Mănușă Soft Robotics: 8 pași (cu imagini)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

Proiectul meu este o mănușă softrobotică. Are un actuator poziționat pe fiecare deget; partea inferioară a mănușii este îndepărtată pentru a facilita utilizatorului să o poarte. Actuatoarele sunt activate de un dispozitiv poziționat pe încheietura mâinii puțin mai mare decât un ceas.

Dispozitivele de acționare sunt fabricate dintr-un material din siliciu (EcoFlex-30) și sunt gonflabile.

Pe măsură ce dispozitivele de acționare se umflă, dreptunghiurile pe care le au în partea de sus se împing una împotriva celeilalte, îndoind degetele asociate.

Motorul care controlează umflarea este un dispozitiv numit „FlowIO”. Acest dispozitiv este capabil să se umfle, să se dezumfle și să creeze un vid. În acest moment, dispozitivul folosește o platformă Adafruit controlată de o aplicație de pe telefonul meu, dar scopul meu este să o asociez cu o altă mănușă cu senzori flexibili pe degete, astfel încât mișcările softglovei să le reflecte pe cele ale celuilalt.

Acest proiect are un scop de reabilitare, pentru pacienții care au pierdut o mână. Mișcarea mănușii moi reactivează mușchii mâinii rănite, în timp ce cele două mâini care fac aceleași mișcări stimulează neuronii oglindă, recreând conexiunile neuronale din creier.

Acest proiect poate fi, de asemenea, utilizat în scopuri de tehnologie de asistență, deoarece este ușor de purtat și dispozitivele de acționare garantează o bună apucare a obiectelor.

În timp ce lucrați la acest proiect, veți afla despre proprietățile elastice ale materialelor, cum să turnați siliciu, cum să utilizați imprimantele TinkerCad și 3D.

Provizii

• Mănuși de electrician
• EcoFlex 30
• imprimantă 3d
• FlowIO
• Cameră de vid
• Scară
• Pahare din plastic
• Ease Release ™ 200
• Bastoane de lemn (10cm)
• Lipici fierbinte
• Mănuși din plastic (de purtat întotdeauna în timp ce manipulați siliciu sau lipici)

Pasul 1: Imprimarea 3D a matrițelor

• Fiecare dintre aceste fișiere conține cele trei piese necesare unui deget.
• Pentru imprimare este sugerată o calitate înaltă (cel puțin 0,001 mm).
• Nu este necesar pentru a construi un suport, dar este sugerat să construiți o plută ca platformă de aderență.

Pasul 2: Pregătirea matrițelor

1. Atașați două matrițe una peste alta, așa cum se arată în imagine.
2. Sigilați pe cei cu adeziv fierbinte în spațiul dintre ele.
3. Introduceți un cui în gaura din partea laterală a matrițelor și lipiți-l pe exterior folosind hotglue.
4. Pulverizați matrițele cu agentul de eliberare ușoară, de două ori cu un interval de 5 minute între ele.

Pasul 3: Pregătirea siliconului

1. Se toarnă cele două componente ale EcoFlex în două pahare de plastic diferite. Trebuie să aibă aceeași greutate, folosiți cântarul pentru a le măsura.
2. Se toarnă unul dintre componente în celălalt pahar și se amestecă cu atenție timp de trei minute.
3. Puneți sticla în camera de vid și începeți degazarea. Odată ce presiunea din interior atinge -25atm redeschideți supapa și opriți aspiratorul, până când ajunge la -20atm. Apoi închideți supapa și reactivați vidul. Acest proces trebuie repetat timp de 10 minute.
4. Scoateți paharul din camber.

Pasul 4: Turnarea siliconului

1. Se toarnă siliciul din sticlă în matrițe, acordând atenție să nu creeze bule de aer în interior.
2. După cinci minute treceți un băț de lemn, ținut orizontal, peste cele două matrițe, pentru a îndepărta siliciul în exces.
3. Lăsați siliciu să se solidifice timp de trei ore.

Pasul 5: Extragerea actuatoarelor

Pentru matrite compuse

1. Îndepărtați stratul de adeziv fierbinte.
2. Separați cu grijă cele două matrițe, păstrându-le cât mai paralele între ele în timpul procesului.
3. Piesa superioară a actuatorului va rămâne aproape de fiecare dată în matrița superioară. În acest moment extrageți partea superioară a actuatorului doar trăgând-o, dar acordând atenție să nu o frâneze sau să o deterioreze

Pentru matrite simple

Doar extrageți piesa de jos a actuatorului din matriță

Pasul 6: Finalizarea actuatorilor

1. Îndepărtați stratul extern de siliciu de pe baza matriței superioare
2. Întindeți un strat subțire de Sil-Poxy pe bucățile de jos. Dacă este posibil, lipiciul ar trebui să fie mai concentrat pe laturile dreptunghiurilor decât în mijloc. Folosiți partea laterală a unui card acoperit cu plastic
3. Așezați partea superioară deasupra piesei inferioare. Continuați să împingeți ușor cele două bucăți, timp de cel puțin șapte minute.
4. Lăsați dispozitivele de acționare timp de 40 de minute, pentru a lăsa adezivul să se vindece.
5. Tăiați bucăți de 10cm din tubul de plastic. Introduceți fiecare dintre aceste piese în orificiul de pe partea fiecărui servomotor. Sigilați-le cu Sil-Poxy

În alternativă

Dacă aveți la dispoziție câteva instrumente precise pentru a deplasa adezivul, este de preferat să îl împrăștiați pe partea inferioară a părții actuatorilor.

Pasul 7: Finalizarea proiectului

1. Răspândiți un strat de Sil-Poxy pe partea inferioară a dispozitivelor de acționare.
2. Atașați fiecare servomotor, câte unul, pe degetul relativ al mănușii electrician, menținându-l apăsat timp de cel puțin șapte minute și așteptând vindecarea lipiciului timp de 40 de minute.
3. Fixați FlowIO pe încheietura mâinii sau pe antebraț.
4. Tăiați secțiunea palmei mănușii și, eventual, și interiorul primei falange a fiecărui deget, pentru a facilita purtarea acesteia
5. Purtați mănușa.
6. Conectați fiecare tub de plastic la supapa sa relativă de pe FlowIO.

NOTĂ: Dacă nu este posibil să obțineți un dispozitiv FlowIO, acest proiect este compatibil cu orice tip de pompă de aer.

Pasul 8: Bucurați-vă de mănușă

Utilizați aplicația de pe iPhone pentru a începe să utilizați dispozitivul.