Проекты

Разработка экзоруки

Работа призёра конкурса проектов и исследований по направлению «Мегаполис как пространство успеха и социальной ответственности» в секции «Проблемы XXI века» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: IT-технологии
Авторы работы: ГБОУ Школа № 2114
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 2021 года

Цель работы: Разработка, конструирование и производство функциональной экзоруки с учетом наличия соответствующего оборудования, позволяющей восстановить функции моторики руки.

Задачи работы:

- Механика (изучение строения руки и кисти человека; моделирование механизма экзоруки в САПРе Autodesk Fusion 360; проведение тестов напечатанного механизма, анализ недостатков, неточностей сборки, технологичности производства; печать новой, окончательной модели, подготовка технической документации, расчет производственного цикла изделия);

- Электроника (программирование серводвигателя на нужный закон движения, обеспечивающий необходимую подвижность экзоруке; испытание различных алгоритмов движения);

- Система управления (совмещение распечатанного прототипа с запрограммированными серводвигателями, разработка специальной системы управления экзорукой).

Описание:

Согласно современным данным, наблюдается активный рост роботизированной реабилитации пациентов. Однако до сих не все нуждающиеся обеспечены роботизированными реабилитационными устройствами для рук. Данный проект направлен на решение проблемы доступности экзоскелетов. Продемонстрированная экзорука представляет собой обеспечивающий множество степеней свободы для каждого пальца механизм, который управляется серводвигателями с заданной программой работы через мобильное приложение по сети Bluetooth.

Результаты:

В результате работы над проектом был разработан действующий прототип экзоруки. Был сконструирован приводящий программируемый механизм, совмещенный с механической конструкцией. Разработано мобильное приложение, способное управлять экзорукой при помощи протокола связи Bluetooth. Проведены испытания экзоруки. Полученный прототип обеспечивает выполнение минимального ряда упражнений, необходимых для двигательной реабилитации кисти руки человека. Был проведен детальный анализ кисти руки человека, анализ существующих экзоскелетов, выявлены основные проблемы и сложности производства экзоскелетов.

Выводы:

Полученный прототип выполняет конкретный базис движений, а также ряд упражнений, имеет возможность индивидуальной регулировки каждого серводвигателя. Управление им осуществляется через приложение в смартфоне пользователя по протоколу связи Bluetooth.