Details

Данная работа посвящена разработке и проверке работоспособности механизма пальца протеза кисти, изготавливаемого при помощи аддитивных технологий. Задачи, которые решались в ходе разработки: 1. Анализ существующих механизмов пальцев протезов кисти. 2. Разработка и проверка собственной конструкции механизма пальца. 3. Оптимизация и выбор конструкционных материалов для 3D-печати. 4. Создание расчетной модели корпуса механизма и анализ результатов. В ходе выполненной работы был проведен анализ используемых механизмов для передачи движения от мотора к пальцу. После сравнения все видов механизмов для разработки собственного механизма были выбраны червячный и винтовой механизмы, как наиболее подходящие, а также технология FDM печати для их изготовления. Были проведены аналитические расчеты механизмов передач, а также проверка и тесты на стендах. Исходя их анализа и тестов для дальнейших испытаний и проектирования нового прототипа кисти был выбран механизм с винтовой передачей. Составлена таблица для сравнения максимального усилия прототипа с аналогами для каждого пальца. Для FDM печати была проведена оптимизация конструкции корпуса механизма и выбраны биосовместимые материалы. В результате удалось напечатать корпус винтового механизма без значимых дефектов. Для проверки работоспособности корпуса механизма была составлена расчетная модель в программе Ansys Workbench и получено распределение температуры.

This work is devoted to the development and testing of the functionality of a prosthetic finger mechanism manufactured using additive technologies. The tasks that were solved during development: 1. Analysis of existing mechanisms for prosthetic fingers. 2. Development and testing of our own finger mechanism design. 3. Optimization and selection of structural materials for 3D printing. 4. Creation of a computational model of the mechanism housing and analysis of the results. During the course of the work, an analysis was conducted of the mechanisms used to transfer motion from the motor to the finger. After comparing all types of mechanisms, worm and screw mechanisms were selected as the most suitable for the development of our own mechanism, and FDM printing technology was chosen for their manufacture. Analytical calculations of transmission mechanisms were performed, as well as verification and bench tests. Based on the analysis and tests, a screw transmission mechanism was selected for further testing and design of a new brush prototype. A table was compiled to compare the maximum force of the prototype with analogues for each finger. For FDM printing, the design of the mechanism housing was optimized and biocompatible materials were selected. As a result, it was possible to print the screw mechanism housing without significant defects. To check the operability of the mechanism housing, a computational model was created in Ansys Workbench and the temperature distribution was obtained.