Вы когда-нибудь хотели протянуть руку помощи тем, кто в них нуждается?
The Cyborg Beast Hand - это протез руки, напечатанный на 3D-принтере от некоммерческой организации e-NABLE. Разработанный Хорхе Зунига, пользователи нажимают на протез запястьями, заставляя пальцы сгибаться. e-NABLE также предлагает на своем веб-сайте множество различных моделей для людей с разными потребностями и предпочтениями. Идея создания протезирования e-NABLE пришла ко мне после того, как наш учитель инженерного дела, г-жа Бербави, представила ее на нашем уроке «Принципы инженерии». Мой партнер и я решили, что будем продолжать это как наш побочный проект, и последние несколько месяцев вместе работали над созданием собственных протезов рук. Теперь мы получили значки за наши протезы, а это значит, что мы продолжим создавать больше рук и, в конечном итоге, для наших собственных клиентов.
Материалы:
Набор материалов для рук киборга-зверя
Необходимые инструменты:
- 3D-принтер и нить накала (PLA)
- Пинцет
- Ножницы
- Отвертка
- Наждачная бумага
- Exacto нож
Шаг 1. Печать деталей
Файлы STL можно найти на этом веб-сайте.
Вам нужно будет напечатать на 3D-принтере 4 фаланги пальцев, 4 пальца с неровностями или без них, 1 фалангу большого пальца, 1 большой палец, 1 обычную перчатку с натяжителями (очень важно) и 1 правую или левую ладонь.
Предлагаемые настройки печати показаны на веб-сайте e-NABLE. Настройки показаны на картинках, прикрепленных к этому сообщению. Когда я решил напечатать на 3D-принтере, я использовал «Zelda», один из наших 3D-принтеров Ultimaker 2+, под наблюдением моего одноклассника Сая Кесари. Я использовал Polylite PLA в цвете «True Green» для всего протеза, но вы можете использовать любой цвет, какой захотите.
Чтобы посмотреть другие модели протезов от e-NABLE или заинтересоваться ими, перейдите по этой ссылке.
Шаг 2: спланируйте сборку и удаление любых опор
После того, как все ваши отпечатки будут напечатаны, самое время приступить к сборке. Перед тем, как начать, необходимо снять все опоры, которые прикреплены к отпечаткам. Я счел полезным использовать пинцет в тех местах, где опоры маленькие и их трудно вынуть. После удаления всех опор я использовал вращающийся инструмент, чтобы сгладить шероховатую поверхность, созданную опорами. Также можно использовать наждачную бумагу. После этого я накладываю резиновые накладки на 4 пальца и большой палец, чтобы с ними было легче работать во время процесса. Остерегайтесь, поскольку ручки могут казаться странными и грязными.
Шаг 3: Сборка и соединение пальцев и большого пальца руки с ладонью
Начиная с пальцев, проденьте винт Chicago из нержавеющей стали 1/2 дюйма через палец и фалангу пальца так, чтобы они соединились в месте соединения. Вверните колпачок с другой стороны винта, стараясь не затягивать соединение полностью. Это приведет к жесткости суставов, которые трудно двигать. Повторите этот шаг 3 раза, пока не получите 4 пары соединенных пальцев и фаланг пальцев.
Теперь совместите 4 соединенных пальца с ладонью. Затем проденьте винт Chicago из нержавеющей стали 3 3/4 дюйма через все пальцы и ладонь. Вверните другую сторону тщательно, но не слишком сильно. Это необходимо для обеспечения плавного движения суставов, как указано в предыдущем абзаце.
Для большого пальца пропустите винт Chicago из нержавеющей стали 1/2 дюйма через большой палец и фалангу большого пальца. Затяните с другой стороны, стараясь не затягивать соединение полностью. Теперь возьмите еще один винт Chicago из нержавеющей стали 1/2 дюйма и продеть через палец и ладонь. Сделав это, вы теперь соединили большой палец с ладонью.
Шаг 4: нанесите пену на предпочтительные поверхности
Чтобы рука была удобной, можно нанести на руку кусочки поролона. Пена из набора имеет липкую сторону, которую я наклеил на протез.
Используемая пена сильно зависит от масштабирования и общего размера протеза. Поэтому я использовал линейку, чтобы измерить длину и ширину рукавицы, а затем пометил их на поролоне. Я вырезал кусочки поролона ножницами и ножом X-Acto там, где разрез был не чистым. После этого я снял клейкую пленку и приклеил обе части по бокам перчатки.
Используя ту же тактику, что и части перчаток, я измерил длину и ширину, необходимые для покрытия желаемой площади поверхности.
Шаг 5: соединение ладони и рукавицы
Есть два отверстия, которые позволяют соединить ладонь и перчатку. Они расположены на верхней части рукавицы и на самом краю ладони. Сначала совместите два отверстия вместе. Затем проденьте в них винт Chicago из нержавеющей стали 3/8 дюйма и затяните на концах. Однако не затягивайте настолько, чтобы отпечатки порвались, и убедитесь, что соединение хорошо двигается.
Шаг 6: накрутите резинку на пальцы:
Резинка должна добавить напряжение в пальцы и большой палец, чтобы они работали так, как настоящая рука. Если кто-то согнет палец, натяжение резинки вернет его в исходное положение.
Для начала завяжите двойной узел на одном конце резинки. Затем просуньте противоположный конец в отверстие на передней части пальца. Продолжайте проталкивать резинку через отверстия, ведущие к верхней части ладони. Как только резинка дойдет до ладони, протолкните ее через зажим рядом с ее текущим положением. Повторите 3 раза для остальных 3 пальцев, пока все эластичные нити не окажутся на внутренней стороне ладони.
