Lazarus qolu: 10 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Layihəmlə maraqlandığınız üçün təşəkkür etməklə başlamaq istərdim. Adım Chase Leach və mən WBASD S. T. E. M. Akademiya. Bu layihə 2019-2020-ci illərdə Butwin Elias Elm və Texnologiya Mükafatına təqdimdir. Lazarus qolu, dizayn etdiyim əvvəlki layihələrdən götürülmüş mühərriklər və Arduino Uno istisna olmaqla yalnız evin ətrafında tapıla bilən materiallardan istifadə etdiyi üçün bənzərsiz bir protez dizaynıdır. Bu il 3D printerə çıxışım yoxdur, buna görə qolun dizaynı bir az çətin idi, çünki The Lazarus Arm -un bir çox struktur komponenti üçün kartonla işləyirdim. Bu layihənin məqsədi dizaynımın konsepsiyasını nümayiş etdirə biləcək işləyən bir model hazırlamaqdır. Məhdud resursları nəzərə alaraq, son dizaynın olduqca yaxşı alındığını düşünürəm. Bu yarışmaya qatılmaq şansına görə təşəkkür edirəm. Çox əylənməyimə icazə verdi. Bu yarışma mənim üçün əziz xatirələr yaratdı. The Lazarus Arm -un dizaynı və təqdim etdiyi çətinliklərin öhdəsindən gəlmək mənə çox şey öyrətdi. Vaxtınıza və diqqətinizə görə təşəkkür edirəm və əlavə bir şey etmədən zövq alacağınızı ümid edirəm.

Təchizat

İstifadə etdiyim bütün tədarüklər artıq mənim üçün mövcud idi, lakin materialların yanında nəzəri xərclərin siyahısını da əlavə etdim.

Təchizat və Xərclər

• Karton qutu 12 x 12 x 16 (0,82 dollar)
• İsti Yapışqan Tabancası ($ 4.99)
• İsti yapışqan silah çubuqları (3.97 dollar)
• Skotç lent (6.80 dollar)
• 4 x Kağız Dəsmal Rolls (9,98 dollar)
• 2 x tualet kağızı rulonları ($ 6.99)
• (Miqdarı: 8) MG90S Tower Pro Servo Motors (Ümumi Qiymət: $ 23.99)
• 1 x Arduino MEGA 2560 R3 Kartı (Ümumi Qiymət: $ 12.95)
• Tel (8.76 dollar)
• ProtoBoard ($ 5.99)
• Saman (2 dollar)
• Şerit ($ 3.29)

Addım 1: Tikinti üçün tələb olunan vaxt

Bu layihəyə sərf olunan vaxt qolun dizaynı və inşası üzərində işləyərkən uçdu. Layihənin xüsusilə zövq aldığım hissəsi dirsək ekleminin dizaynı idi, çünki iş həcmini artırmaq üçün kasnaq sistemindən istifadə edən robot texnikasında birgə tikinti metodundan istifadə edirdi. The Lazarus Arm dizaynı, son dizaynı mümkün qədər qənaətcil etmək üçün ən təsirli yolu tapmaq üçün araşdırma aparmaq üçün cəmi 63 saat çəkdi. The Lazarus Armun montajı cəmi 15 saat və çoxlu isti yapışqan aldı. Protezin ilkin dizaynı, dirsəkdəki kasnaq sistemində istifadə olunan diş ipinin yaratdığı sürtünmə nəticəsində dayanma meylinə malik olduğu üçün test maraqlı idi. Etdiyim tək şey təkərlərin diametrini azaltmaq idi və işlədi. Test mərhələsi ümumilikdə 12 saat çəkdi. Layihənin proqramlaşdırma mərhələsi cəmi 10 saat çəkdi, bu da C ++ bacarıqlarıma toxunmağım üçün vaxt ayırmadı.

Addım 2: S. T. E. M. Tətbiqlər

Elm- Layihəmdə elm, dizayndakı servo mühərriklər arasında güc paylanmasına imkan verən protoboard dizaynının dizaynında iştirak edir. Qolun quruluşunun dizaynı ilə əlaqəli fizikada da rol oynayır. Daha doğrusu, dirsək birləşməsindəki kasnaq sisteminin dizaynı, qolun başqa cür qaldıra biləcəyindən daha çox qaldırmasına imkan verən xeyli mexaniki üstünlük verir.

Texnologiya- C ++ istifadə edərək protez qolun hərəkətini kodlaşdıranda layihəmin texnoloji tərəfi işə düşdü. Mühərrikləri və Arduino lövhəsini quraşdırarkən də işə düşdü.

