Lazar qo'li: 10 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Men loyihamga qiziqish bildirganingiz uchun rahmat aytishni boshlayman. Mening ismim Cheyz Lich va men WBASD S. T. E. M. Akademiya. Bu loyiha Butvin Elias fan va texnologiya mukofoti 2019-2020 uchun taqdim etilgan. Lazarus Arm - bu protezning o'ziga xos dizayni, chunki u faqat uy atrofida topilgan materiallardan foydalangan holda, motorlar va Arduino Uno bundan mustasno, men loyihalashtirgan. Bu yil menda 3D -printer mavjud emas, shuning uchun qo'lning dizayni biroz murakkab edi, chunki men Lazarus Arm -ning ko'plab tarkibiy qismlari uchun karton bilan ishlaganman. Ushbu loyihaning maqsadi - mening dizaynim kontseptsiyasini namoyish eta oladigan ishlaydigan model yaratish. Cheklangan resurslarni hisobga olgan holda, menimcha, yakuniy dizayn juda yaxshi chiqdi. Ushbu musobaqada ishtirok etish imkoniyati uchun rahmat. Bu menga juda ko'p dam olishga imkon berdi. Bu musobaqa men uchun ajoyib xotiralarni yaratdi. Lazarus qo'lini loyihalash va u taqdim etgan qiyinchiliklarni yengish menga ko'p narsani o'rgatdi. Vaqtingiz va e'tiboringiz uchun tashakkur va hech narsa aytmasdan sizga yoqadi deb umid qilaman.

Ta'minotlar

Men ishlatgan barcha materiallar men uchun allaqachon mavjud edi, lekin men materiallarning yonida nazariy xarajatlar ro'yxatini qo'shdim.

Ta'minot va xarajatlar

• Karton quti 12 x 12 x 16 ($ 0,82)
• Issiq yopishtiruvchi qurol (4,99 dollar)
• Issiq yopishtiruvchi qurol tayoqchalari (3,97 dollar)
• Skotch tasmasi (6,80 dollar)
• 4 ta qog'oz sochiq rulonlari (9,98 dollar)
• 2 ta tualet qog'ozi rulonlari ($ 6.99)
• (Miqdor: 8) MG90S Tower Pro Servo Motors (Umumiy qiymati: $ 23,99)
• 1 x Arduino MEGA 2560 R3 taxtasi (Umumiy qiymati: $ 12,95)
• Tel (8,76 dollar)
• ProtoBoard ($ 5.99)
• Somon (2 dollar)
• Ip (3,29 dollar)

1 -qadam: qurilish uchun zarur bo'lgan vaqt

Qo'lni loyihalash va qurish ustida ishlayotganda, bu loyihaga sarflangan vaqt tez o'tdi. Loyihaning menga yoqqan qismi bu tirsak bo'g'imining dizayni edi, chunki u robototexnika sohasida ishlab chiqarish hajmini ko'paytirish uchun kasnaklar tizimidan foydalangan holda qo'shma qurilish usulidan foydalangan. The Lazarus Armning dizayni jami 63 soat davom etdi, bu yakuniy dizaynni iloji boricha tejamli qilishning eng samarali usulini izlashni o'z ichiga oladi. "Lazarus Arm" ning yig'ilishi jami 15 soat va juda ko'p issiq elim oldi. Sinov qiziqarli bo'ldi, chunki protezning dastlabki konstruktsiyasi tirsakdagi kasnaklar tizimida ishlatilgan tish iplari ishqalanishi natijasida to'xtab qolish tendentsiyasiga ega edi. Men qilgan hamma narsa g'ildiraklarning diametrini kamaytirish edi va u ishladi. Sinov bosqichi jami 12 soat davom etdi. Loyihaning dasturlash bosqichi menga jami 10 soat davom etdi, bu mening C ++ ko'nikmalarimni o'rgatish vaqtini o'z ichiga olmaydi.

2 -qadam: S. T. E. M. Ilovalar

Ilm- Mening loyihamda fan protoboard dizayni bilan shug'ullanadi, bu esa dizayndagi servo dvigatellar o'rtasida quvvat taqsimlanishiga imkon beradi. Bu, shuningdek, qo'lning tuzilishini loyihalashda ishtirok etadigan fizikada o'z rolini topadi. Aniqroq aytganda, tirsak bo'g'imidagi kasnaklar tizimining dizayni, bu qo'lga mexanik ustunlik beradi, bu esa qo'lni boshqasidan ko'ra ko'proq ko'tarish imkonini beradi, Arximedning izni bilan.

Texnologiya- C ++ yordamida protez qo'lining harakatini kodlashda mening loyihamning texnologik jihati o'z aksini topdi. Bu men dvigatellar va Arduino kartasini o'rnatganimda ham ishga tushdi.

