Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

5 Schritt:Schritt 1: Performance-Vergleich Schritt 2: Ersatzteilliste Schritt 3: Fingeranordnung Schritt 4: Daumenanordnung Schritt 5: Kontrolle der Hand

Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

In diesem instructable Ich werde Ihnen zeigen, wie Takt, eine kostengünstige Open-Source-Handprothese zu machen. Tact übersteigt anderen Open-Source-Handprothese Modelle in mehrfacher Hinsicht: es kostet nur 100 € für alle Komponenten (250 € bis auch myoelektrische Steuerung hinzuzufügen), zusammengesetzt werden kann mit nur einer Hand und eine Klammer, erreicht die gleiche Leistung wie Strom 30 T € -40k kommerzielle Handprothesen, und wenn verwendet mit myoelektrischen (Muskel) Kontrolle kann leicht verschiedene Griffe durchführen, wie feine Prise, Dreibackenfutter, Kraftgriff, etc. Diese Forderungen sind im Detail über die nächsten Schritte diskutiert. Schauen Sie es in Aktion!

In diesem instructable werde ich Ihnen zeigen, welche Komponenten benötigt werden, wie man die Hand zu drucken, wie es zu montieren, und stellen einige Anregungen, wie sie zu kontrollieren.

Schritt 1: Performance-Vergleich

  1. Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Tact vs Kommerzielle Geräte
    Wie bereits erwähnt Takt führt die gleiche wie 30 T € 40k-kommerzielle Handprothesen und eine Verbesserung gegenüber anderen Open-Source-Händen. In der ersten Grafik oben können Sie eine Motor Vergleich zwischen Takt und i-Limb (teuren kommerziellen Gerät) abgegeben wurden. Durch die Kenntnis der Leistungsfähigkeit der Motoren in der i-Limb wurde eine sorgfältige Auswahl getroffen Motor, einen zu finden, dass die Ausgabe die gleiche Leistung wie die kommerzielle Einrichtung, aber zu geringeren Kosten. Dies ermöglichte uns die Hand, um Kräfte an der Fingerspitze im Bereich der 30 T €-40k Hände, in der zweiten Tabelle dargestellt anzuwenden. Wir sehen auch, dass Takt hat eine viel höhere Geschwindigkeit als die kommerziellen Geräte dies in der Prothetik Studien zitiert worden, um eine einfachere Greifen von Objekten in täglichen Aufgaben gewünscht werden, erlaubt es uns auch, möglicherweise das Eingangszahnrad weiter nach unten und erzeugen mehr Leistung. In der letzten Tabelle einen allgemeinen Satz von Größe und Gewicht Daten zeigen, dass Taktgefühl ist die gleiche Größe wie die anderen Geräte und in der Tat viel leichter durch 3D-Drucken.
    Tact vs Open-Source Devices
    In all diesen Vergleichen sehen wir Tact gilt etwa 2,5-mal die Kraft der vergleichbaren Open-Source-Dextrus Hand, während mit einem Gewicht von 20% weniger und mit etwa der Hälfte der Handfläche Dicke. Diese sind viel wünschenswerte Merkmale für ein Prothesen Benutzer zu haben. Darüber hinaus zeigt das letzte Bild des Viergelenks in einem Finger der Takt. Diese Verknüpfung wird sichergestellt, dass die beiden Gelenke der Finger zu schließen proportional und zuverlässig jedes Mal die Hand betätigt wird, eine konsistente Leistung. Die meisten Open-Source-Designs wie Dextrus verwenden Sie nur eine Sehne durch den Finger aufgereiht, um Winde zu schließen. Dies führt zu umständlich und ruckartige Bewegungen als Zufallsverbindungen schließen zu unterschiedlichen Zeiten, vor allem beim Greifen Objekte.
    Trade-offs
    Während aus diesen Beschreibungen Takt kann an einer ernsthaften Vorteil für alle anderen Hände scheinen haben wir einige Kompromisse gemacht, um diese Ergebnisse zu erzielen. Die größte ist die Schwäche der 3D-Druckteilen und mechanischen Betrieb. Gegenüber dem robuste Spritzguss und Metall Gearing von kommerziellen myoelektrischen Händen, ist der Takt viel mehr leicht beschädigt (aber auch repariert). Darüber hinaus macht das Fehlen von nicht-backdriveable Verzahnung der Hand weniger energieeffizient als Leistung muss ständig beim Halten Artikel abgelassen werden.

