Պրոթեզավորման բազուկ Myosensor- ի հետ. 8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-31 10:21

Այս նախագիծը անդամահատված մարդկանց համար պրոթեզային թևի մշակումն է: Այս նախագծի նպատակն է մատչելի պրոթեզի բազուկ ստեղծել այն մարդկանց համար, ովքեր չեն կարող իրենց թույլ տալ մասնագիտական:

Քանի որ այս նախագիծը դեռ նախատիպավորման փուլում է, այն միշտ կարող է ավելի լավը լինել, քանի որ առայժմ այն կարող է միայն բացել և փակել ափը ՝ կարողանալով իրեր բռնել: Այնուամենայնիվ, դա DIY պրոթեզային թև է, որը կարելի է անել տանը կամ տեղական գործարանի լաբորատորիայում:

Քայլ 1: Անհրաժեշտ նյութեր, գործիքներ և մեքենաներ

Մեքենաներ:

1. 3D տպիչ
2. Լազերային Դանակ
3. Սեղանի CNC մեքենա

Գործիքներ:

1. Ձկնորսության գիծ
2. 3 մմ թելիկ
3. Գայլիկոն
4. Սուպեր սոսինձ
5. Hակ տափակաբերան աքցան
6. Բազմաչափ
7. Ոդման կայան
8. Մշակվող մոմ
9. Սիլիկոն ՝ կաղապարների համար

Նյութեր:

1. Պղնձե թիթեղ
2. 1x ATMEGA328P-AU
3. 1x 16 ՄՀց բյուրեղ
4. 1x 10k դիմադրություն
5. 2x 22pF կոնդենսատորներ
6. 1x 10uF կոնդենսատոր
7. 1x 1uF կոնդենսատոր
8. 1x 0.1uF կոնդենսատոր
9. 1x Myosensor
10. 5x միկրո servo շարժիչներ
11. 1x Arduino UNO

Softwareրագրային ապահովում:

1. Arduino IDE
2. Fusion360
3. Կուրա
4. Արծիվ
5. GIMP

Քայլ 2: 2D և 3D ձևավորում

3D դիզայն

Առաջին քայլը պրոթեզավորման թևերի մատների, ափի և նախաբազկի նախագծումն էր ՝ հաշվի առնելով էլեկտրոնիկան, որը մտնելու էր պրոթեզավորման թևում: Անկեղծ ասած, ես որպես հիմք օգտագործեցի բաց կոդով inmoov նախագիծը և սկսեցի այնտեղից:

Ձեռքի ափը բավականին դժվար է նախագծել, քանի որ մատները պետք է ունենան տարբեր հարաբերակցություններ դրանց միջև: Այսպիսով, Մատներ. Ես ներբեռնել եմ մատները inmoov նախագծից:

Ափի:

1. Ես նախ ուրվագծեցի ափի դասավորությունը և այն արտամղեցի:
2. Հետո ես մատների և նախաբազկի միացումների համար անցքեր արեցի ՝ օգտագործելով էսքիզներ, կտրելու և ֆիլե հրամանի միջոցով:
3. Դրանից հետո ես ստիպված էի խողովակներ պատրաստել, որպեսզի կարողանամ անցնել ձկնորսական գծերը, որպեսզի շարժիչների միջոցով կարողանամ մատները վերահսկել:
4. Վերջապես, ափի ներսում պետք է անցքեր ավելացվեին, որպեսզի ափի փակումը հնարավոր լիներ, երբ ձկնորսական գիծը քաշվում էր:

Նախաբազուկ:

