Ang Lazarus Arm: 10 Hakbang

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-23 15:12

Nais kong magsimula sa pamamagitan ng pagsasabi ng maraming salamat sa pagkuha ng interes sa aking proyekto. Ang pangalan ko ay Chase Leach at ako ay nakatatanda sa WBASD S. T. E. M. Academy Ang proyektong ito ay isang pagsusumite para sa Butwin Elias Science and Technology Award 2019-2020. Ang Lazarus Arm ay isang natatanging disenyo ng prosthetic sa ngayon na gumagamit lamang ito ng mga materyal na maaaring matagpuan sa paligid ng bahay na walang pagbubukod sa mga motor at Arduino Uno na kinuha mula sa mga nakaraang proyekto na aking dinisenyo. Sa taong ito ay wala akong access sa isang 3D printer kaya ang disenyo ng braso ay medyo nakakalito dahil nagtatrabaho ako sa karton para sa maraming mga istruktura na bahagi ng The Lazarus Arm. Ang layunin ng proyektong ito ay upang makagawa ng isang gumaganang modelo na maaaring ipakita ang konsepto ng aking disenyo. Isinasaalang-alang ang limitadong mga mapagkukunan, sa palagay ko ang pangwakas na disenyo ay naging maayos. Salamat sa pagkakataong makisali sa kumpetisyon na ito. Pinayagan ako nitong magkaroon ng labis na kasiyahan. Ang kumpetisyon na ito ay lumikha ng mga itinatangi na alaala para sa akin. Ang pagdidisenyo ng The Lazarus Arm at pag-overtake sa mga hamon na ipinakita nito ay nagturo sa akin ng maraming. Maraming salamat sa iyong oras at pagsasaalang-alang at walang karagdagang adieu sana ay masiyahan ka.

Mga gamit

Ang lahat ng mga supply na ginamit ko ay magagamit na sa akin, subalit nagsama ako ng isang listahan ng mga teoretikal na gastos sa tabi ng mga materyales.

Mga Pantustos at Gastos

• Cardboard Box 12 x 12 x 16 ($ 0.82)
• Hot Glue Gun ($ 4.99)
• Mga Hot Stue ng Glue Gun ($ 3.97)
• Scotch Tape ($ 6.80)
• 4 x Mga Toll ng Papel ng Papel ($ 9.98)
• 2 x Mga Roll ng Papel ng Toilet ($ 6.99)
• (Halaga: 8) MG90S Tower Pro Servo Motors (Kabuuang Gastos: $ 23.99)
• 1 x Arduino MEGA 2560 R3 Board (Kabuuang Gastos: $ 12.95)
• Wire ($ 8.76)
• ProtoBoard ($ 5.99)
• Mga dayami ($ 2)
• Laso ($ 3.29)

Hakbang 1: Kinakailangan ang Oras para sa Konstruksiyon

Ang oras na ginugol sa proyektong ito ay lumipad habang nagtatrabaho sa disenyo at pagtatayo ng braso. Ang bahagi ng proyekto na partikular na nasisiyahan ako ay ang disenyo ng magkasanib na siko habang gumagamit ito ng isang pamamaraan ng magkasanib na konstruksyon sa mga robot na gumagamit ng isang pulley system upang madagdagan ang dami ng output ng trabaho. Ang disenyo ng The Lazarus Arm ay tumagal ng isang kabuuang 63 oras na kasama ang pagsasaliksik upang makahanap ng pinaka-mabisang paraan upang gawing epektibo ang panghuling disenyo hangga't maaari. Ang pagpupulong ng The Lazarus Arm ay tumagal ng isang kabuuang 15 oras at maraming mainit na pandikit. Nakatutuwa ang pagsubok dahil ang paunang disenyo para sa prostetik ay may kaugaliang tumigil bilang isang resulta ng alitan na nilikha ng floss ng ngipin na ginamit sa sistema ng kalo sa siko. Ang ginawa ko lang ay bawasan ang diameter ng gulong at gumana ito. Ang yugto ng pagsubok ay tumagal ng isang kabuuang 12 oras. Ang yugto ng programa ng proyekto ay tumagal sa akin ng isang kabuuang 10 oras na hindi kasama ang oras na kinuha ako upang hawakan ang aking mga kasanayan sa C ++.

Hakbang 2: S. T. E. M. Mga Aplikasyon

Agham- Sa aking proyekto, ang agham ay kasangkot sa disenyo ng disenyo ng protoboard na nagpapahintulot sa kapangyarihan na maipamahagi sa pagitan ng mga servo motor sa disenyo. Nakakakita rin ito ng papel sa pisika na kasangkot sa disenyo ng istraktura ng braso. Higit pa, partikular ang disenyo ng sistema ng pulley sa magkasanib na siko na nagbibigay sa braso ng isang malaking halaga ng mekanikal na kalamangan na pinapayagan ang braso na iangat ang higit pa sa maaaring mayroon, sa kagandahang-loob ni Archimedes.

Teknolohiya- Nag-play ang teknolohikal na aspeto ng aking proyekto nang nai-coding ko ang paggalaw ng braso na prosthetic gamit ang C ++. Nag-play din ito noong na-install ko ang mga motor at Arduino board.