Schritt 2: Ersatzteilliste

  1. Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Wie in der Einleitung erörtert wurde diese Hand ausgelegt, hergestellt werden unter Verwendung üblicher off-the-shelf-Komponenten und 3D-Drucken. In die Bilder oben können Sie eine vollständige Liste aller benötigten Teile und entweder Anbieter oder Teilenummern für die einzelnen Komponenten zu finden. Durch Verschieben Online-Inserate Ich habe nicht im Lieferumfang enthalten spezifische Links, sondern eine einfache Suche sollten alle Komponenten zu finden. Haben Sie keine Angst, um Teile für die Dinge auf der Hand ersetzen nicht!
    Zusätzlich zu den aufgeführten wenigen Werkzeuge sind erforderlich: Phillips oder flachen Schraubenzieher (hängt von Ihrer Art von Schrauben), zwei Spitzzange, Sekundenkleber und Drahtschneider.
    Für die 3D-gedruckten Komponenten a MakerBot Replicator 2X wurde verwendet, aber jede 3D-Drucker fähig ist, diese Komponenten ist. Wenn Sie keinen Zugang zu einem, sollten Sie ein Unternehmen wie Shapeways , die Dateien eingereicht nehmen werden online und senden Sie bedruckten Teile. Alle STL-Dateien benötigt wird, um den Takt Handteile machen können auf dem dedizierten finden Github Seite . Für diejenigen, die Github empfehle ich durch ein grundlegendes Tutorial.
    Ich alle Komponenten gedruckt, abgesehen von der Spule bei einer Auflösung von 0,2 mm (200 Mikrometer) und 10% Füllung. Dies hilft, Drucke, schneller, während immer noch stark genug gemacht werden. Die Spule sollte am besten Auflösung und höchste Infill, die Ihren Drucker produzieren kann ausgedruckt werden. Gesamtdruckzeit für mich dauerte etwa 14 Stunden. Sobald Sie haben alle Ihre bestellten Teile und 3D-gedruckte Komponenten, sind Sie bereit zu montieren!

Schritt 3: Fingeranordnung

  1. Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Alle 9 Artikel anzeigen

    Alle Finger einschließlich Daumen nach dem gleichen Grundaufbau Struktur und die gleichen Komponenten. Bei der Montage prüfen jeden Schritt (eine Ziffer pro) mit den Bildern oben bestellt. In der Github Seite Ich habe auch einen anderen pdf Montageanleitung, also können Sie zu, dass zu verweisen, wenn stecken.
    1. Zuerst nehmen Sie Ihre Länge der Stahlkabel, einen Knoten an einem Ende, und punktieren sie mit Leim, um sicherzustellen, dass es nicht verrutscht. Nehmen Sie die Spule und ziehen Sie das Kabel durch das kleinere Loch von der Oberseite des Teils, so dass es beginnt mit dem Außendurchmesser der Spule und stößt heraus auf der Innenseite des Spulendurchmesser. Ziehen Sie nun den Rest des Kabels durch, bis nur der Knoten an der Außenseite der Öffnung nach links. Senden, das freie Ende des Kabels durch das größere Loch in der Spule, beginnend an der Innenseite der Durchmesser der Spule und Aussteigen auf den äußeren Rand der Spule.
    2. Nehmen Sie einen Motor und drücken Sie passen die Spule auf der Welle des Motors. Stellen Sie sicher, dass Sie den flachen Teil der Motorwelle mit dem flachen Teil der Spule gefüttert haben. Wird dies nicht korrekt ausgerichtet, riskieren Sie eine Beschädigung der Spule.
    3. Nehmen Sie nun das Motorgehäuse Stück. Einfügen zwei 6mm M2 Schrauben in die kleinen Löcher auf beiden Seiten der größeren Öffnung. Schieben Sie den Motor / spool Kombination up durch diese größere Loch und schrauben Sie den Motor an das Gehäuse.
    4. Sammeln Sie sowohl die Fingerspitzenteil und das Gestänge. Mit Hilfe eines 12mm M2 Schraube und Mutter befestigen Sie die Verknüpfung in den Schlitz in der Fingerspitze Teil. Stellen Sie sicher, es ist locker genug, um noch frei drehen können.
    5. Nehmen Sie nun den unteren Teil der Finger und schieben Sie die Verknüpfung und Finger Kombination darin. Siehe die Orientierung. Zusammen Schrauben Sie die beiden Finger Stücke durch die verbleibende Loch im Fingerspitzenteil mit einem 20mm M2 Schraube.
    6. Nehmen Sie die teilweise zusammengebauten Motorgehäuse und Fingerteile und bringen die freien Ende der Verknüpfung mit dem entsprechenden Loch im Motorgehäuse mit einem 12mm M2 Schraube. Sie müssen den Finger vollständig zu biegen, um in der Lage, dies zu tun.
    7. Nun bringen die verbleibende Loch im unteren Teil des Fingers, um die verbleibende Loch im Motorgehäuse mit einem 20mm M2 Schraube.
    8. Jetzt Strecke die Länge des Kabels aus dem Inneren des Motorgehäuses und durch das Loch in den zylindrischen Teil des unteren Fingerstück verbleiben. Werfen Sie einen Draht Crimp oder einen Knoten in das Stahlseil und fügen Sie einen Punkt von Klebstoff für Stärke. Verwenden Sie die Drahtschneider um überschüssiges Kabel-Clip.
    9. Wiederholen Sie diesen Finger Montageprozess für alle Finger und den Daumen. Beachten Sie, dass der Daumen hat einen anderen Fingerspitze Stück, aber der Rest bleibt genau das gleiche. Sobald alle Finger sind zusammengebaut, nehmen Sie die Parts beider Hände und legen sie flach. Beachten Sie, dass man 4 Löcher. Dies ist der Rückplatte der Hand. Richten Sie alle Motoren in diesem Teil und bringen jeden an der Rückplatte mit einem 6 mm M2 Schraube. Dann nehmen Sie die Frontplatte und befestigen Sie es mit den beiden entsprechenden Finger mit 6mm M2 Schrauben.

