लाजर शाखा: १० कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

मैं अपनी परियोजना में रुचि लेने के लिए धन्यवाद कहकर शुरू करना चाहता हूं। मेरा नाम चेज़ लीच है और मैं WBASD S. T. E. M में सीनियर हूँ। अकादमी। यह प्रोजेक्ट बटविन एलियास साइंस एंड टेक्नोलॉजी अवार्ड 2019-2020 के लिए एक सबमिशन है। लाजर आर्म एक अद्वितीय कृत्रिम डिजाइन है, क्योंकि यह केवल उन सामग्रियों का उपयोग करता है जो मोटरों और अरुडिनो यूनो को छोड़कर घर के आसपास पाई जा सकती हैं जो कि मेरे द्वारा डिजाइन की गई पिछली परियोजनाओं से ली गई थीं। इस वर्ष यह है कि मेरे पास 3D प्रिंटर तक पहुंच नहीं है, इसलिए बांह का डिज़ाइन थोड़ा मुश्किल था क्योंकि मैं द लाजर आर्म के बहुत सारे संरचनात्मक घटकों के लिए कार्डबोर्ड के साथ काम कर रहा था। इस परियोजना का लक्ष्य एक कामकाजी मॉडल बनाना है जो मेरे डिजाइन की अवधारणा को प्रदर्शित कर सके। सीमित संसाधनों को ध्यान में रखते हुए, मुझे लगता है कि अंतिम डिजाइन बहुत अच्छा निकला। इस प्रतियोगिता में शामिल होने के अवसर के लिए धन्यवाद। इसने मुझे बहुत मज़ा करने की अनुमति दी है। इस प्रतियोगिता ने मेरे लिए यादगार यादें बनाई हैं। लाजर आर्म को डिजाइन करना और इसमें पेश की गई चुनौतियों पर काबू पाना मुझे बहुत कुछ सिखाता है। आपके समय और विचार के लिए धन्यवाद और बिना किसी विराम के मुझे आशा है कि आप आनंद लेंगे।

आपूर्ति

मेरे द्वारा उपयोग की जाने वाली सभी आपूर्तियाँ मेरे लिए पहले से ही उपलब्ध थीं, हालाँकि मैंने सामग्री के आगे सैद्धांतिक लागतों की एक सूची शामिल की है।

आपूर्ति और लागत

• कार्डबोर्ड बॉक्स 12 x 12 x 16 ($ 0.82)
• हॉट ग्लू गन ($ 4.99)
• हॉट ग्लू गन स्टिक्स ($ 3.97)
• स्कॉच टेप ($ 6.80)
• 4 एक्स पेपर टॉवल रोल्स ($9.98)
• 2 एक्स टॉयलेट पेपर रोल ($6.99)
• (राशि: 8) MG90S टॉवर प्रो सर्वो मोटर्स (कुल लागत: $23.99)
• 1 x Arduino MEGA 2560 R3 बोर्ड (कुल लागत: $12.95)
• तार ($8.76)
• प्रोटोबोर्ड ($ 5.99)
• स्ट्रॉ ($ 2)
• रिबन ($ 3.29)

चरण 1: निर्माण के लिए आवश्यक समय

इस परियोजना पर खर्च किया गया समय हाथ के डिजाइन और निर्माण पर काम करते हुए चला गया। परियोजना का वह हिस्सा जो मुझे विशेष रूप से पसंद आया, वह कोहनी के जोड़ का डिज़ाइन था क्योंकि यह रोबोटिक्स में संयुक्त निर्माण की एक विधि का उपयोग करता है जो कार्य उत्पादन की मात्रा को बढ़ाने के लिए एक चरखी प्रणाली का उपयोग करता है। लाजर आर्म के डिजाइन में कुल 63 घंटे लगे जिसमें अंतिम डिजाइन को यथासंभव लागत प्रभावी बनाने के लिए सबसे प्रभावी तरीका खोजने के लिए अनुसंधान शामिल था। लाजर आर्म की असेंबली में कुल 15 घंटे लगे और ढेर सारा गर्म गोंद। परीक्षण दिलचस्प था क्योंकि प्रोस्थेटिक के लिए प्रारंभिक डिजाइन कोहनी में पुली सिस्टम में इस्तेमाल किए गए डेंटल फ्लॉस द्वारा बनाए गए घर्षण के परिणामस्वरूप रुकने की प्रवृत्ति थी। मैंने जो कुछ किया वह पहियों के व्यास को कम करना था और यह काम कर गया। परीक्षण चरण में कुल 12 घंटे लगे। परियोजना के प्रोग्रामिंग चरण में मुझे कुल १० घंटे लगे, जिसमें वह समय शामिल नहीं है जिसमें मुझे अपने सी ++ कौशल को छूने में समय लगा।

