Лазар қолы: 10 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Мен өзімнің жобама қызығушылық танытқаныңыз үшін рахмет айтудан бастағым келеді. Менің атым - Чейс Лич, мен WBASD S. T. E. M. Академия. Бұл жоба 2019-2020 жылдардағы Butwin Elias Science and Technology Award сыйлығына ұсыныс. Lazarus Arm - бұл бірегей протездік дизайн, өйткені ол мен жасаған алдыңғы жобалардан алынған қозғалтқыштар мен Arduino Uno қоспағанда, үйдің айналасынан табуға болатын материалдарды ғана қолданады. Бұл жылы менде 3D принтер жоқ, сондықтан қолдың дизайны өте қиын болды, өйткені мен Lazarus Arm -дің көптеген құрылымдық компоненттері үшін картонмен жұмыс жасадым. Бұл жобаның мақсаты - менің дизайнымның тұжырымдамасын көрсете алатын жұмыс үлгісін жасау. Шектеулі ресурстарды ескере отырып, менің ойымша, соңғы дизайн өте жақсы шықты. Бұл байқауға қатысуға мүмкіндік бергеніңіз үшін рахмет. Бұл маған көп көңіл көтеруге мүмкіндік берді. Бұл байқау мен үшін естелік болды. Лазарус қолын жобалау және ол ұсынған қиындықтарды жеңу маған көп нәрсені үйретті. Уақыт бөліп, көңіл бөлгеніңізге рахмет, әрі сізге ұнады деп үміттенемін.

Жабдықтар

Мен қолданған барлық материалдар менде бұрыннан бар, бірақ мен материалдардың қасына теориялық шығындардың тізімін қостым.

Жабдықтар мен шығындар

• Картон қорап 12 x 12 x 16 ($ 0,82)
• Ыстық желім пистолеті ($ 4.99)
• Ыстық желім таяқшалары ($ 3.97)
• Скотч таспасы ($ 6.80)
• 4 х қағаз орамал (9,98 доллар)
• 2 х дәретхана қағазының орамы ($ 6.99)
• (Сомасы: 8) MG90S Tower Pro Servo Motors (Жалпы құны: $ 23.99)
• 1 x Arduino MEGA 2560 R3 тақтасы (жалпы құны: $ 12,95)
• Сым ($ 8.76)
• ProtoBoard ($ 5.99)
• Сабан ($ 2)
• Таспа ($ 3,29)

1 -қадам: Құрылысқа қажетті уақыт

Бұл жобаға жұмсалған уақыт қолдың конструкциясы мен конструкциясында жұмыс істеген кезде тез өтіп кетті. Жобаның маған ұнаған бөлігі шынтақ буынының дизайны болды, себебі ол робототехникада бірлескен конструкциялау әдісін қолданады, ол жұмыс көлемін ұлғайту үшін шығыр жүйесін қолданады. The Lazarus Arm дизайны 63 сағатқа созылды, ол соңғы дизайнды мүмкіндігінше үнемді етудің ең тиімді әдісін іздестіруді қамтиды. The Lazarus Arm құрастыру барлығы 15 сағатты және көптеген ыстық желімді алды. Тестілеу қызықты болды, өйткені протездің бастапқы дизайны шынтақ сүйегінің жүйесінде қолданылатын тіс жіпінің үйкеліс нәтижесінде тоқтап қалу үрдісіне ие болды. Мен дөңгелектердің диаметрін азайтып қана қойдым, ол жұмыс істеді. Тестілеу кезеңі барлығы 12 сағатты алды. Жобаның бағдарламалау кезеңі маған 10 сағатқа созылды, бұл менің C ++ дағдыларымды жетілдіруге кеткен уақытты қоспағанда.

2 -қадам: S. T. E. M. Қолданбалар

Ғылым- Менің жобамда ғылым протобоард дизайнының дизайнымен айналысады, бұл дизайндағы серво-қозғалтқыштар арасында қуатты бөлуге мүмкіндік берді. Ол сондай -ақ қолдың құрылымын жобалауға қатысатын физикада өз рөлін табады. Нақтырақ айтқанда, шынтақ буынындағы шығыр жүйесінің дизайны, ол қолға механикалық артықшылық береді, ол қолды басқасынан жоғары көтеруге мүмкіндік береді, Архимед рұқсатымен.

Технология- C ++ көмегімен протездік қолдың қозғалысын кодтау кезінде менің жобамның технологиялық аспектісі пайда болды. Бұл қозғалтқыштар мен Arduino тақтасын орнатқан кезде де пайда болды.