Schritt 4: Daumenanordnung

  1. Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    1. Um das fertig Daumens auf den Körper des Handzubauen, zuerst den Servo und den Servohalter bedrucktes Stück finden. Sie sollten drücken füreinander geschaffen.
    2. Als nächstes nehmen Sie die kleine Teil, der zwischen dem Servo und Daumenhalter und befestigen Sie es an das entsprechende Loch in der Daumenstück mit einem 6 mm M2 Schraube.
    3. Montieren Sie nun den Daumen auf die Servohalterung mit den beiden Schrauben mit dem Daumen Servo gegeben. Bringen Sie diese Baugruppe auf dem vorderen Teil des Hand, die die anderen vier Finger mit zwei 6mm Schrauben M2.
    Sie haben den mechanischen Aufbau des Hand abgeschlossen!

Schritt 5: Kontrolle der Hand

  1. Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Takt: Low-cost, erweiterte Handprothese

    Typischerweise advanced Prothesen verwenden myoelektrische Steuerung um die kleinen Spannungen durch Muskeln eines Benutzers gegeben, genannt Elektromyographie (oder EMG) Signale zu lesen. Aus diesen Spannungen können wir sagen, welche Muskeln um den Benutzer Unterarm gebeugt werden und kann dann bestimmen, welche Griff sie verwenden. Dies erfordert eine komplexe 8-Kanal-EMG-Chip und die Verwendung eines maschinellen Lernalgorithmus genannt lineare Diskriminanzanalyse. Während ich hoffe, eine instructable dafür in der Zukunft, da dieser Ansatz erfordert viel Vorwissen in Elektronik und Informatik werde ich ein paar Möglichkeiten, um diese Hand einfacher Prüfung vorschlägt.
    Einzelkanal-EMG-Boards, die sich bereits für die einfache Nutzung mit Mikrocontrollern, wie ein Set arduino werden von einer Firma namens produziert Advancer Technologies . Die Platten, die sie verkaufen sind sowohl billig und habe viele Tutorials für sie aufstellen. In der Tat diese Unternehmen hat mehrere instructables zeigt genau, wie man diese anwenden, um Objekte zu steuern. Empfehle ich Ihnen einen Blick auf ihre Produkte und "ibles um die Hand nach oben und bewegen zu bekommen.
    Ein weiteres Verfahren für die Menschen, die Interesse an der Informatik sind wäre, eine zu machen PID-Regler , oder einfacher PI / P / PD-Steuerverfahren zusammen mit Schalter oder Knöpfe, um die Hände zu verschiedenen Positionen zu bewegen.
    In einem weiteren alternativen Verfahren Sie die Sprachsteuerung nutzen konnte, wie ich gezeigt, wie auf die Zusammenarbeit mit anderen Open-Source-Roboter-Hand-Design zu erhalten.
    Viel Glück auf den Aufbau der Vorrichtung und ich hoffe, dass es für diejenigen, die es brauchen wird!