3D打印的外骨骼泰坦臂使普通人力大如牛    

󰁍 2014-03-27 15:08 247人喜欢


近日,宾夕法尼亚大学的四位工程系学生凭借其开发的机械外骨骼手臂——泰坦臂(Titan Arm),赢得了2013年戴森奖(Dyson award)。

泰坦臂由电池提供动力,属于上身外骨骼,可以帮助搬运工人在工作期间抬运重物,以及帮助背部受伤的人进行修复。当工人每天反复举起沉重的物品时,他们手臂和背部受伤的风险在增加。

为了防止这种情况,泰坦臂可以为使用者提供最多达20公斤(40磅)助力,帮助用户轻松应对体力工作,而且可以保护后背,校正用户不正确的用力姿势。泰坦臂也可以用来帮助中风和受伤的患者恢复健康和重新学习肌肉的精细运动控制。而且它能够通过自动记录,向医生提供有关患者的数据,帮助医生合理安排患者的康复计划。


这些学生都是机械工程师,是受到市场上已有的外骨骼产品的启发才开发这一产品的。目前市场上的外骨骼产品非常昂贵,价格都在10万美元以上。但他们想打造更便宜的东西,以帮助更多的人。

该小组花了8个月才打造出泰坦臂。他们研究了现有的外骨骼产品和一些相关的学术研究项目,并决定将开发方向集中于上半身,而现有的大部分外骨骼都是辅助腿部运动。他们用CAD软件结合3D打印技术和CNC数控加工技术为泰坦臂设计了机械、电气和控制系统。最后,他们集成了各种系统制作出一个具备正常功能的可穿戴外骨骼原型,且成本低于2000美元。

泰坦臂内置了一个小电机,通过金属电缆可将动力传送到手臂上。机械臂连接刚性背部支架,与用户的背部绑在一起。电机和驱动器系统相结合,将能量转化为运动,可以为用户增加近20公斤的助力。整条手臂的重量只有9公斤。


该研发团队获得了3万英镑用于进一步开发。另外有1万英镑被捐赠给宾夕法尼亚大学工程系,用于改善其3D打印设备。“泰坦臂显然是一个巧妙的设计。”该奖项的设置者,James Dyson爵士说。“但该项目更重要的是能够使用快速、而又成本较低的现代制造技术,从而可能降低产品价格。”

该小组还将发布一个开源版本的泰坦臂作为其他人进行研究实验和协作开发的开发平台。


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