Mühəndislik- Avuç, barmaq, baş barmaq, bilək eklemi, ön kol, dirsək və yuxarı qolu dizayn edərkən mühəndislik oynamağa başladı. Yenidən dizaynda, problemlərin ortaya çıxdığı zaman müəyyənləşdirilməsində və problemlər üçün həll etdiyim həllərdə işə düşdü.

Riyaziyyat- Əlin yaradılmasında iştirak edən riyaziyyat qol seqmentlərinin düzgün anatomik nisbətlərini axtardığım zaman işə düşdü. Kasnak sistemi birləşməsindəki təkərlərin diametrləri üçün məqbul ölçü tənzimləmələri axtardığım zaman da işə düşdü. Qolun bir qəhvə kupası altında hərəkət etməsini təmin etmək üçün dirsək birləşməsində istifadə edəcəyim təkərlərin sayını hesabladığım hesablamalar zamanı riyaziyyatdan da istifadə etdim. Dövr dizaynı və tələb olunan gərginlik girişi üçün Ohm Qanununun tətbiqi ilə edilən hesablama da işə düşdü.

Addım 3: Mühəndislik Dizayn Eskizləri

Təqdim etdiyim eskizlər The Lazarus Arm üçün ilkin dizaynımı ehtiva edir. İnanıram ki, dizayn gündəlik istifadə üçün kifayət qədər möhkəm qalmağı bacarır və eyni zamanda əhəmiyyətli dərəcədə qənaətcildir.

Addım 4: Qol quruluşu

Əlavə etdiyim videoda karton parçalarının miqdarını və ölçülərini qeyd edirəm, ancaq buradakı parçaların, ölçülərin və miqdarların siyahısını da əlavə edəcəyəm. Aşağıdakı siyahıya daxil etdiyim siyahı bilək tikildikdən sonra yazılmışdır, buna görə də video ilə hər hansı bir uyğunsuzluq olarsa, siyahıdan istifadə edərdim.

• 2 x Kağız Dəsmal Roll
• 4 x Kasnak Kolu
• Çapı 3 düym olan 2 x Dairələr
• 2 və 3/16 düymlük Çuxurlu və Çaplı 8 x Dairələr
• 1 x 7/8 düym uzunluğunda 4 x dəyişdirilmiş kağız dəsmal rulon
• Delik və 1 və 6/8 düym diametrli 12 x Dairə
• 1 x Taxta Dübel Çapı 3/8 düym və Uzunluğu 4 düym
• 2 x 7 və 3/16 düym Uzunluq və 3 düym Genişlikdə Dikdörtgen
• 2 x 7 və 3/16 düym Uzunluq və 1 və 7/16 düym Enlik
• Uzunluq və Genişlikdə 1 və 1/2 düymlük 9 x Kvadrat
• 1 və 1/2 düym Baza və Hündürlüyə malik 12 x Sağ Üçbucaq

Addım 5: Yuxarı Kol Tikintisi

Üst qol quruluşu olduqca sadə, lakin möhkəmdir. The Lazarus Armun bu hissəsini qurmaq üçün bəzi hissələrə ehtiyacınız olacaq. Lazım olan bütün parçaların bir video izahatını daxil etdim, ancaq izahın evdə izlənilə biləcək qədər əhatəli olduğundan əmin olmaq istədim və aşağıdakı siyahını daxil etdim.

• 4 x Dikdörtgen (uzunluğu 5 düym və eni 3 düym)
• 4 x Dikdörtgen (uzunluğu 5 düym və eni 1 və 1/2 düym)
• 2 x Dairə (diametri 3 düym)
• 2 x dəyişdirilmiş kağız dəsmal rulonu (diametri 1 düym və uzunluğu 1/2 düym)
• 9 x Kare (hər iki tərəfdə 1 və 1/2 düym)
• 8 x Sağ Üçbucaqlar (baza və hündürlük üçün 1 və 1/2 düym)
• İki xanalı 2 ədəd böyük arx şəkli
• Delikli 4 x Dikdörtgen (uzunluğu 3 və 1/2 düym və eni 3 düym)
• Mərkəzdə Delikli 4 x Dairə (diametri 1 və 1/2 düym)
• Mərkəzdə Delikli 6 x Dairə (diametri 1 düym)
• 2 x 1/2 düymlük Qısa Kağız Dəsmal Rollları Bir tərəfin Mərkəzində Uzunluğu Kəsin
• 1 x Taxta Dübel (uzunluğu 4 düym və diametri 3/8 düym)

Addım 6: Bilək/Avuç Tikintisi

The Lazarus Arm -un biləyi/ovucları, dirsəkdəki kasnaq sistemindən başqa, dizaynın ən çətin hissələrindən biri idi. Dizaynın ən çox mübarizə apardığım hissəsi, dizaynın heç bir struktur dayanıqlığını itirmədən fırlanma qabiliyyətinə malik bir dizaynın necə yaradılacağı idi. Problemimin həlli ilə məşğul olanda əvvəlcə işləmək üçün çox sadə olacağımı düşündüm, amma praktikada tətbiq etdiyim zaman testlərimi davam etdirdi. The Lazarus Arm bu hissəsinin inşası üçün hissələr aşağıda verilmişdir.

