Details

Объект исследования – большой палец бионического протеза кисти руки. Цель работы – проектирование большого пальца бионического протеза руки с наилучшими характеристиками процесса захвата. В процессе работы выполнено проектирование двух прототипов большого пальца бионического протеза, на основе наиболее распространенных бионических протезов. Первый вариант большого пальца бионического протеза приводится в движение червячной передачей, и управляется двумя моторами. Второй вариант большого пальца использует: один мотор и нить в качестве привода, торсионные пружины, для возвращения пальца в начальное положение и натяжения нити, шариковый механизм для двух положениях фиксации. Проведено численное моделирование пальцев для нахождения наиболее нагруженных участков деталей, аналитический расчет торсионных пружин, численное моделирование механизма фиксации, численное моделирование цилиндрического, щипкового и латерального хватов. Все численные результаты подтверждены экспериментальными исследованиями. Особенность разработанных прототипов – полностью аддитивное производство. Учтены терминологические особенности предметной области и применены программные средства для решения задач. Применено специализированное программно-математическое обеспечение: Mathcad, Ansys Workbench, SolidWorks.

The object of study is the thumb of a bionic prosthetic hand. The aim is to design the thumb of a bionic prosthetic hand with the best characteristics of the gripping process. In the course of the work, two prototypes of the thumb of a bionic prosthesis were designed, based on the most common bionic prostheses. The first version of the thumb of the bionic prosthesis is driven by a worm gear and is controlled by two motors. The second version of the thumb uses: one motor and a thread as a drive, torsion springs to return the finger to its initial position and tension the thread, a ball mechanism for two locking positions. Numerical modeling of fingers was carried out to find the most loaded parts, analytical calculation of torsion springs, numerical modeling of the locking mechanism, numerical modeling of cylindrical, pinch and lateral grips. All numerical results are confirmed by experimental studies. A feature of the developed prototypes is fully additive manufacturing. Terminological features of the subject area are taken into account and software tools are used to solve problems. Specialized software and mathematics were used Mathcad, Ansys Workbench, and SolidWorks.