ถุงมือ Soft Robotics: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

โครงการของฉันคือถุงมือซอฟต์โรโบติก มีตัวกระตุ้นอยู่ที่แต่ละนิ้ว ส่วนล่างของถุงมือถูกถอดออกเพื่อให้ผู้ใช้สวมใส่ได้สะดวก แอคทูเอเตอร์ถูกเปิดใช้งานโดยอุปกรณ์ที่วางอยู่บนข้อมือซึ่งใหญ่กว่านาฬิกาเล็กน้อย

แอคทูเอเตอร์ทำจากวัสดุซิลิกอน (EcoFlex-30) และพองได้

เมื่อตัวกระตุ้นพองตัว สี่เหลี่ยมที่ด้านบนมีดันเข้าหากัน งอนิ้วที่เกี่ยวข้อง

มอเตอร์ที่ควบคุมอัตราเงินเฟ้อเป็นอุปกรณ์ที่เรียกว่า "FlowIO" อุปกรณ์นี้สามารถสูบลม ปล่อยลมออก และสร้างสุญญากาศได้ ในขณะนี้ อุปกรณ์กำลังใช้แพลตฟอร์ม Adafruit ที่ควบคุมโดยแอปบนโทรศัพท์ของฉัน แต่เป้าหมายของฉันคือการเชื่อมโยงมันกับถุงมืออีกอันที่มีเซ็นเซอร์ยืดหยุ่นบนนิ้วมือ เพื่อให้การเคลื่อนไหวของถุงมือแบบนิ่มจะสะท้อนถึงการเคลื่อนไหวของถุงมืออีกข้างหนึ่ง

โครงการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อฟื้นฟูผู้ป่วยที่สูญเสียมือไป การเคลื่อนของถุงมือแบบนิ่มจะกระตุ้นกล้ามเนื้อของมือที่บาดเจ็บอีกครั้ง ในขณะที่มือทั้งสองข้างที่ทำการเคลื่อนไหวแบบเดียวกันจะกระตุ้นเซลล์ประสาทในกระจก ซึ่งจะสร้างการเชื่อมต่อของระบบประสาทในสมองขึ้นใหม่

โปรเจ็กต์นี้ยังสามารถใช้เป็นเทคโนโลยีอำนวยความสะดวกได้อีกด้วย เนื่องจากง่ายต่อการสวมใส่ และแอคทูเอเตอร์รับประกันการยึดเกาะที่ดีบนวัตถุ

ขณะทำงานในโครงการนี้ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติยืดหยุ่นของวัสดุ วิธีหล่อซิลิกอน วิธีใช้ TinkerCad และเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เสบียง

• ถุงมือช่างไฟฟ้า
• EcoFlex 30
• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
• FlowIO
• ห้องสุญญากาศ
• มาตราส่วน
• แว่นตาพลาสติก
• อีส รีลีส™ 200
• แท่งไม้ (10ซม.)
• กาวร้อน
• ถุงมือพลาสติก (สวมเสมอขณะจับซิลิโคนหรือกาว)

ขั้นตอนที่ 1: การพิมพ์แม่พิมพ์ 3 มิติ

• แต่ละไฟล์เหล่านี้ประกอบด้วยสามส่วนที่จำเป็นสำหรับนิ้วเดียว
• แนะนำให้ใช้คุณภาพสูง (อย่างน้อย 0.001 มม.) สำหรับการพิมพ์
• ไม่จำเป็นต้องสร้างฐานรองรับ แต่แนะนำให้สร้างแพเป็นแท่นยึดเกาะ

ขั้นตอนที่ 2: การเตรียมแม่พิมพ์

1. แนบแม่พิมพ์สองอันหนึ่งอันบนอีกอันตามที่แสดงในภาพ
2. ปิดผนึกด้วยกาวร้อนในช่องว่างระหว่างพวกเขา
3. ตอกตะปูที่รูด้านข้างของแม่พิมพ์ แล้วทากาวด้านนอกโดยใช้กาวร้อน
4. ฉีดสเปรย์แม่พิมพ์ด้วย Easy Release agent สองครั้งโดยเว้นช่วงเวลา 5 นาที