Engineering- Pumasok ang engineering upang maglaro noong dinidisenyo ko ang palad, mga daliri, hinlalaki, magkasanib na pulso, braso, siko, at itaas na braso. Nag-play ito sa mga muling pagdidisenyo, ang pagkilala sa mga problema nang lumitaw ito, at ang mga solusyon na napag-isipan ko para sa mga problema.

Matematika- Ang matematika na kasangkot sa paglikha ng kamay ay nagpatugtog nang hinahanap ko ang tamang sukat ng anatomiko ng mga segment ng braso. Nag-play din ito kapag naghahanap ako ng katanggap-tanggap na mga pagsasaayos ng laki para sa mga diameter ng mga gulong sa magkasanib na sistema ng kalo. Gumamit din ako ng matematika sa mga pagkalkula na ginawa ko para sa bilang ng mga gulong na gagamitin ko sa kasukasuan ng siko upang gawing may kakayahang gumalaw ang braso sa ilalim ng bigat ng isang mug ng kape. Nag-play din ito sa pagkalkula na ginawa sa pamamagitan ng aplikasyon ng Batas ng Ohm para sa disenyo ng circuit at kinakailangang input ng boltahe.

Hakbang 3: Mga Sketch ng Disenyo ng Engineering

Ang mga sketch na aking ibinigay ay kasama ang aking paunang disenyo para sa The Lazarus Arm. Naniniwala ako na namamahala ang disenyo upang manatiling sapat na matibay para sa pang-araw-araw na paggamit habang natitirang malaki ang gastos.

Hakbang 4: Forearm Construction

Nabanggit ko ang dami at sukat ng mga piraso ng karton sa video na na-attach ko, subalit isasama ko rin ang isang listahan ng mga piraso, sukat, at dami dito. Ang listahan na isinama ko sa ibaba ay isinulat pagkatapos ng pagtatayo ng bisig kaya kung mayroong anumang mga pagkakaiba sa pagitan nito at ng video, gagamitin ko ang listahan.

• 2 x Mga Tola ng Papel ng Papel
• 4 x Pulley Arm
• 2 x Circles Na May Diameter Ng 3 pulgada
• 8 x Mga Lupon Na May Hole At Diameter Ng 2 at 3/16 pulgada
• 4 x Binago ang Mga Towel ng Papel na May Mga Haba Ng 1 at 7/8 pulgada
• 12 x Mga Lupon Na May Hole At Diameter Ng 1 at 6/8 pulgada
• 1 x Wooden Dowel Diameter Ng 3/8 pulgada at Haba Ng 4 pulgada
• 2 x Parihaba Ng 7 at 3/16 pulgada Haba at 3 pulgada Lapad
• 2 x Parihaba Ng 7 at 3/16 pulgada Haba at 1 at 7/16 pulgada Lapad
• 9 x Square Ng 1 at 1/2 pulgada ang Haba at Lapad
• 12 x Tamang Mga Triangles Na May 1 at 1/2 pulgada Base at Taas

Hakbang 5: Paggawa ng Itaas na Arm

Ang konstruksyon sa itaas na braso ay medyo simple ngunit matatag. Upang maitayo ang bahaging ito ng The Lazarus Arm, kakailanganin mo ng ilang mga bahagi. Nagsama ako ng isang paliwanag sa video ng lahat ng mga kinakailangang piraso, subalit nais kong tiyakin na ang paliwanag ay sapat na komprehensibo upang masundan sa bahay kaya nagsama ako ng isang listahan sa ibaba.

• 4 x Parihaba (5 pulgada ang haba at 3 pulgada ang lapad)
• 4 x Parihaba (5 pulgada ang haba at 1 at 1/2 pulgada ang lapad)
• 2 x Circle (3 pulgada ang lapad)
• 2 x Binagong Papel na Towel Roll (1 pulgada ang lapad at 1/2 pulgada ang haba)
• 9 x Square (1 at 1/2 pulgada sa magkabilang panig)
• 8 x Kanan Mga Triangles (1 at 1/2 pulgada para sa base at taas)
• 2 x Malaking Arko na Hugis Na May Dalawang Mga butas
• 4 x Parihaba Sa Isang Hole (3 at 1/2 pulgada ang haba at 3 pulgada ang lapad)
• 4 x Circle With Hole In Center (1 at 1/2 pulgada ang lapad)
• 6 x Circle With Hole In Center (1 pulgada ang lapad)
• 2 x 1/2 pulgada na Mas Mabilis na Mga Toll ng Papel ng Towel ay Pinuputol Ang Haba Sa gitna ng Isang panig
• 1 x Wooden Dowel (4 pulgada ang haba at 3/8 pulgada ang lapad)

Hakbang 6: Konstruksiyon ng pulso / Palm

Ang pulso / palad ng The Lazarus Arm ay talagang isa sa mga pinakamahirap na bahagi ng disenyo, maliban sa sistema ng pulley sa siko. Ang bahagi ng disenyo na pinaghirapan ko ay kung paano lumikha ng isang disenyo na may kakayahang paikutin nang hindi sinasakripisyo ang alinman sa istruktura ng katatagan ng disenyo. Nang magkaroon ako ng solusyon sa aking problema ay naisip kong una na ako ay magiging mas simple upang gumana, subalit nang maisabuhay ko ito ay sumunod sa mga pagsubok na aking pinangasiwaan. Ang mga bahagi para sa pagtatayo ng bahaging ito ng The Lazarus Arm ay nakalista sa ibaba.