Теперь возьмите две первые резинки и потяните вместе, пока не почувствуете натяжение резинки. Не тяните слишком сильно, так как резинка может сломаться, и вам придется начинать с этого пальца. Слишком сильное натяжение также сложнее согнуть, поэтому попробуйте найти подходящую среду, в которой палец будет подвижным и напряженным. Чтобы проверить, достаточно ли у вас напряжения, согните пальцы и посмотрите, хорошо ли они поднимаются. Если это так, завяжите двойной узел, чтобы зафиксировать натяжение двух пальцев. Если нет, потяните за резинку, пока она не сработает. Затем сделайте двойной узел и обрежьте концы ножницами. Если конец резинки потрепался, вы также можете опалить их зажигалкой. Потертые концы могут затруднить проталкивание резинки через отверстия. В конце отрежьте резинку с обоих концов, чтобы на руке не висело много лишней резинки.
Шаг 7: закрепление резинки на большом пальце:
Сначала протолкните резинку вверх на кончике большого пальца так, чтобы резинка следовала за отверстиями на большом пальце. Надавите, пока резинка не дойдет до ладони. Затем проденьте резинку в отверстие рядом с входом (как показано на прилагаемом рисунке). После этого затяните резинку, используя отверстие прямо над ней. Теперь сильно потяните, пока большой палец не станет полностью выпрямленным и вы не почувствуете натяжение резинки. Не тяните слишком сильно, резинка может сломаться. Но убедитесь, что вы прикладываете достаточно силы, чтобы большой палец отскакивал назад, когда вы его сгибаете. Когда вы будете довольны натяжением, закрепите конец резинки под той частью, которая входит в большой палец. После завяжите двойной узел и обрежьте края. Если конец резинки потрепался, воспользуйтесь зажигалкой.
Шаг 8: Использование негибкой плетеной лески
Протяните леску через отверстие на самом кончике пальца. Затем пропустите его через соответствующие каналы и отверстия, пока не дойдете до ладони. Точно так же пропустите нить через ладонь, пока не дойдете до конца, и нить не будет торчать из ладони. После обрежьте нить там, где будут штифты натяжителя. Дайте больше лески, потому что с большим количеством лески будет легче завязать узлы. Повторите этот процесс для остальных 3 пальцев и 1 большого пальца.
Шаг 9: вставьте винты в натяжные штифты
Возьмите 5 больших натяжных винтов из комплекта и найдите отвертку, чтобы прикрепить штифты к винтам. С помощью отвертки прикрепите штифты к винтам. Продолжайте ввинчивать, пока не останется немного места, чтобы штифт мог комфортно перемещаться вперед и назад. Это позволит пальцам сгибаться, когда сгибается запястье. Если винты слишком велики для натяжителя, просверлите их сверлом. Они должны иметь возможность свободно проходить через натяжную часть перчатки.
Размеры винтов зависят от размера штифтов натяжителя. Винты с большим усилием должны быть ввинчены в концы штифтов натяжителя. В противном случае в комплект входят винты X-small, Small и Medium.
Шаг 10: привяжите леску к штифтам натяжителя
Честно говоря, когда я привязывал леску к штифтам натяжителя, я повторил видеоурок из 3D Universe, потому что не мог понять инструкции. Таким образом, я просто буду ссылаться на следующее видео ниже, так как считаю, что это наиболее полезный способ изучить этот шаг.
Чтобы получить более подробное руководство, перейдите сюда.
Шаг 11: приклейте леску на булавки
С помощью суперклея наклеиваем леску на булавки. Я рекомендую использовать менее вязкий раствор, чтобы он высох быстрее, но будьте осторожны, так как клей может растекаться по вашим рукам. Не кладите сразу много и не обливайте леску суперклеем. Это просто трата суперклея, который можно использовать в других проектах.
После высыхания суперклея приступайте к обрезанию излишков лески на штырях острыми ножницами или кусачками. Если концы потрепались, воспользуйтесь зажигалкой, чтобы опалить концы вместе. Будьте осторожны при использовании зажигалки и не обожгите себя или отпечаток. Отпечаток сделан из пластика, поэтому слишком большое количество тепла при соприкосновении с ним расплавит его поверхность.
Шаг 12: прикрепите липучку к руке и перчатке
Теперь вырежьте два куска липучки 12 дюймов. После этого совместите части липучки с перчаткой и ладонью, где она будет размещена. Используйте белый маркер, чтобы обозначить отверстия для винтов Chicago. Теперь используйте дырокол или любой инструмент, который позволит вам проделать отверстия на липучке, поэтому проколите указанные отверстия. Вставьте винты 3/8 дюйма Chicago через отверстия, чтобы убедиться, что они легко поместятся.
Одна сторона липучки мягкая, а другая грубая на ощупь. Прикрепите шероховатую сторону к перчатке так, чтобы кожа соприкасалась с более мягкой стороной. Теперь, совместив отверстия на липучке с отверстиями на отпечатках, вставьте винты Chicago и полностью затяните.
После этих шагов возьмите две части 8-дюймовой липучки и закройте концы Chicago Screws, чтобы кожа не соприкасалась с холодным металлом. Это также повысит комфорт для клиента.
Шаг 13: Готовый продукт:
После всех этих шагов вы официально готовы!
Затем я снял короткое видео, объясняющее механизмы руки, в надежде получить значок руки зверя-киборга от e-NABLE. Через несколько дней я официально получил бейдж от e-NABLE, как показано выше. Я также отправил запрос на получение значка для сборки, который, надеюсь, получу ответ через пару дней. После того, как я получу этот значок, мне будет разрешено изготавливать Руку Киборга Зверя для людей, которые действительно в них нуждаются.