1. Տարբեր հարթություններում ես ստեղծեցի երկու ուրվագիծ և օգտագործեցի էլիպս հրամանը: Ես օգտագործել եմ loft հրահանգը `ցանկալի ձևը ստեղծելու համար:
2. Այնուհետև, shell հրահանգը օգտագործվել է այն խոռոչ դարձնելու համար, իսկ split հրամանը ՝ այն կիսով չափ կիսել, որպեսզի ես կարողանամ նախագծել դրա մեջ և լավագույն հասանելիության համար, երբ ներսումս տեղադրում եմ իմ էլեկտրոնիկան:
3. Նաև էսքիզ է պատրաստվել դաստակի մոտ, դուրս է մղվել և միացվել հիմնական նախաբազկին, որպեսզի այն կապի ափի հետ:
4. Նախաբազկի ներսում դիզայնի տեսանելիություն ունենալով, ես ստեղծեցի ուրվագիծ այն հինգ շարժիչների չափերով, որոնք ես կօգտագործեի, մեկը յուրաքանչյուր մատի համար և իմ PCB- ն (տպագիր տպատախտակ), որը ես կօգտագործեի: Այնուհետև ես դրանք արտամղեցի մինչև որ նրանք հասան ցանկալի բարձրության և ջնջեցի գլանի հետևի մասի անհարկի մասերը ՝ հետնահարկի միջոցով:
5. Ի վերջո, պտուտակների բացվածքները նախագծված էին այնպես, ինչպես ընդհանուր տեսքի վրա այնքան էլ տեսանելի չէ, որպեսզի նախաբազուկը կարողանա փակվել `օգտագործելով վերը նշված հրամանները:

Ավարտելով դիզայնը ՝ ես ընտրեցի յուրաքանչյուր մարմին և ներբեռնեցի այն որպես.stl ֆայլ և դրանք 3D տպեցի առանձին:

2D դիզայն

Քանի որ ես ցանկանում էի, որ իմ ձկնորսական գծերը տարանջատվեն, երբ դրանք շարժիչներով են աշխատում, որոշեցի նրանց համար ուղեցույցներ պատրաստել: Դրա համար ես իսկապես կարիք չունեի որևէ նոր բան նախագծել, այլ օգտագործել ավելի փոքր էլիպս, երբ ես օգտագործել էի ձեղնահարկի հրամանը ՝ նախաբազուկ ստեղծելու համար:

Ես դրա ուրվագիծը արտահանեցի որպես.dxf ֆայլ ՝ լազերային դանակ օգտագործելուց հետո: Իմ ուզած ձևն ունենալուց հետո ես 0.8 մմ անցքեր բացեցի անցքի ներսում, որոնք ես անհրաժեշտ համարեցի:

Քայլ 3: 3D տպագրություն

Յուրաքանչյուր stl ֆայլ արտահանելուց հետո ես օգտագործեցի Cura- ն ՝ մատների տարբեր մասերի, ափի և նախաբազկի.gode- ի ստեղծման համար: Օգտագործված պարամետրերը պատկերված են վերը նշված նկարներում: 3D տպված մասերի նյութը PLA է:

Քայլ 4: Ձուլում և ձուլում

Արմավենու ձուլման նպատակն է, որ պրոթեզավոր թևն ավելի ամուր բռնի, քանի որ PLA- ն կարող է սայթաքել:

3D դիզայն

1. Օգտագործելով ափի արդեն գոյություն ունեցող ուրվագիծը, ես փորձեցի ընդօրինակել մեր ափը ՝ աղեղի հրամանի միջոցով դրա համար որոշակի շրջանակներ նախագծելով:
2. Դրանից հետո ես դրանք արտամղեցի տարբեր բարձրությունների վրա և օգտագործեցի ֆիլե հրամանը `ներսի« շրջանակների »եզրերը հարթելու համար:
3. Հետո, ես նախագծեցի մի տուփ նույն չափսերով, ինչ իմ հաստոցային մոմը, և ես իմ դիզայնի բացասականը դրեցի այնտեղ ՝ օգտագործելով կոմբինատի հրամանի կտրվածքը:

CAM գործընթաց

Այն բանից հետո, երբ դիզայնը պատրաստ եղավ աղյուսով աշխատելու CNC մեքենայի միջոցով, ես ստիպված էի դրա համար ստեղծել գ կոդ: Իմ դեպքում ես օգտագործում էի Roland MDX-40 CNC մեքենան:

