设计和评估受鸟类启发的3D打印模型,以评估掌握力学

科学领域:

• 生物模拟设计的设计
• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 假肢手术 假肢手术是一门专业.

背景情况:

• 上肢假肢通常由于有限的抓取功能而具有很高的拒绝率.
• 从自然中调整生物机械结构,比如鸟类的爪子,可以提高机器人的抓取能力.
• 3D打印可以创建复杂的,仿生设计的假肢.

研究的目的:

• 设计和制造机器人测试设备,灵感来自于anisodactyl和zygodactyl鸟爪安排.
• 评估这些仿生设计的捕捉能力,以便在上肢假肢中潜在使用.
• 调查鸟爪形态如何提高机器人的灵巧性和对象操纵.

主要方法:

• 设计和3D打印两个机器人测试设备:anisodactyl (3-1脚排列) 和zygodactyl (2-2脚排列).
• 在不同对象中对掌握变量的定性评估.
• 量化抓地力测试以测量承载能力.

主要成果:

• 改善掌握的关键设计特征包括一个小的中央手掌,曲的远端数字组件和对称的数字排列.
• 阿尼索达克爪设计支持86.1N的负载,而齐戈达克爪设计支持74.1N的负载.
• 两种设计都超过了对假肢设备的最低机械负载要求,证明了显著的承载能力.

结论:

• 仿生学,特别是使用鸟爪结构,提供了一种有前途的方法来提高上肢假肢的抓取功能.
• 与传统设计相比,开发的anisodactyl和zygodactyl机器人手表现出优越的抓取性能.
• 这些发现为优化机器人的灵巧性和减少假肢设备的拒绝率提供了宝贵的见解.