चरण 2: एस.टी.ई.एम. अनुप्रयोग

विज्ञान- मेरी परियोजना में, विज्ञान प्रोटोबार्ड डिजाइन के डिजाइन में शामिल है जिसने डिजाइन में सर्वो मोटर्स के बीच बिजली वितरित करने की अनुमति दी। यह हाथ की संरचना के डिजाइन से जुड़े भौतिकी में भी एक भूमिका पाता है। अधिक, विशेष रूप से कोहनी के जोड़ में चरखी प्रणाली का डिज़ाइन जो हाथ को काफी मात्रा में यांत्रिक लाभ देता है जिससे हाथ को उससे अधिक उठाने की अनुमति मिलती है, अन्यथा आर्किमिडीज के सौजन्य से।

प्रौद्योगिकी- मेरे प्रोजेक्ट का तकनीकी पहलू तब सामने आया जब मैं C++ का उपयोग करके प्रोस्थेटिक आर्म के मूवमेंट को कोड कर रहा था। यह तब भी चलन में आया जब मैं मोटर्स और अरुडिनो बोर्ड स्थापित कर रहा था।

इंजीनियरिंग- इंजीनियरिंग तब चलन में आई जब मैं हथेली, अंगुलियों, अंगूठे, कलाई के जोड़, प्रकोष्ठ, कोहनी और ऊपरी भुजा को डिजाइन कर रहा था। यह रीडिज़ाइन में काम आया, समस्याओं की पहचान जब वे उत्पन्न हुईं, और समस्याओं के समाधान के साथ मैं आया।

गणित- हाथ के निर्माण में शामिल गणित तब चलन में आया जब मैं भुजाओं के खंडों के सही शारीरिक अनुपात की तलाश कर रहा था। यह तब भी चलन में आया जब मैं चरखी प्रणाली के जोड़ में पहियों के व्यास के लिए स्वीकार्य आकार समायोजन की तलाश में था। मैंने गणना के दौरान गणित का भी उपयोग किया जो मैंने कोहनी के जोड़ में उपयोग किए जाने वाले पहियों की संख्या के लिए किया था ताकि हाथ कॉफी मग के वजन के नीचे चलने में सक्षम हो सके। यह सर्किट डिजाइन और आवश्यक वोल्टेज इनपुट के लिए ओम के नियम के आवेदन के माध्यम से की गई गणना के साथ भी आया।

चरण 3: इंजीनियरिंग डिजाइन स्केच

मैंने जो रेखाचित्र प्रदान किए हैं उनमें द लाजर आर्म के लिए मेरा प्रारंभिक डिज़ाइन शामिल है। मेरा मानना है कि डिजाइन काफी लागत प्रभावी रहते हुए रोजमर्रा के उपयोग के लिए पर्याप्त मजबूत बने रहने का प्रबंधन करता है।

चरण 4: प्रकोष्ठ निर्माण

मैंने जो वीडियो संलग्न किया है उसमें मैं कार्डबोर्ड के टुकड़ों की मात्रा और आयामों का उल्लेख करता हूं, हालांकि मैं यहां टुकड़ों, आयामों और मात्राओं की एक सूची भी शामिल करूंगा। मैंने जो सूची शामिल की है, वह प्रकोष्ठ के निर्माण के बाद लिखी गई थी, इसलिए यदि इसमें और वीडियो के बीच कोई विसंगतियां हैं, तो मैं सूची का उपयोग करूंगा।

• 2 एक्स पेपर टॉवल रोल्स
• 4 एक्स पुली आर्म
• 3 इंच के व्यास के साथ 2 x मंडलियां
• 2 और 3/16 इंच के छेद और व्यास के साथ 8 x मंडलियां
• 4 एक्स संशोधित पेपर तौलिए 1 और 7/8 इंच की लंबाई के साथ रोल करते हैं
• 1 और 6/8 इंच के छेद और व्यास के साथ 12 x मंडलियां
• 1 x लकड़ी का डॉवेल व्यास 3/8 इंच और लंबाई 4 इंच
• 2 x आयत 7 और 3/16 इंच लंबाई और 3 इंच चौड़ाई
• 2 x आयत 7 और 3/16 इंच लंबाई और 1 और 7/16 इंच चौड़ाई
• लंबाई और चौड़ाई में १ और १/२ इंच का ९ x वर्ग
• १ और १/२ इंच के आधार और ऊंचाई के साथ १२ x समकोण त्रिभुज

चरण 5: ऊपरी बांह का निर्माण

ऊपरी बांह का निर्माण बल्कि सरल लेकिन मजबूत है। लाजर आर्म के इस हिस्से को बनाने के लिए, आपको कुछ हिस्सों की आवश्यकता होगी। मैंने आवश्यक सभी टुकड़ों का एक वीडियो स्पष्टीकरण शामिल किया है, हालांकि मैं यह सुनिश्चित करना चाहता था कि स्पष्टीकरण घर पर पालन करने के लिए पर्याप्त व्यापक है इसलिए मैंने एक सूची शामिल की।