1. Նախ, ես մտա Fusion360- ի CAM միջավայր:
2. Հետո, ես ընտրեցի «նոր կարգավորում» կարգավորումների ընտրացանկում:
3. Ես ընտրեցի ճիշտ պարամետրերը (տես նկարները) և սեղմեցի ok:
4. Հաջորդը, 3D ընտրացանկի ներքո, ես ընտրեցի ադապտիվ մաքրում և ընտրեցի ճիշտ պարամետրերը այն գործիքից ներդնելուց հետո, ինչպես ցույց է տրված նկարներում:
5. Վերջապես, ես ընտրեցի հարմարվողական քլիրինգը և կտտացրեցի գրառման գործընթացը: Ես համոզվեցի, որ դա roland մեքենայի mdx-40- ի համար է և կտտացրեցի ok ՝ gcode- ը ստանալու համար:
6. Դրանից հետո, ըստ նախագծման, մոմը մանրացրեցի մեքենայի միջոցով:

Սիլիկոնի ձուլում

1. Նախ, ես զգուշորեն խառնել եմ սիլիցիումի երկու լուծույթները ՝ օդային պղպջակներ չառաջացնելու համար ՝ հետևելով տվյալների թերթիկին (նյութերի վրա հայտնաբերված հղումը) ՝ հաշվի առնելով խառնուրդի հարաբերակցությունը, կաթսայի կյանքը և չորացման ժամանակը:
2. Այնուհետև այն ամենացածր կետից լցրեցի կաղապարիս մեջ ՝ համոզվելով, որ շփման կետը մշտական է մնում, և թափված լուծույթի տրամագիծը հնարավորինս բարակ է, որպեսզի խուսափեն օդային պղպջակներից:
3. Սիլիցիումը կաղապարի մեջ գցելուց հետո ես պետք է համոզվեի, որ ներսում օդային պղպջակներ չկան, այնպես որ ես թրթռաց բորբոսը ՝ օգտագործելով թեք մեխով գայլիկոն:
4. Ի վերջո, քանի որ ես մոռացել էի դա անել իմ դիզայնի մեջ, ես պատրաստակամությունից հետո անցքերս բացեցի իմ սիլիկոնի մեջ, օգտագործելով տափակաբերան աքցանը, այնպես, որ դրանք համընկնում էին ափի մակերեսին եղած անցքերի հետ:

Քայլ 5. Էլեկտրոնիկայի ձևավորում և արտադրություն

Որպեսզի ձևավորեմ իմ տախտակը և հասկանամ, թե ինչ է կատարվում միկրոկառավարիչի կապում, ես ստիպված էի կարդալ դրա տվյալների թերթիկը: Որպես հիմնական PCB, ես օգտագործեցի միկրո սացակիտը, այնուհետև այն փոփոխեցի ՝ ըստ իմ համակարգի կարիքների:

Քանի որ satshakit- ը արուդինոյի վրա հիմնված DIY տախտակ է, ես կարող եմ այն փոփոխել ՝ ըստ իմ մասերի arduino- ի հետ կապերի որոնումների: Այսպիսով, myosensor- ը միանում է arduino- ին ՝ օգտագործելով մեկ GND կապ, մեկ VCC և մեկ անալոգային քորոց: Մինչդեռ, մեկ servo շարժիչն օգտագործում է մեկ GND կապ, մեկ VCC և մեկ PWM կապ: Այսպիսով, ես ընդհանուր առմամբ պետք է բացահայտեի վեց GND և VCC կապում ՝ հաշվի առնելով տախտակի սնուցումը, մեկ անալոգային և հինգ PWM կապում: Բացի այդ, ես պետք է հաշվի առնեի, որպեսզի բացահայտեի խորհրդի ծրագրավորման համար նախատեսված կապերը (որոնք են MISO, MOSI, SCK, RST, VCC և GND):