Инженерия- Мен алақанды, саусақтарды, бас бармақты, білек буынын, білек, шынтақ және қолдың жоғарғы бөлігін жобалап жатқанда инженерлік ойнауға келді. Бұл қайта жобалауда, проблемалар туындаған кезде оларды анықтауда және мен шешкен шешімдерде пайда болды.

Математика- Қолды жасауға қатысты математика мен қол сегменттерінің дұрыс анатомиялық пропорциясын іздеген кезде пайда болды. Бұл сонымен қатар мен шығыр жүйесінің түйісуіндегі дөңгелектердің диаметрі үшін қолайлы өлшемді түзетулерді іздеген кезде пайда болды. Мен сондай -ақ қолды кофе шыныаяқының салмағымен қозғалуға қабілетті ету үшін шынтақ буынында қолданатын дөңгелектердің санын есептегенде математиканы қолдандым. Ол сондай -ақ тізбектің дизайны мен кернеудің кернеуін енгізу үшін Ом заңын қолдану арқылы жасалған есептеуге қатысты болды.

3 -қадам: Инженерлік дизайн эскиздері

Мен ұсынған эскиздерге The Lazarus Arm үшін алғашқы дизайным кіреді. Менің ойымша, бұл дизайн күнделікті пайдалану үшін жеткілікті берік болып қалады, сонымен бірге үнемді болады.

4 -қадам: білек құрылысы

Мен тіркеген видеода картон кесектерінің саны мен өлшемдері туралы айтамын, бірақ мен кесектердің, өлшемдердің және мөлшерлердің тізімін осында қосамын. Төменде мен енгізген тізім білек салынғаннан кейін жазылған, сондықтан егер ол мен бейне арасында сәйкессіздіктер болса, мен тізімді қолданар едім.

• 2 x Қағаз орамал
• 4 x шкивті қол
• Диаметрі 3 дюйм болатын 2 х шеңбер
• Диаметрі 2 және 3/16 дюйм болатын 8 х шеңбер
• Ұзындығы 1 және 7/8 дюйм болатын 4 x модификацияланған қағаз орамал
• Диаметрі 1 және 6/8 дюйм болатын 12 х шеңбер
• 3 x 8 дюйм және ұзындығы 4 дюйм болатын 1 дюймдік ағаш дюбель
• 2 x 7 және 3/16 дюйм ұзындығы мен 3 дюйм ені бар төртбұрыш
• 2 x 7 және 3/16 дюйм ұзындығы мен 1 және 7/16 дюйм ені
• Ұзындығы мен ені бойынша 9 х 1 шаршы және 1/2 дюйм
• Негізі мен биіктігі 1 және 1/2 дюйм болатын 12 x оң жақ үшбұрыштар

5 -қадам: Жоғарғы білектің құрылысы

Жоғарғы қолдың құрылысы қарапайым, бірақ берік. Лазарус қолының бұл бөлігін салу үшін сізге кейбір бөліктер қажет болады. Мен барлық қажетті бөлшектердің бейне түсініктемесін қостым, бірақ мен түсініктемені үйде орындауға жеткілікті көлемді екеніне көз жеткізгім келді, сондықтан мен төмендегі тізімді енгіздім.

• 4 x Тік төртбұрыш (ұзындығы 5 дюйм және ені 3 дюйм)
• 4 x Тік төртбұрыш (ұзындығы 5 дюйм және ені 1 және 1/2 дюйм)
• 2 x шеңбер (диаметрі 3 дюйм)
• 2 х өзгертілген қағаз орамал (диаметрі 1 дюйм және ұзындығы 1/2 дюйм)
• 9 x шаршы (екі жағынан 1 және 1/2 дюйм)
• 8 x Оң жақ үшбұрыштар (негізі мен биіктігі үшін 1 және 1/2 дюйм)
• 2 саңылауы бар 2 үлкен доғалы пішін
• Тесігі бар төртбұрыш (ұзындығы 3 және 1/2 дюйм және ені 3 дюйм)
• Ортасында тесік бар 4 х шеңбер (диаметрі 1 және 1/2 дюйм)
• Ортасында тесік бар 6 х шеңбер (диаметрі 1 дюйм)
• 2 x 1/2 дюймдік қысқа қағаз сүлгі орамдары ұзындығын бір жақтың ортасына қысқартады
• 1 х ағаш сүлгі (ұзындығы 4 дюйм және диаметрі 3/8 дюйм)

6 -қадам: Білек/алақан құрылысы

The Lazarus Arm білегі/алақаны шынтақтағы шығыр жүйесінен басқа дизайнның ең қиын бөліктерінің бірі болды. Мен ең көп күрескен дизайнның бөлігі - бұл конструкцияның құрылымдық тұрақтылығын жоғалтпай, айналуға қабілетті дизайнды қалай жасау. Мен өз мәселемнің шешімін тапқан кезде мен бастапқыда жұмыс істеуге тым қарапайым болар едім деп ойладым, бірақ мен оны практикаға енгізгенде ол мен басқарған сынақтарға сәйкес келді. Лазарус қолының осы бөлігін салуға арналған бөліктер төменде келтірілген.

