Önerilen çözümlerden hangisinin daha iyi bir çözüm olabileceğini belirlemek için değerlendirme işlemi yapılmıştır. Bu doğrultuda, tasarım şartnamesinde belirtilen
Elin dorsal yüzü Elin palmar yüzü Yay sistemi Kablo sistemi Yay sistemi Kablo sistemi Eyleyici Eyleyici
özellikler dikkate alınarak değerlendirme ölçütleri belirlenmiştir. Parmak ve el bileği egzersizleri açısından bakıldığında her üç tasarım çözümünün işlevsel olacağı düşünülmektedir. Egzersiz işlemi cihazın en temel fonksiyonu olduğundan, önerilen her sistemin bu fonksiyonu tam olarak karşılaması gerekmektedir. İlaveten, egzersiz hareketlerini sağlayacak sistemin belirlenmesi, literatür ve patent araştırması sonucunda gerçekleşmiştir. Dolayısıyla değerlendirme ölçütleri belirlenirken tasarım şartnamesinde yer alan diğer özellikler dikkate alınmıştır. Belirlenen ölçütler; giyilebilirlik, bireysel kullanıma uygunluk, basitlik ve güvenilirlik şeklindedir. Bu ölçütleri karşılayan bir cihazdan beklenenler aşağıda açıklanmıştır.
- Giyilebilirlik: Bu ölçüt cihazın ele giyilebilirliğinin göstergesidir. Bu özelliği yüksek olan bir cihazın ele kolayca giyilmesi gerekmektedir. Tersi durumda -yani bu özelliğin düşük olması durumunda- cihazın ele giyilmesi nispeten daha zordur.
- Bireysel kullanıma uygunluk: Bu ölçüt, cihazın başkasının yardımına gerek duyulmadan da kullanılabilir olduğunu göstermektedir. Bireysel kullanıma uygunluk özelliği yüksek olan bir cihazı hasta kendi başına kullanabilir. Bu durum, hastanın sadece tek bir elinde fonksiyon kaybı olduğunda geçerlidir. Her iki elde birden fonksiyon kaybı olması durumunda bireysel kullanıma uygunluk ölçütü karşılanamaz.
- Basitlik: Bu ölçüt; cihazdaki bileşen (parça) sayısı, serbestlik derecesi, montaj işlemi ve kontrol işlemi ile ilgili bir göstergedir. Basitlik özelliği yüksek olan bir cihazın az sayıda parçadan oluşması, serbestlik derecesinin minimum olması, montaj ve kontrol işlemlerinin kolay olması beklenmektedir.
- Güvenilirlik: Bu ölçüt kullanıcı güvenliği ve cihaz güvenliğinin bir göstergesidir. Bir el rehabilitasyon cihazının güvenilirlik özelliğinin en yüksek seviyede olması beklenmektedir. Kullanıcı güvenliği yüksek bir cihazda, her türlü emniyet tedbirlerinin alınmış olması ve egzersiz hareketleri esnasında istenmeyen kesme kuvvetlerinin minimum düzeyde tutulması gerekmektedir. Cihaz güvenliği yüksek bir sistemin dayanıklı olması ve arızaya sebep olmaması beklenmektedir.
Değerlendirme işleminin nicel olarak yapılabilmesi için bir amaçlar ağacı oluşturulmuştur. Şekil 4.8.’de değerlendirme ölçütlerini gösteren amaçlar ağacı yer almaktadır. Burada belirlenen ölçütler, geliştirilen cihazdaki önemlerine göre yüzdelik olarak ağırlıklandırılmıştır. Giyilebilirlik ve güvenilirlik ölçütlerinin diğerlerine göre biraz daha büyük öneme sahip olduğu düşünülmektedir. Dolayısıyla bu iki ölçütün ağırlığı %30’ar olarak belirlenmiştir. Bireysel kullanıma uygunluk ve basitlik ölçütlerinin ağırlığı da %20’şer olarak kararlaştırılmıştır.
Şekil 4.8. Belirlenen ölçütler için amaçlar ağacı
Önerilen tasarım çözümlerinin değerlendirilmesi amacıyla her bir tasarımın ölçütleri karşılama durumu 0 - 4 arasında aldıkları puanlarla (değerler) ölçülmüştür. Bu puanların Alman Mühendisler Birliği (VDI) tarafından hazırlanan VDI 2225 (Pahl ve ark., 2007) rehberindeki karşılıklarına aşağıda yer verilmiştir (Borille ve ark., 2010).