Իմ ձեռնարկած քայլերն էին

1. Նախ, ես ներբեռնեցի միկրո-սաշակիտի արծվի ֆայլերը:
2. Հաջորդը, ես փոփոխեցի միկրո-սացակիտը ըստ իմ կարիքների `օգտագործելով Արծիվ: Eagle- ի օգտագործման ուղեցույցը կարելի է գտնել այստեղ և այստեղ:
3. Իմ տախտակը արմատավորելուց հետո ես այն արտահանեցի որպես-p.webp" />

Իմ տախտակի ներքին և արտաքին ուղիները որպես-p.webp

Ի վերջո, ես ամեն ինչ կպցրեցի ՝ ըստ իմ արծիվների տախտակի: Սխեմատիկ պատկերը և զոդման տախտակը կարելի է գտնել վերևում:

Arduino UNO- ի փոխարեն իմ սեփական PCB տախտակի պատրաստման պատճառը այն տարածքն է, որը ես խնայում եմ, երբ օգտագործում եմ իմ սեփական տախտակը:

Քայլ 6: Հավաքում

Այսպիսով, մատները տպելուց հետո.

1. Ստիպված էի ներքին անցքերը փորել 3,5 մմ տրամագծով փորվածքով, իսկ արտաքին անցքերը ՝ 3 մմ տրամագծով: Ներքին անցքեր նշանակում են այն հատվածը, որ երբ մասերը միացված են, այն գտնվում է ներսից և դրսից անցքից, այն մասը, որը միացնելիս այն դրսից է:
2. Դրանից հետո ես ստիպված էի սոսնձել առաջինը երկրորդ մատով, իսկ երրորդը ՝ չորրորդով:
3. Դրանից հետո ես 1+2 մասերը 3+4 -ով 5 -ով միացրեցի փոքր անցքերի միջոցով `օգտագործելով 3 մմ տրամագծով թել:
4. Վերջապես, մատները պատրաստ էին հավաքվել ափի, ապա նախաբազկի հետ:

Այսպիսով, ժամանակն էր մատների միջով անցնել ձկնորսական գիծը:

Մատը մատի հետևի մասից անցնում էր մատով ափի միակցիչի խողովակի միջով և դեպի նախաբազուկ, իսկ մյուս գիծը մատի առջևի մասից անցնում էր ափի ներքին կողմի անցքին և նախաբազկին:

Հատուկ նշում է ՝ ձկնորսական գիծը անցնել փայտի կտորի միջով, որի անցքը դրա տրամագծով է և հանգույց անել: Հակառակ դեպքում, երբ գիծը քաշվում է, այն կարող է իջնել մատից ներքև, ինչը պատահեց ինձ հետ, անկախ նրանից, թե քանի հանգույց եմ արել:

• Ձկնորսական գիծը մատների միջով անցնելուց հետո ափը և նախաբազուկը պետք է միացված լինեն 3D տպված բոտերի պտուտակներով,
• Ես նորից անցա գծերը լազերային կտրվածքի անցքի միջով `դրանք առանձնացնելու համար, այնուհետև դրանք միացրի սերվո շարժիչներին:
• Ձկնորսական գիծը սերվոյի ճիշտ դիրքին կցելը մի փոքր դժվար է: Բայց, այն, ինչ ես արեցի, մատի ծայրահեղ դիրքերն առնելն ու այն սերվոյի ծայրահեղ դիրքին միացնելն էր:
• Այն բանից հետո, երբ ես գտա ճիշտ դիրքերը, ես անցքեր բացեցի սերվերի համար նախատեսված հատուկ անցքերի մեջ և պտուտակեցի սերվոները ճիշտ տեղերում ՝ համոզվելով, որ սերվոներից երկուսը մյուսներից մի փոքր բարձրացած են, հակառակ դեպքում դրանք կբախվեին իրենց աշխատանքի ընթացքում:

Քայլ 7: mingրագրավորում

Theրագիրը գրելուց առաջ ես պետք է այնպես անեի, որ փոփոխված միկրո-սաշակիտը կարողանար ծրագրավորվել: Դա անելու համար ես պետք է հետևեի հետևյալ քայլերին.

