày có 2 chức năng:
Chức năng thứ nhất: Dùng để hổ trợ trong công việc leo cây xanh nhằm
mục đích cắt tỉa cây xanh và thu hoặc trái cây như trái dừa.
Chức năng thứ hai: Dùng để hỗ trợ trong công việc leo trụ điện để sửa
chữa điện trên các trụ điện cao thế.
Đôi giày đơn giản rất thuận lợi cho công việc, phù hợp với mọi kích cở
của đôi chân người dùng, gọn nhẹ rất tiết kiệm được kinh tế và đạt hiệu quả sử
dụng rất cao, rất tiết kiệm được thời gian trong lao động sản xuất.
Khối lượng mỗi chiếc giày khoảng 300 gram tổng kinh phí cho cả đôi giày là
145.000 đồng. Rất tiết kiệm cho người sử dụng.

4.2.

Kiến nghị.

- Có thể kết hợp với cơ sở cơ khí để cung cấp bản thiết kế đôi giày của chúng em
đã nghiên cứu thành công để áp dụng vào đời sống nhằm giải quyết nhu cầu của
công nhân trong các ngành cây xanh, thu hoạch trái cây của nông dân và ngành
điện.
- Có thể tìm kiếm các loại polime chịu lực tốt thay thế các chi tiết bằng kim loại
nhằm tạo được tính cách điện khi sử dụng leo trụ điện.
- Trên cơ sở khoa học này chúng tôi có thể nghiên cứu làm chế tạo robot leo cây
thu hoạch trái cây.
- Chế tạo robot vận hành trên các trụ điện giúp cho ngành điện bớt nhọc nhằn khi
phải leo trèo trên các trụ điện cao thế rất nguy hiểm và tốn nhiều thời gian và
hiệu suất lao động không cao./.

18

-

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Sức bến vật liệu, NXB Đại học QG 2002. PGS.TS. Đỗ Kiến Quốc ( chủ
biên) ĐHQG TPHCM – Trường ĐHBK HCM.
[2] />[3] Bài giảng sức bền vật liệu 1, Th.S. Lê Đức Thanh. Trường ĐHBK thành phố
HCM.
[4] />[5] />[6] />Module=Content&Action=view&id=8141&Itemid=2
[7] />
19


PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Giấy giới thiệu.

20


Phụ lục 2: Phiếu góp ý của chuyên gia.

21


Phụ lục 3: Ý kiến của người sử dụng.

22


23

24