• İstifadəçidən asılı olaraq yuxarı və ya aşağı ölçülü 6 x Palm şablonu dizaynı (uzunluğu təxminən 3 və 1/2 düym və eni 3 düym)
• 2 x Dikdörtgen (uzunluğu 3 düym və eni 2 və 1/2 düym)
• 2 x Dikdörtgen (uzunluğu 3 düym və eni 1 düym)
• 6 x Düz Açılı Üçbucaqlar (hündürlüyü və bazası 1 düym)
• 1 x Dairə (diametri 2 və 5/16 düym)
• Kiçik Dikdörtgen Kesimli 2 x Dairə (diametri 2 və 5/16 düym)
• 1 x Taxta Dübel (3 düym uzunluğunda və 3/8 düym diametrində)
• Delikli 10 x Arch Dizaynı (uzunluğu təxminən 1 və 1/2 düym və eni 1 düym)
• Əl şablonu üçün çentik kəsikli 2 x tualet kağızı rulonları

Addım 7: Parmak/Başparmak Konstruksiyası

Barmaq və baş barmaq dizaynları sadəlik naminə demək olar ki, eynidir. Əsas fərqlər, baş barmağının yalnız oynaqlara sahib olması, barmaqların üç olması və baş barmağının anatomik vəziyyətdə insan əlinə bənzər olmasıdır. Barmaqların və baş barmağın quruluşunu izah edən bir video əlavə etdim. Göstərilən parçaları yaratmaq olduqca sadədir, lakin bu hissələr üçün çox az şey etmək lazımdır.

• Delikli 48 x Böyük Tağ
• Delikli 13 x Kiçik Tağlar (1 və 1/2 düym uzunluğunda və 1 və 1/2 düym enində çuxur sağdan 1/2 düym və 1/4 düym aşağı)
• 13 x Arch (3/4 düym uzunluğunda və 1/2 düym enində)
• 6 x Saman (3/4 düym uzunluğunda)
• 5 x Saman (1/2 düym uzunluğunda)
• 4 x Saman (1/4 düym uzunluğunda)
• 4 x Saman (1 və 1/2 düym uzunluğunda)
• 5 x Şerit (12 düym uzunluğunda)

Addım 8: Test

Lazarus Arm test mərhələsinin məqsədi konsepsiyanın mümkün olduğunu sübut etməkdir. Dizaynımın konsepsiyasını sübut etdiyinə inandığım bir video əlavə etdim. Düşünürəm ki, The Lazarus Arm, onu yaratmaq üçün istifadə olunan materialları nəzərə alaraq olduqca yaxşı işləyir.

Addım 9: Mümkün Gələcək Təkmilləşdirmələr

Layihəyə bütövlükdə baxdığımda son məhsuldan olduqca məmnunam. İstəyəcəyim tək şey, kartondan hazırladığım hissələrin daha böyük bir təzyiq altında necə dayandığını görmək üçün 3D çapını yarada biləcəyimi görməkdir. Bundan başqa, qolun estetikasını yaxşılaşdırmaq üçün vaxt ayırmaq istərdim. Dizaynı bəzi gündəlik şəraitdə sınaya biləcəyimi görmək üçün bu protez qol dizaynı üzərində işləməyə davam edə biləcəyimi də görmək istərdim.

Addım 10: yekun qeydlər

The Lazarus Arm -un son dizaynından nə qədər xoşbəxt olduğumu ifadə etmək istərdim. Bəzi gündəlik işlərdə istifadə üçün yararlı olduğunu sübut etdi və hazırlandığı materialları nəzərə alaraq təəccüblü bir şəkildə işləkdir. Iseman Vəqfinə son dörd ildə belə layihələr üzərində çalışmaq imkanı verdiyinə görə təşəkkür etmək istəyirəm. İnanılmaz dərəcədə təhsilli və əyləncəli oldu. Bu rəqabət maşınqayırma ixtisası üzrə təhsil almağımın səbəblərindən biridir. İllər boyu bunun bir hissəsi olmaq inanılmaz oldu və nə qədər minnətdar olduğumu heç vaxt ifadə edə bilmədim, təşəkkür edirəm.