Muhandislik- men kaftni, barmoqlarni, bosh barmog'ini, bilak bo'g'imini, bilakni, tirsakni va qo'lning yuqori qismini loyihalashtirganimda muhandislik o'ynadi. Bu qayta loyihalashda, muammolarni yuzaga kelganda aniqlashda va muammolarni hal qilishda o'z echimini topdi.

Matematika- Qo'llar segmentining to'g'ri anatomik nisbatlarini qidirganimda, qo'lni yaratishda ishtirok etgan matematika ishga tushdi. Bu, shuningdek, kasnaklar tizimining bo'g'inidagi g'ildiraklarning diametri uchun maqbul o'lchamlarni moslashtirishni qidirganimda ham o'ynadi. Qo'lni qahva krujkasining og'irligi ostida harakatlana oladigan qilib, tirsak bo'g'imida ishlatadigan g'ildiraklar sonini hisoblab chiqdim. Bu shuningdek, Ohm qonunining sxemasi va kerakli kuchlanish kiritish uchun qo'llanilishi hisobiga ham ta'sir ko'rsatdi.

3 -qadam: muhandislik dizayn eskizlari

Men taqdim etgan eskizlarga "Lazarus Arm" ning dastlabki dizayni kiradi. Ishonamanki, dizayn kundalik foydalanish uchun etarlicha mustahkam bo'lib, ancha tejamli bo'lib qoladi.

4 -qadam: bilakni qurish

Men o'zim biriktirgan videoda karton bo'laklarning soni va o'lchamlari haqida gapiraman, lekin men bu erda bo'laklar, o'lchamlar va miqdorlar ro'yxatini ham qo'shaman. Quyida men kiritgan ro'yxat bilak qurilganidan keyin yozilgan, shuning uchun agar u bilan video o'rtasida tafovut bo'lsa, men bu ro'yxatni ishlatardim.

• 2 x qog'oz sochiq rulonlari
• 4 x kasnakli qo'l
• Diametri 3 dyuymli 2 ta aylana
• Teshik va diametri 2 va 3/16 dyuymli 8 ta aylana
• Uzunligi 1 va 7/8 dyuym bo'lgan 4 ta o'zgartirilgan qog'oz sochiq
• Teshik va diametri 1 va 6/8 dyuymli 12 ta aylana
• 1 x yog'och dublon diametri 3/8 dyuym va uzunligi 4 dyuym
• 2 x 7 va 3/16 dyuym uzunlik va 3 dyuym kenglik
• 2 x 7 va 3/16 dyuymli uzunlik va 1 va 7/16 dyuymli kenglik
• Uzunligi va kengligida 1 va 1/2 dyuymli 9 x kvadrat
• 1 va 1/2 dyuymli taglik va balandlikdagi 12 ta o'ng uchburchaklar

5 -qadam: Yuqori qo'l qurilishi

Qo'l ustki qismi ancha sodda, ammo mustahkam. "Lazarus Arm" ning bu qismini qurish uchun sizga ba'zi qismlar kerak bo'ladi. Men kerakli barcha qismlarning video izohini qo'shdim, lekin men tushuntirishni uyda bajarish uchun etarlicha keng qamrovli ekanligiga ishonch hosil qilmoqchi edim, shuning uchun men quyida ro'yxatni qo'shdim.

• 4 x To'rtburchak (uzunligi 5 dyuym va kengligi 3 dyuym)
• 4 x To'rtburchak (uzunligi 5 dyuym va kengligi 1 va 1/2 dyuym)
• 2 x doira (diametri 3 dyuym)
• 2 x O'zgartirilgan qog'oz sochiq rulosi (diametri 1 dyuym va uzunligi 1/2 dyuym)
• 9 x kvadrat (har ikki tomonda 1 va 1/2 dyuym)
• 8 x o'ng uchburchaklar (taglik va balandlik uchun 1 va 1/2 dyuym)
• Ikki teshikli 2 ta katta arch shakli
• Teshikli 4 x to'rtburchak (uzunligi 3 va 1/2 dyuym va kengligi 3 dyuym)
• Teshikli 4 x doira (diametri 1 va 1/2 dyuym)
• Teshikli 6 x doira (diametri 1 dyuym)
• 2 x 1/2 dyuymli qisqaroq qog'oz sochiq rulonlari bir tomonning markazidagi uzunlikni kesib tashlaydi
• 1 x yog'och dublon (uzunligi 4 dyuym va diametri 3/8 dyuym)

6 -qadam: Bilak/Palma qurilishi

The Lazarus Arm bilagi/kaftlari, tirsakdagi kasnaklar tizimidan tashqari, dizaynning eng qiyin qismlaridan biri edi. Dizaynning men eng ko'p kurashgan qismi bu dizaynning konstruktiv barqarorligidan hech qanday zarar ko'rmasdan aylanishga qodir dizaynni yaratish edi. Men muammoning echimini topganimda, avvaliga men ishlash uchun juda sodda bo'lardim, deb o'yladim, lekin amaliyotga tatbiq qilsam, bu men o'tkazgan testlarga to'g'ri keldi. Lazarus Armining bu qismini qurish uchun qismlar quyida keltirilgan.