- 0: Yetersiz çözüm. - 1: Orta düzey çözüm. - 2: Uygun çözüm. - 3: İyi çözüm. - 4: Çok iyi çözüm. El rehabilitasyon cihazı %100 Σ1
Giyilebilirlik Bireysel kullanıma uygunluk Basitlik Güvenilirlik
%30 0,3 %20 0,2 %20 0,2 %30 0,3
Burada, yetersiz çözüm kullanıcıya hiç faydası olmayan veya çok az faydası olan ve yapısal eksikliği bulunan durumu ifade eder. Orta düzey çözüm, kullanıcıya faydası olan ancak buna rağmen yapısal eksikliği bulunan durumu; uygun çözüm ise bir takım eksiklikleri olmasına rağmen gerekli yapısal duruma sahip ve faydalı bir çözümü ifade eder. İyi çözüm, yapısal açıdan sorunsuz ve kullanıcı için elverişli bir çözümdür. Çok iyi çözüm, üstün seviyede ve neredeyse ideal bir çözümü ifade eder (Birch ve ark., 2012).
Her bir tasarım çözümün değerlendirme işlemi sonucundaki toplam puanları Tablo 4.2.’deki değerlendirme diyagramında görülmektedir. Tasarımların ölçüt ağırlıkları (w), ölçütün amaçlar ağacında belirlenen yüzdelik ağırlığı (oran) ile değer analizi puanı (değer) çarpılarak hesaplanmıştır. Daha sonra her bir ölçüt için hesaplanan ağırlıklar toplanarak tasarımın toplam ağırlık değeri (Σw) bulunmuştur.
Tablo 4.2. Değerlendirme diyagramı
Değer Analizi Tasarım
Çözümü 1 Tasarım Çözümü 2 Tasarım Çözümü 3 Ölçüt Oran Değer w Değer w Değer w Giyilebilirlik 0,3 1 0,3 2 0,6 3 0,9 Bireysel kullanıma uygunluk 0,2 1 0,2 2 0,4 2 0,4 Basitlik 0,2 2 0,4 3 0,6 3 0,6 Güvenilirlik 0,3 3 0,9 3 0,9 3 0,9 Σ=1 Σw=1,8 Σw=2,5 Σw=2,8
Yukarıdaki değerlendirme diyagramında görüldüğü üzere belirlenen ölçütler göz önüne alındığında en yüksek toplam puanı tasarım çözümü 3 elde etmiştir. Tasarım çözümü 2’nin toplam puanı tasarım çözümü 3’e yakındır. Toplam puanlara bakıldığında en zayıf çözümün 1 numaralı tasarım olduğu görülmektedir. Özellikle
giyilebilirlik ölçütünü karşılama bakımından tasarım çözümü 1’in diğer çözümlere göre dezavantajlı olduğu görülmektedir.
Değerlendirme işlemi sonucunda tasarım çözümü 1’in beklenen özellikleri karşılamaktan nispeten uzak olduğu görülmektedir. Ancak 1 numaralı çözümün, parmak ve el bileği egzersizleri açısından uygun olup olmadığını görebilmek için sistemin fiziksel yapısı üzerinde incelemeler yapmak gerekir. Eğer 1 numaralı çözüm prensibi kullanılarak geliştirilen cihaz ile etkin bir egzersiz sağlanabilirse, sistemin diğer dezavantajları tekrar gözden geçirilebilir. Dolayısıyla tasarım çözümü 1, tamamen göz ardı edilemez.
Bu bölümde sistematik bir yol izlenerek geliştirilen cihaz ile ilgili temel tasarım çözümleri belirlenmiştir. Sonraki bölümde önerilen çözümlerin ayrıntılı tasarım işlemleri yer almaktadır.
BÖLÜM 5. AYRINTILI TASARIM VE PROTOTİP İMALATI
Geliştirilen cihazın tasarım şartnamesi, fonksiyon yapıları ve bunlara uygun çözümler bir önceki bölümünde ifade edilmişti. Tasarım için önemli parametrelerden biri olan eklem momentleri de Bölüm 3.’de belirlenmişti. Bu bölümde belirlenen tasarım çözümleri doğrultusunda parmak ve el bileği egzersizlerini gerçekleştiren sistemin ayrıntılarından ve prototip imalat işlemlerinden bahsedilmektedir. Tasarım ve imalat işlemleri yapılırken el bileği ve parmak egzersizleri ayrı ayrı ele alınmıştır. Parmak ve el bileği egzersizleri için önerilen sistemler nihai olarak tek bir cihaz üzerinde birleştirilebilir.