ขั้นตอนที่ 3: การเตรียมซิลิโคน

1. เทส่วนประกอบทั้งสองของ EcoFlex ลงในแก้วพลาสติกสองใบที่แตกต่างกัน ต้องมีน้ำหนักเท่ากัน ใช้สเกลวัด
2. เทส่วนผสมหนึ่งลงในแก้วอีกใบแล้วผสมให้เข้ากันเป็นเวลาสามนาที
3. ใส่แก้วเข้าไปในห้องสุญญากาศแล้วเริ่มไล่แก๊ส เมื่อความดันภายในถึง -25atm ให้เปิดวาล์วอีกครั้งและปิดสูญญากาศจนกว่าจะถึง -20atm จากนั้นปิดวาล์วและเปิดใช้งานเครื่องดูดฝุ่นอีกครั้ง กระบวนการเหล่านี้จะต้องทำซ้ำเป็นเวลา 10 นาที
4. นำแก้วออกจากแคมเบอร์

ขั้นตอนที่ 4: เทซิลิโคน

1. เทซิลิโคนจากแก้วลงบนแม่พิมพ์ ระวังอย่าให้เกิดฟองอากาศภายใน
2. หลังจากผ่านไปห้านาที ผ่านแท่งไม้ที่วางไว้ในแนวนอนเหนือแม่พิมพ์ทั้งสอง เพื่อเอาซิลิกอนส่วนเกินออก
3. ปล่อยให้ซิลิโคนแข็งตัวเป็นเวลาสามชั่วโมง

ขั้นตอนที่ 5: การแยกตัวกระตุ้น

สำหรับแม่พิมพ์ประกอบ

1. ลอกชั้นกาวร้อนออก
2. แยกแม่พิมพ์ทั้งสองอย่างระมัดระวัง โดยให้ทั้งสองแบบขนานกันมากที่สุดในระหว่างกระบวนการ
3. ชิ้นบนสุดของตัวกระตุ้นจะยังคงอยู่ในแม่พิมพ์ด้านบนเกือบทุกครั้ง ณ จุดนี้ดึงส่วนบนของแอคชูเอเตอร์ออกเพียงแค่ดึงออก แต่ระวังอย่าเบรกหรือทำให้เสียหาย

สำหรับแม่พิมพ์เดี่ยว

เพียงดึงชิ้นส่วนด้านล่างของตัวกระตุ้นออกจากแม่พิมพ์

ขั้นตอนที่ 6: การสิ้นสุดแอคทูเอเตอร์

1. ลอกซิลิโคนชั้นนอกที่ฐานของแม่พิมพ์ด้านบนออก
2. ทา Sil-Poxy บาง ๆ ที่ชิ้นด้านล่าง ถ้าเป็นไปได้ กาวควรมีความเข้มข้นที่ด้านข้างของสี่เหลี่ยมมากกว่าตรงกลาง ใช้ด้านของบัตรเคลือบพลาสติก
3. วางชิ้นบนทับชิ้นล่าง ดันทั้งสองชิ้นเข้าด้วยกันเบาๆ เป็นเวลาอย่างน้อยเจ็ดนาที
4. ปล่อยตัวกระตุ้นเป็นเวลา 40 นาที เพื่อให้กาวแข็งตัว
5. ตัดชิ้นส่วน 10 ซม. จากหลอดพลาสติก ใส่แต่ละชิ้นเหล่านี้ลงในรูที่ด้านข้างของแอคทูเอเตอร์แต่ละตัว ปิดผนึกด้วย Sil-Poxy

ในทางเลือก

หากคุณมีเครื่องมือที่แม่นยำในการกำจัดกาว ทางที่ดีควรทาที่ด้านล่างสุดของส่วนแอคทูเอเตอร์

ขั้นตอนที่ 7: สิ้นสุดโครงการ

1. กระจายชั้นของ Sil-Poxy ที่ส่วนล่างของแอคทูเอเตอร์
2. ติดแอคทูเอเตอร์ทีละตัวบนนิ้วญาติของถุงมือช่างไฟฟ้า กดค้างไว้อย่างน้อยเจ็ดนาทีและรอให้กาวแข็งตัวเป็นเวลา 40 นาที
3. ยึด FlowIO ไว้ที่ข้อมือหรือปลายแขน
4. ตัดส่วนฝ่ามือของถุงมือและอาจรวมถึงด้านในของพรรคแรกของแต่ละนิ้วเพื่อให้สวมใส่ได้ง่ายขึ้น
5. สวมถุงมือ
6. เชื่อมต่อท่อพลาสติกแต่ละท่อเข้ากับวาล์วสัมพัทธ์บน FlowIO

หมายเหตุ: หากคุณไม่สามารถซื้ออุปกรณ์ FlowIO ได้ โปรเจ็กต์นี้ใช้ได้กับปั๊มลมทุกประเภท

ขั้นตอนที่ 8: สนุกกับถุงมือ

ใช้แอพบน iPhone ของคุณเพื่อเริ่มใช้อุปกรณ์ของคุณ