3D-gedrukte Biologically-Inspired Robotics (6 / 44 stap)

Stap 6: De Arm

Overwegende dat het deel van de arm dat is waarschijnlijk de meest bestudeerde en gerepliceerde in robotica de menselijke hand en de pols is, het deel dat meest me fascineerde heeft is de schouder. Deze fascinatie vloeit voort uit de innerlijke structuur van mijn rechterschouder hebben verscheurd en hoeft te hebben het chirurgisch gereconstrueerd en bij elkaar gehouden door ongeveer een dozijn bouten. Mijn schade heette "360 graad instabiliteit", en wat is te vertellen over de naam van deze schade is dat de schouder een groot bereik van de beweging heeft. In feite, is het ongetwijfeld het menselijk gewricht staat het breedste scala van bewegingen.

Er zijn 24 spiergroepen die aan de beweging en de stabiliteit van de schouder bijdragen. Hiervan zijn zeventien in enkele manier gekoppeld aan het schouderblad, die is een gratis zwevende bot die tegenwicht zowel een suport voorziet het, arm's rotatie in de aansluiting van de bal. Er is slechts één traditionele bot gezamenlijk de schouder verbinden met de rest van het lichaam (van het sleutelbeen aan het borstbeen). Anders, de schouder is grotendeels in handen in plaats van pezen, ligamenten, kraakbeen en spieren. Ook vermeldenswaard zijn veel van deze spieren lange spieren die zich langs de lange zijde van de rug en borst uitstrekken.

Voor het vertalen van deze in robotic voorwaarden zou hebben noodzaakten een grotere ondersteunende structuur dan de kleine modulaire gewrichten die ik wilde bouwen. Bovendien, zelfs als ik moest vereenvoudigen de musculatuur van de schouder tot alleen de spieren die nodig zijn voor krachtige beweging, zou ik nog steeds nodig hebben een aanzienlijk aantal kunstspieren. Het was mijn conclusie dat als een punt van vertrek in de richting een veralgemeende menselijk gewricht, de schouder minder dan ideaal vanwege zijn uniciteit en de complexiteit van de structuur was.

Gelukkig niet veel verder vindt naar beneden van de arm, men de elleboog. De elleboog is een leerboek scharnier joint. Het heeft ook een relatief eenvoudige in paren rangschikken van de spieren, die verantwoordelijk zijn voor het uitbreiden en contractering van het gewricht langs een 140 graden boog. De andere opmerkelijke karakteristiek van dit gewricht scharnier is dat het niet alleen komt overeen met een aantal andere menselijke gewrichten zoals de knie en vinger gewrichten, maar ook spiegels scharnier gewrichten in tal van andere soorten. Deze omvatten, maar zijn geen middelen beperkt tot hagedissen, honden, paarden, schildpadden en olifanten. In termen van een mechanisme dat zou sleutel voor gegeneraliseerde levensechte motoriek, leek het scharnier-gewricht een goed uitgangspunt.

Het gewricht zelf is relatief eenvoudig. Het bestaat uit twee beenderen gescheiden door kraakbeen en samengehouden door vier gewrichtsbanden. Spieren koppelen aan de botten met pezen aan het maken van een hefboom derderangs.  Door aanbestedende en het vrijgeven van de spieren van de onderarm liften en verlaagt. Buiten dat is er niet te veel meer te begrijpen in de weg van basisfunctionaliteit. Het is een zeer eenvoudige biomechanische model, waardoor het een ideale vorm om te verkennen op het gebied van robotica.

In het geval u niet bekend met uw eigen elleboog bent, dit controleren: