Миосенсортой ажиллах протезийн гар: 8 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-31 10:22

Энэхүү төсөл нь тайрсан хүмүүст зориулагдсан хиймэл гар бүтээх явдал юм. Энэхүү төслийн зорилго нь мэргэжлийн гартай хүмүүст боломжийн үнэтэй хиймэл гар бүтээх явдал юм.

Энэхүү төсөл нь прототип хийх шатандаа явж байгаа тул энэ нь үргэлж илүү дээр байх болно, учир нь одоо бол алгаа онгойлгож хаах боломжтой. Гэсэн хэдий ч энэ бол гар хийцийн хиймэл гар бөгөөд үүнийг гэртээ эсвэл орон нутгийн лабораторид хийж болно.

Алхам 1: Шаардлагатай материал, багаж хэрэгсэл, машин

Машин:

1. 3D хэвлэгч
2. Лазер таслагч
3. Ширээний CNC машин

Хэрэгсэл:

1. Загасчлах цэг
2. 3 мм судалтай
3. Өрөмдлөг
4. Супер цавуу
5. Нүхний бахө
6. Мультиметр
7. Гагнуурын станц
8. Боловсруулах боломжтой лав
9. Хэвний зориулалттай цахиур

Материал:

1. Зэс хуудас
2. 1х ATMEGA328P-AU
3. 1х 16 МГц болор
4. 1х 10к эсэргүүцэл
5. 2х 22pF конденсатор
6. 1x 10uF конденсатор
7. 1x 1uF конденсатор
8. 1x 0.1uF конденсатор
9. 1х миосенсор
10. 5х бичил servo мотор
11. 1x Arduino UNO

Програм хангамж:

1. Arduino IDE
2. Fusion360
3. Кура
4. Бүргэд
5. GIMP

Алхам 2: 2D ба 3D дизайн

3D дизайн

Эхний алхам бол хиймэл гарны хуруу, алган, гарын шууг хиймэл гарт орох электрон хэрэгслийг харгалзан төлөвлөх явдал байв. Үнэнийг хэлэхэд би нээлттэй эх сурвалжийн inmoov төслийг бааз болгон ашиглаж, тэндээс эхэлсэн.

Алга нь дизайны хувьд нэлээд хэцүү хэсэг бөгөөд хуруунууд хоорондоо ялгаатай харьцаатай байх ёстой. Тиймээс:

Хуруу: Би inmoov төслөөс хуруугаа татаж авлаа.

Алга:

1. Би эхлээд далдуу модны схемийг зурж, шахаж гаргасан.
2. Дараа нь ноорог, хайчлах, булангийн тушаалыг ашиглан хуруу, шуу холболтын нүх гаргав.
3. Үүний дараа би загас барих шугамыг дамжуулж, мотороор дамжуулан хуруугаа хянах боломжтой байхын тулд хоолой хийх хэрэгтэй болсон.
4. Эцэст нь алган дотор нүх оруулах шаардлагатай болсон бөгөөд ингэснээр загас агнуурын шугам татах үед алгаа хаах боломжтой байв.

Шуу:

1. Янз бүрийн онгоцонд би хоёр тойм зураг зурж, эллипс командыг ашигласан. Би хүссэн хэлбэрийг бий болгохын тулд дээврийн хөндийн тушаалыг ашигласан.
2. Үүний дараа бүрхүүлийн командыг хөндий болгож, хуваах тушаалыг талыг нь огтолж хийснээр би үүнийг зохион бүтээж, электрон төхөөрөмжөө дотор нь холбохдоо хамгийн сайн хүртээмжтэй болгох боломжтой болсон.
3. Бугуйн ойролцоо ноорог зурж, гараараа холбож болохын тулд үндсэн шуугаар нь холбож хийжээ.
4. Шуунд дизайн хийх боломжтой байхын тулд би ашиглах таван моторын хэмжээ, нэг хуруу тус бүрт нэг ширхэг, миний ашиглах ПХБ (хэвлэмэл хэлхээний самбар) -ын ноорог зургийг бүтээв. Дараа нь би хүссэн өндрөө авах хүртэл шахаж, цилиндрийн арын хэсэгт байгаа шаардлагагүй хэсгүүдийг backspace ашиглан устгав.
5. Эцэст нь боолтны нүхийг ерөнхий загвар дээр тийм ч их харагдахгүй байдлаар зохион бүтээсэн бөгөөд дээр дурдсантай төстэй командыг ашиглан шуугаа хаах боломжтой болсон.

Дизайныг дуусгасны дараа би бие бүрийг сонгож,.stl файл болгон татаж аваад 3D хэлбэрээр тусад нь хэвлэв.

2D дизайн

Загас агнуурын шугамыг мотороор ажиллуулж байх хооронд нь салгахыг хүссэн тул би тэдэнд зориулан чиглүүлэгч үүр хийхээр шийдсэн. Үүний тулд би үнэхээр шинэ зүйл хийх шаардлагагүй байсан ч дээврийг бүтээхдээ дээврийн хөндийн тушаалыг ашиглахдаа жижиг эллипсийг ашигла.

Би лазер таслагчийг ашигласны дараа ноорогоо.dxf файл болгон экспортолсон. Би хүссэн хэлбэрээ авсны дараа шаардлагатай гэж үзсэн үүрнийхээ дотор 0.8 мм -ийн нүх өрөмдсөн.

Алхам 3: 3D хэвлэх

Stl файл бүрийг экспортлосны дараа би Cura ашиглан хурууны янз бүрийн хэсгүүдийн.gcode, далдуу, шууг үүсгэсэн. Дээрх зурган дээр ашигласан тохиргоог дүрсэлсэн болно. 3D хэвлэмэл хэсгүүдийн материал бол PLA юм.

Алхам 4: Цутгах ба цутгах

Алга цутгах зорилго нь хиймэл гар нь PLA гулгамтгай байж болзошгүй тул илүү хүчтэй атгахад оршино.

3D дизайн

1. Алганы урьдчилсан ноорог ашиглан би нумын командыг ашиглан тойрог хэлбэр дүрслэх замаар алган дээрээ дуурайхыг хичээсэн.
2. Үүний дараа би тэдгээрийг өөр өөр өндөрт шахаж, булангийн командыг ашиглан "тойрог" дотор талын ирмэгийг тэгшлэв.
3. Дараа нь би боловсруулж болох лавтай ижил хэмжээтэй хайрцгийг зохион бүтээсэн бөгөөд комбайн командын хайчилбарыг ашиглан дизайныхаа сөрөг талыг тэнд байрлуулсан.

CAM процесс

Дизайныг ширээний CNC машин ашиглан тээрэмдэхэд бэлэн болсны дараа би gcode -ийг үүсгэх шаардлагатай болсон. Миний хувьд би Roland MDX-40 CNC машин ашиглаж байсан!

1. Эхлээд би Fusion360 -ийн CAM орчинд орсон.
2. Дараа нь би тохиргооны цэснээс "шинэ тохиргоо" -ыг сонгосон.
3. Би зөв параметрүүдийг сонгосон (зураг харна уу), дарна уу.
4. Дараа нь 3D цэсний доор дасан зохицох клирингийг сонгосон бөгөөд зураг дээр үзүүлсэн шиг ашигласан хэрэгслээ оруулсны дараа зөв параметрүүдийг сонгосон.
5. Эцэст нь би дасан зохицох клирингийг сонгож, бичлэг хийх явцыг дарсан. Энэ нь Roland машин mdx-40-тэй эсэхийг шалгаад gcode-г авахын тулд ok дарсан.
6. Үүний дараа би машиныг ашиглан дизайныхаа дагуу лав блокыг тээрэмдсэн.

Цахиурыг цутгаж байна

1. Нэгдүгээрт, би цахиурын хоёр уусмалыг агаарын бөмбөлөг үүсгэхгүйн тулд сайтар хольж, өгөгдлийн хүснэгтийг (материалын линкээс үзнэ үү) холих харьцаа, савны ашиглалт, боловсруулалтын хугацааг харгалзан үзсэн.
2. Дараа нь би агаарын бөмбөлөгөөс зайлсхийхийн тулд холбоо барих цэг нь тогтмол байх ёстой бөгөөд цутгасан уусмалын диаметр аль болох нимгэн байхын тулд хамгийн доод цэгээс хэв рүүгээ хийнэ.
3. Цахиурыг хөгцрүүгээ хийсний дараа дотор нь ямар ч агаарын бөмбөлөг байхгүй байгаа эсэхийг шалгах ёстой байсан тул ташуу хадаастай өрөм ашиглан хэвийг нь чичрүүлэв.
4. Эцэст нь би дизайнаараа хийхээ мартсан тул би цахиураа бэлэн болмогц нүхний хавчаарыг ашиглан далдуу модны гадаргуу дээрх нүхнүүдтэй тааруулан нүх гаргав.

Алхам 5: Электроникийн дизайн ба үйлдвэрлэл

Самбараа зохион бүтээж, микроконтроллерийн зүү дээр юу болж байгааг ойлгохын тулд би түүний мэдээллийн хуудсыг унших ёстой байв. Суурь ПХБ -ийн хувьд би микро сатшакит ашиглаж, дараа нь системийнхээ хэрэгцээнд нийцүүлэн өөрчилсөн.

Сатшакит бол DIY arduino дээр суурилсан самбар тул би хэсгүүдийг arduino-тэй холбохыг хайж олсоныхоо дагуу өөрчилж болно. Тиймээс миосенсор нь arduino руу нэг GND зүү, нэг VCC зүү, нэг аналог зүү ашиглан холбогддог. Харин нэг servo мотор нэг GND зүү, нэг VCC зүү, нэг PWM зүү ашигладаг. Тиймээс, самбарын хүч, нэг аналог, таван ХОУХ -ны зүүг харгалзан нийт зургаан GND ба VCC зүүг ил гаргах шаардлагатай болсон. Түүнчлэн, самбарыг програмчлах зүүг (MISO, MOSI, SCK, RST, VCC, GND) ил гаргахын тулд би үүнийг анхаарч үзэх хэрэгтэй байсан.

Миний хийсэн алхамууд нь:

1. Нэгдүгээрт, бичил сатшакитын бүргэд файлуудыг татаж авлаа.
2. Дараа нь би Eagle ашиглан микро сатшакитыг өөрийн хэрэгцээнд нийцүүлэн өөрчилсөн. Eagle -ийг хэрхэн ашиглах талаархи гарын авлагыг энд болон эндээс олж болно.
3. Удирдах зөвлөлөө root болгосны дараа би үүнийг-p.webp" />

Миний самбарын дотоод болон гадаад замыг-p.webp

Эцэст нь би бүргэдийн самбарынхаа дагуу хэрэгтэй бүхнээ гагнав. Схем ба гагнасан хавтангийн зургийг дээрээс олж болно.

Arduino UNO ашиглахын оронд өөрийн гараар ПХБ -ийн хавтанг хийх болсон шалтгаан нь би өөрийн хавтанг ашиглахдаа хэмнэдэг орон зай юм.

Алхам 6: Чуулган

Тиймээс хуруугаа хэвлэсний дараа:

1. Би 3.5 мм -ийн диаметртэй өрөм, гадна талын нүхийг 3 мм -ийн диаметртэй өрөмдлөг хийх шаардлагатай болсон. Дотор нүх гэдэг нь эд ангиудыг холбохдоо дотор ба гадна талын нүх, холбосон хэсэг нь гаднаасаа гэсэн утгатай.
2. Үүний дараа би эхлээд хоёр дахь хуруугаараа, гурав дахь нь дөрөв дэх хуруугаараа наалдах хэрэгтэй болсон.
3. Үүний дараа би 1+2 хэсгүүдийг 3+4 -тэй 5 -тай 5 мм -ийн диаметр бүхий утас ашиглан жижиг нүхээр холбосон.
4. Эцэст нь хурууг алган дээр, дараа нь шуугаар угсрахад бэлэн болжээ.

Тиймээс загас барих шугамыг хуруугаараа дамжуулах цаг болжээ.

Нэг мөр нь хурууны ар талаас хурууны далдуу холбогч дээрх хоолойгоор дамжиж, гарын шуу руу, нөгөө шугам нь хурууны урд талаас далны дотор талын нүх, гарын шуу руу чиглэв

Онцгой тэмдэглэл бол загас агнуурын шугамыг диаметртэй нүхтэй модоор дамжуулж, зангилаа хийх явдал юм. Үгүй бол шугамыг татах үед энэ нь хуруугаараа доошоо бууж магадгүй юм.

• Загас барих шугамыг хуруугаараа дамжуулсны дараа алган болон шууг 3D хэвлэсэн ботоор холбосон байх ёстой.
• Би шугамыг ялгахын тулд лазер хайчлах нүхний нүхээр дахин дамжуулж, дараа нь servo мотортой холбосон.
• Загас барих шугамыг servo -ийн зөв байрлалд холбох нь жаахан хэцүү байдаг. Гэхдээ миний хийсэн зүйл бол хурууны хэт байрлалыг авч, servo -ийн хэт байрлалд холбох явдал байв.
• Зөв байрлалыг олж авсны дараа би servo -ийн тусгай үүрэнд нүх өрөмдөж, servo -г зөв газруудад шургуулж, хоёр servo -ийг нөгөө хэсгүүдээс бага зэрэг дээшлүүлсэн эсэхийг шалгаарай, эс тэгвээс тэд ажиллах явцад мөргөлдөх болно.

Алхам 7: Програмчлал

Програм бичихийн өмнө би өөрчилсөн микро сатшакитийг програмчлах боломжтой болгох ёстой байсан. Үүнийг хийхийн тулд би дараах алхмуудыг хийх ёстой байв.

1. Arduino Uno -г компьютерт холбоно уу.
2. Багажуудын доор зөв порт болон Arduino Uno самбарыг сонгоно уу.
3. > Файл> Жишээ хэсгээс "ArduinoISP" ноорогыг олж нээнэ үү.
4. Ноорог зургийг Arduino дээр байршуулна уу.
5. Arduino -г компьютераас салга.
6. Зураг дээрх схемийн дагуу самбарыг Arduino -той холбоно уу.
7. Arduino -г компьютерт холбоно уу.
8. "Arduino/Genuino Uno" самбар болон "Arduino as ISP" програмистыг сонгоно уу.
9. > Tools> Burn Bootloader дээр дарна уу.
10. Ачаалагчийг амжилттай хийж дууссаны дараа бид програмаа бичиж болно.

// миний servo моторт ашиглаж байсан номын санг багтаасан болно

#include #include SoftwareSerial mySerial (7, 8); #тодорхойлох MYO_PIN A0 int sensorValue; хөвөх хүчдэл; // миний servo VarSpeedServo servo1 -д нэр өгөх; VarSpeedServo servo2; VarSpeedServo servo3; VarSpeedServo servo4; VarSpeedServo servo5; #PINKY 5 -ийг тодорхойлох #PINKY_PIN 10 -ийг тодорхойлох #RINGFINGER 4 -ийг тодорхойлох #RINGFINGER_PIN 9 -ийг тодорхойлох #ДУНД 3 -ийг тодорхойлох #MIDDLE_PIN 3 #тодорхойлох INDEX 2 #тодорхойлох INDEX_PIN 5 #тодорхойлох ТУМБЫН 1 #ДЭЛБЭРИЙН ТАМГИЙН_ТАМГА); // миний моторын servo1.attach хавсаргасан зүү (THUMB_PIN); servo2.attach (INDEX_PIN); servo3.attach (MIDDLE_PIN); servo4.attach (RINGFINGER_PIN); servo5.attach (PINKY_PIN); defaultPosition (THUMB, 40); defaultPosition (INDEX, 40); defaultPosition (ДУНД, 40); defaultPosition (RINGFINGER, 40); defaultPosition (PINKY, 40); mySerial.begin (9600); mySerial.print ("Эхэлж байна …"); } void loop () {sensorValue = analogRead (A0); хүчдэл = sensorValue * (5.0 / 1023.0); mySerial.println (хүчдэл); саатал (100); if (хүчдэл> 1) {closePosition (PINKY, 60); closePosition (RINGFINGER, 60); closePosition (ДУНД, 60); closePosition (INDEX, 60); closePosition (THUMB, 60); } өөр {openPosition (PINKY, 60); openPosition (RINGFIGER, 60); openPosition (ДУНД, 60); openPosition (INDEX, 60); openPosition (THUMB, 60); }} void defaultPosition (uint8_t хуруу, uint8_t _speed) {if (хуруу == PINKY) servo5.write (90, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == RINGFINGER) servo4.write (70, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == ДУНД) servo3.write (20, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == INDEX) servo2.write (20, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == THUMB) servo1.write (20, _ хурд, үнэн); } void closePosition (uint8_t хуруу, uint8_t _speed) {if (хуруу == PINKY) servo5. бичих (180, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == RINGFINGER) servo4.write (180, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == ДУНД) servo3.write (180, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == INDEX) servo2.write (180, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == THUMB) servo1.attach (180, _ хурд, үнэн); } void openPosition (uint8_t хуруу, uint8_t _speed) {if (хуруу == PINKY) servo5. бичих (0, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == RINGFINGER) servo4.write (0, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == ДУНД) servo3.write (0, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == INDEX) servo2.write (0, _ хурд, үнэн); else if (хуруу == THUMB) servo1.write (0, _ хурд, үнэн); } // Хөтөлбөрийг бичсний дараа бид үүнийг> Sketch> Programmer ашиглан байршуулах замаар самбар дээр байршуулна // Одоо та микро сатшакитуудаа arduino -аас салгаж, цахилгаан банкаар дамжуулан асааж болно // And voila !! Та хиймэл гартай