• 6 ta xurmo shabloni, foydalanuvchiga qarab, yuqoriga yoki pastga qarab o'lchanishi kerak (uzunligi taxminan 3 va 1/2 dyuym va kengligi 3 dyuym)
• 2 x To'rtburchak (uzunligi 3 dyuym va kengligi 2 va 1/2 dyuym)
• 2 x To'rtburchak (uzunligi 3 dyuym va kengligi 1 dyuym)
• 6 x To'g'ri burchakli uchburchaklar (balandligi va tagligi 1 dyuym)
• 1 x doira (diametri 2 va 5/16 dyuym)
• Kichik to'rtburchaklar kesimli 2 x doira (diametri 2 va 5/16 dyuym)
• 1 x yog'och dublon (uzunligi 3 dyuym va diametri 3/8 dyuym)
• Teshikli 10 ta arch dizayni (uzunligi taxminan 1 va 1/2 dyuym va kengligi 1 dyuym)
• Qo'l shabloni uchun kesilgan 2 ta tualet qog'ozi rulosi

7 -qadam: Barmoq/bosh barmog'ini qurish

Barmoq va bosh barmog'i dizayni soddaligi uchun deyarli bir xil. Asosiy farqlar shundaki, bosh barmog'ining bo'g'imlari bor, barmoqlari uchtasi va bosh barmog'i anatomik holatda odam qo'liga o'xshash. Men barmoqlar va bosh barmog'ining tuzilishini tushuntirib beradigan videoni biriktirdim. Ko'rsatilgan qismlarni yaratish juda oddiy, biroq bu qismlar uchun juda oz qismini tayyorlash kerak.

• Teshikli 48 ta kattaroq kamar (uzunligi 1 va 1/2 dyuym, kengligi 1 va 1/4 dyuym, teshikli o'ngdan 1 dyuym va 1/4 dyuymdan pastda)
• Teshikli 13 ta kichikroq arklar (uzunligi 1 va 1/2 dyuym, kengligi 1 va 1/2 dyuym, teshigi o'ngdan 1/2 dyuym va 1/4 dyuymdan pastda)
• 13 x kamar (uzunligi 3/4 dyuym va kengligi 1/2 dyuym)
• 6 x somon (uzunligi 3/4 dyuym)
• 5 x somon (uzunligi 1/2 dyuym)
• 4 x somon (uzunligi 1/4 dyuym)
• 4 x somon (uzunligi 1 va 1/2 dyuym)
• 5 x tasma (uzunligi 12 dyuym)

8 -qadam: sinov

"Lazarus Arm" ning sinov bosqichining maqsadi - bu kontseptsiyani amalga oshirish mumkinligini isbotlash. Men o'z dizaynim kontseptsiyasini isbotlovchi video qo'shdim. O'ylaymanki, "Lazarus Arm" uni yaratishda ishlatiladigan materiallarni hisobga olgan holda juda yaxshi ishlaydi.

9 -qadam: Mumkin bo'lgan kelajakdagi yaxshilanishlar

Loyihani umuman olganda, men yakuniy mahsulotdan juda mamnunman. Men qilmoqchi bo'lgan yagona narsa, men kartondan yasalgan qismlarning 3D bosimini yaratib bera olamanmi yoki yo'qmi, ko'rish mumkinki, u qanday qilib ko'proq bosim ostida qoladi. Bundan tashqari, qo'lning estetikasini yaxshilash uchun vaqt ajratmoqchiman. Bundan tashqari, men protez qo'llar ustida ishlashni davom ettira olamanmi yoki yo'qmi, shuni bilishni istardimki, dizaynni har qanday sharoitda sinab ko'rsam bo'ladimi?

10 -qadam: Yakuniy so'zlar

Men "Lazarus Arm" ning oxirgi dizaynidan qanchalik baxtli ekanimni aytmoqchiman. U kundalik ishlarda foydalanish uchun yaroqli ekanligi isbotlangan va ishlab chiqarilgan materiallarni hisobga olgan holda, hayratlanarli darajada funktsionaldir. Men Iseman jamg'armasiga so'nggi to'rt yil davomida bunday loyihalarda ishlash imkoniyati uchun minnatdorchilik bildirmoqchiman. Bu ajoyib ta'lim va qiziqarli bo'ldi. Bu raqobat mening mashinasozlik yo'nalishi bo'yicha o'qishimning sabablaridan biridir. Ko'p yillar davomida bu ishda ishtirok etish aql bovar qilmas darajada bo'ldi va men hech qachon o'z minnatdorligimni izhor qila olmadim, rahmat.