1. Միացրեք Arduino Uno- ն համակարգչին:
2. Գործիքների տակ ընտրեք աջ նավահանգիստը և Arduino Uno տախտակը:
3. «Ֆայլ> Օրինակներ» բաժնում գտեք և բացեք «ArduinoISP» ուրվագիծը:
4. Վերբեռնեք ուրվագիծը Arduino- ում:
5. Անջատեք Arduino- ն համակարգչից:
6. Միացրեք տախտակը Arduino- ի հետ ՝ հետևելով նկարի սխեմատիկ պատկերին:
7. Միացրեք Arduino- ն համակարգչին:
8. Ընտրեք «Arduino/Genuino Uno» տախտակը և «Arduino as ISP» ծրագրավորողը:
9. Կտտացրեք> Գործիքներ> Burn Bootloader:
10. Բեռնիչը հաջողությամբ ավարտելուց հետո մենք կարող ենք գրել մեր ծրագիրը.

// ներառյալ գրադարանը, որն օգտագործել եմ սերվո շարժիչների համար

#ներառել #ներառել SoftwareSerial mySerial (7, 8); #սահմանեք MYO_PIN A0 int sensorValue; բոց լարման; // նշանակել անուն իմ սերվոյին VarSpeedServo servo1; VarSpeedServo servo2; VarSpeedServo servo3; VarSpeedServo servo4; VarSpeedServo servo5; #define PINKY 5 #define PINKY_PIN 10 #define RINGFINGER 4 #define RINGFINGER_PIN 9 #define MIDDLE 3 #define MIDDLE_PIN 3 #define INDEX 2 #defeine INDEX_PIN 5 #define THUMB 1 #deINPUMINPIN (PINPIN)); // քորոցը, որը ես կցել եմ շարժիչիս servo1.attach (THUMB_PIN); servo2.attach (INDEX_PIN); servo3.attach (MIDDLE_PIN); servo4.attach (RINGFINGER_PIN); servo5. կցել (PINKY_PIN); defaultPosition (THUMB, 40); defaultPosition (INDEX, 40); defaultPosition (միջին, 40); defaultPosition (RINGFINGER, 40); defaultPosition (PINKY, 40); mySerial.begin (9600); mySerial.print («Նախագծում…»); } void loop () {sensorValue = analogRead (A0); լարման = տվիչԱրժեք * (5.0 / 1023.0); mySerial.println (լարման); ուշացում (100); if (լարման> 1) {closePosition (PINKY, 60); closePosition (RINGFINGER, 60); closePosition (միջին, 60); closePosition (INDEX, 60); closePosition (THUMB, 60); } else {openPosition (PINKY, 60); openPosition (RINGFIGER, 60); openPosition (միջին, 60); openPosition (INDEX, 60); openPosition (THUMB, 60); }} void defaultPosition (uint8_t մատը, uint8_t _speed) {if (finger == PINKY) servo5.write (90, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == RINGFINGER) servo4.write (70, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == Միջին) servo3.write (20, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == INDEX) servo2.write (20, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == THUMB) servo1.write (20, _speed, true); } void closePosition (uint8_t մատը, uint8_t _speed) {if (finger == PINKY) servo5.write (180, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == RINGFINGER) servo4.write (180, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == Միջին) servo3.write (180, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == INDEX) servo2.write (180, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == THUMB) servo1.attach (180, _speed, true); } void openPosition (uint8_t մատը, uint8_t _speed) {if (finger == PINKY) servo5.write (0, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == RINGFINGER) servo4.write (0, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == Միջին) servo3.write (0, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == INDEX) servo2.write (0, _speed, true); այլապես, եթե (մատը == THUMB) servo1.write (0, _speed, true); } // writingրագիրը գրելուց հետո այն վերբեռնում ենք գրատախտակին> Sketch> Upload using Programmer // Այժմ դուք կարող եք միացնել ձեր միկրո սացակիտը ձեր arduino- ից և միացնել այն Power Bank- ի միջոցով // Եվ voila !! Դուք ունեք ձեռքի պրոթեզավորում