• 6 x Mga disenyo ng Template ng Palm na dapat sukat pataas o pababa depende sa Ang Gumagamit (mga 3 at 1/2 pulgada ang haba at 3 pulgada ang lapad)
• 2 x Parihaba (3 pulgada ang haba at 2 at 1/2 pulgada ang lapad)
• 2 x Parihaba (3 pulgada ang haba at 1 pulgada ang lapad)
• 6 x Kanan Angle Triangles (taas at base ng 1 pulgada)
• 1 x Circle (2 at 5/16 pulgada ang lapad)
• 2 x Circle Na May Maliit na Parihabang Cutout (2 at 5/16 pulgada ang lapad)
• 1 x Wooden Dowel (3 pulgada ang haba at 3/8 pulgada ang lapad)
• 10 x Arch Design With Hole (mga 1 at 1/2 pulgada ang haba at 1 pulgada ang lapad)
• 2 x Mga Toilet Paper Rolls Na May Notch Cutout Para sa Template ng Kamay

Hakbang 7: Pagbuo ng Finger / Thumb

Ang mga disenyo ng daliri at hinlalaki ay halos eksaktong magkapareho para sa kapakanan ng pagiging simple. Ang mga pangunahing pagkakaiba ay ang hinlalaki ay mayroon lamang sa mga kasukasuan habang ang mga daliri ay may tatlo at ang hinlalaki ay anggulo na katulad ng isang kamay ng tao na nasa posisyon na anatomiko. Nag-attach ako ng isang video na nagpapaliwanag sa pagbuo ng mga daliri at hinlalaki. Ang mga piraso na ipinapakita ay medyo simple upang likhain, subalit iilan na ang kailangang gawin para sa mga bahaging ito.

• 48 x Larger Arches With A Hole (1 at 1/2 pulgada ang haba at 1 at 1/4 pulgada ang lapad na may butas na matatagpuan 1 pulgada mula sa kanan at 1/4 pulgada pababa)
• 13 x Mas Maliliit na Arko Na May Isang Hole (1 at 1/2 pulgada ang haba at 1 at 1/2 pulgada ang lapad na may butas na matatagpuan 1/2 pulgada mula sa kanan at 1/4 pulgada pababa)
• 13 x Arch (3/4 pulgada ang haba at 1/2 pulgada ang lapad)
• 6 x Straws (3/4 pulgada ang haba)
• 5 x Straws (1/2 pulgada ang haba)
• 4 x Straws (1/4 pulgada ang haba)
• 4 x Straws (1 at 1/2 pulgada ang haba)
• 5 x Ribbon (12 pulgada ang haba)

Hakbang 8: Pagsubok

Ang layunin ng yugto ng pagsubok ng Lazarus Arm ay upang patunayan ang konsepto bilang magagawa. Nag-attach ako ng isang video na sa tingin ko pinatunayan ang konsepto ng aking disenyo. Sa palagay ko ang The Lazarus Arm ay gumagana nang maayos, isinasaalang-alang ang mga materyales na ginamit upang likhain ito.

Hakbang 9: Mga Posibleng Pagpapabuti sa Hinaharap

Sa pagtingin sa proyekto bilang isang buo, medyo masaya ako sa pangwakas na produkto. Ang tanging bagay na nais kong gawin ay upang makita kung makakalikha ako ng isang 3D print ng mga bahagi na ginawa ko mula sa karton upang makita kung paano ito humawak sa ilalim ng mas maraming dami ng presyon. Maliban dito, nais kong maglaan ng oras upang mapagbuti ang mga estetika ng braso. Nais ko ring makita kung maaari kong magpatuloy na magtrabaho sa disenyo ng prostetik na braso na ito upang makita kung masubukan ko ang disenyo sa ilang pang-araw-araw na pangyayari.

Hakbang 10: Mga Pangwakas na Pangwakas

Nais kong ipahayag kung gaano ako kasaya sa panghuling disenyo ng The Lazarus Arm. Ito ay napatunayan na mabubuhay para magamit sa ilang mga pang-araw-araw na gawain at nakakagulat na pag-andar isinasaalang-alang ang mga materyal na ito ay ginawa. Nais kong maglaan ng ilang sandali upang pasalamatan ang Iseman Foundation para sa pagkakataong magtrabaho sa mga proyektong tulad nito sa huling apat na taon. Ito ay naging hindi kapani-paniwala pang-edukasyon at masaya. Ang kumpetisyon na ito ay isa sa mga kadahilanan kung bakit ako nagtuloy sa isang mechanical engineering major. Ito ay hindi kapani-paniwala na maging bahagi nito sa paglipas ng mga taon at hindi ko maipahayag kung gaano ako nagpapasalamat, salamat.