• Қолданушыға байланысты 6 x Palm Template дизайны (ұзындығы шамамен 3 және 1/2 дюйм және ені 3 дюйм)
• 2 x Тік төртбұрыш (ұзындығы 3 дюйм және ені 2 және 1/2 дюйм)
• 2 x Тік төртбұрыш (ұзындығы 3 дюйм және ені 1 дюйм)
• 6 x тік бұрышты үшбұрыштар (биіктігі мен негізі 1 дюйм)
• 1 x шеңбер (диаметрі 2 және 5/16 дюйм)
• Кішкене тікбұрышты кесілген 2 х шеңбер (диаметрі 2 және 5/16 дюйм)
• 1 х ағаш сүлгі (ұзындығы 3 дюйм және диаметрі 3/8 дюйм)
• Саңылауы бар 10 доғалы дизайн (ұзындығы шамамен 1 және 1/2 дюйм және ені 1 дюйм)
• Қол үлгісі үшін ойығы бар 2 х дәретхана қағазының орамы

7 -қадам: Саусақ/Бас бармақ құрылысы

Саусақтар мен саусақтардың дизайны қарапайымдылық үшін бірдей. Негізгі айырмашылықтар - бұл бас бармақтың буындары ғана, ал саусақтардың үшеуі және саусақтары анатомиялық қалыптағы адам қолына ұқсас. Мен саусақтар мен бас бармақтың құрылысын түсіндіретін бейне тіркедім. Көрсетілетін бөліктерді жасау өте қарапайым, бірақ бұл бөлшектер үшін аз ғана жасау қажет.

• Саңылауы бар 48 үлкен доғалар (ұзындығы 1 және 1/2 дюйм және ені 1 және 1/4 дюйм, тесігі оңнан 1 дюйм және 1/4 дюйм төмен)
• Тесігі бар 13 x кіші доғалар (ұзындығы 1 және 1/2 дюйм, ені 1 және 1/2 дюйм, тесігі оңнан 1/2 дюйм және 1/4 дюйм төмен)
• 13 x Арка (ұзындығы 3/4 дюйм және ені 1/2 дюйм)
• 6 x сабан (ұзындығы 3/4 дюйм)
• 5 х сабан (ұзындығы 1/2 дюйм)
• 4 х сабан (ұзындығы 1/4 дюйм)
• 4 х сабан (ұзындығы 1 және 1/2 дюйм)
• 5 x таспа (ұзындығы 12 дюйм)

8 -қадам: тестілеу

Lazarus Arm тестілеу кезеңінің мақсаты - бұл тұжырымдаманың мүмкін екендігін дәлелдеу. Мен өзімнің дизайнымның тұжырымдамасын дәлелдейтін бейнежазба қоса алдым. Менің ойымша, Lazarus Arm оны жасау үшін қолданылатын материалдарды ескере отырып, өте жақсы жұмыс істейді.

9 -қадам: Болашақта мүмкін болатын жақсартулар

Жалпы жобаға қарап, мен соңғы өнімге өте ризамын. Мен істегім келетін жалғыз нәрсе - мен одан үлкен қысым кезінде қалай ұстайтынын көру үшін картоннан жасалған бөлшектердің 3D басып шығаруын жасай алатынымды білу. Сонымен қатар, мен қолдың эстетикасын жақсартуға уақыт бөлгім келеді. Мен сондай -ақ қолды протездеу бойынша жұмыс жасауды жалғастыра алатынымды білгім келеді, мен дизайнды күнделікті жағдайда сынап көре аламын ба?

10 -қадам: Қорытынды ескертулер

Мен Lazarus Arm -тың соңғы дизайнына қаншалықты бақытты екенімді білдіргім келеді. Ол кейбір күнделікті тапсырмаларда қолдануға жарамды екендігі дәлелденді және ол жасалған материалдарды ескере отырып, таңқаларлық функционалды. Мен Исеман қорына соңғы төрт жылда осындай жобалармен жұмыс істеуге мүмкіндік бергені үшін алғыс айтқым келеді. Бұл керемет тәрбиелік және қызықты болды. Бұл байқау менің машина жасау мамандығы бойынша білім алуымның бір себебі. Көптеген жылдар бойы бұған қатысу керемет болды, мен ешқашан ризашылығымды білдіре алмадым, рахмет.