• 4 x आयत (लंबाई में 5 इंच और चौड़ाई में 3 इंच)
• 4 x आयत (लंबाई में 5 इंच और चौड़ाई में 1 और 1/2 इंच)
• 2 एक्स सर्कल (व्यास में 3 इंच)
• 2 x संशोधित पेपर टॉवल रोल (व्यास में 1 इंच और लंबाई में 1/2 इंच)
• 9 x वर्ग (दोनों तरफ 1 और 1/2 इंच)
• 8 x समकोण त्रिभुज (आधार और ऊंचाई के लिए 1 और 1/2 इंच)
• दो छेद के साथ 2 एक्स बड़ा आर्क आकार
• छेद के साथ 4 x आयत (लंबाई में 3 और 1/2 इंच और चौड़ाई में 3 इंच)
• केंद्र में छेद के साथ 4 x सर्कल (व्यास में 1 और 1/2 इंच)
• केंद्र में छेद के साथ 6 x सर्कल (व्यास में 1 इंच)
• 2 x 1/2 इंच छोटा पेपर टॉवल रोल एक तरफ के केंद्र में लंबाई में कटौती करता है
• 1 x लकड़ी का डॉवेल (लंबाई में 4 इंच और 3/8 इंच व्यास)

चरण 6: कलाई/हथेली का निर्माण

लाजर आर्म की कलाई/हथेली वास्तव में कोहनी में चरखी प्रणाली के अलावा डिजाइन के सबसे कठिन हिस्सों में से एक थी। जिस डिज़ाइन के साथ मैंने सबसे अधिक संघर्ष किया, वह यह था कि एक ऐसा डिज़ाइन कैसे बनाया जाए जो डिज़ाइन की किसी भी संरचनात्मक स्थिरता का त्याग किए बिना रोटेशन में सक्षम हो। जब मैं अपनी समस्या के समाधान के साथ आया तो मैंने शुरू में सोचा कि मैं काम करने के लिए बहुत सरल हो जाऊंगा, हालांकि जब मैंने इसे व्यवहार में लाया तो यह मेरे द्वारा प्रशासित परीक्षणों तक रहा। लाजर आर्म के इस हिस्से के निर्माण के लिए भागों को नीचे सूचीबद्ध किया गया है।

• 6 x पाम टेम्प्लेट डिज़ाइन जो उपयोगकर्ता के आधार पर ऊपर या नीचे आकार में होना चाहिए (लगभग 3 और 1/2 इंच लंबाई और 3 इंच चौड़ाई)
• 2 x आयत (लंबाई में 3 इंच और चौड़ाई में 2 और 1/2 इंच)
• 2 x आयत (लंबाई में 3 इंच और चौड़ाई में 1 इंच)
• 6 x समकोण त्रिभुज (ऊंचाई और आधार 1 इंच)
• 1 एक्स सर्कल (व्यास में 2 और 5/16 इंच)
• छोटे आयताकार कटआउट के साथ 2 x सर्कल (व्यास में 2 और 5/16 इंच)
• 1 x लकड़ी का डॉवेल (लंबाई में 3 इंच और व्यास में 3/8 इंच)
• छेद के साथ 10 x आर्क डिज़ाइन (लंबाई में लगभग 1 और 1/2 इंच और चौड़ाई में 1 इंच)
• हाथ टेम्पलेट के लिए पायदान कटआउट के साथ 2 एक्स टॉयलेट पेपर रोल

चरण 7: उंगली/अंगूठे का निर्माण

सादगी के लिए उंगली और अंगूठे के डिजाइन लगभग समान हैं। मुख्य अंतर यह है कि अंगूठे में केवल जोड़ होते हैं जबकि उंगलियों में तीन होते हैं और अंगूठा शारीरिक स्थिति में मानव हाथ के समान होता है। मैंने एक वीडियो संलग्न किया है जिसमें उंगलियों और अंगूठे के निर्माण की व्याख्या की गई है। प्रदर्शित होने वाले टुकड़े बनाने में काफी सरल हैं, हालांकि इन भागों के लिए काफी कुछ बनाने की आवश्यकता है।

• एक छेद के साथ 48 x बड़ा मेहराब (लंबाई में 1 और 1/2 इंच और चौड़ाई में 1 और 1/4 इंच दाईं ओर से 1 इंच और नीचे 1/4 इंच स्थित छेद के साथ)
• एक छेद के साथ १३ x छोटे मेहराब (लंबाई में १ और १/२ इंच और चौड़ाई में १ और १/२ इंच के छेद के साथ दाईं ओर से १/२ इंच और नीचे १/४ इंच)
• 13 x आर्क (लंबाई में 3/4 इंच और चौड़ाई में 1/2 इंच)
• 6 x स्ट्रॉ (लंबाई में 3/4 इंच)
• 5 x स्ट्रॉ (लंबाई में 1/2 इंच)
• 4 x स्ट्रॉ (लंबाई में 1/4 इंच)
• 4 x स्ट्रॉ (लंबाई में 1 और 1/2 इंच)
• 5 x रिबन (लंबाई में 12 इंच)

चरण 8: परीक्षण

लाजर आर्म के परीक्षण चरण का लक्ष्य अवधारणा को व्यवहार्य साबित करना है। मैंने एक वीडियो संलग्न किया है जो मुझे लगता है कि मेरे डिजाइन की अवधारणा को साबित करता है। मुझे लगता है कि लाजर आर्म इसे बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों पर विचार करते हुए बहुत अच्छी तरह से काम करता है।

चरण 9: संभावित भविष्य में सुधार

परियोजना को समग्र रूप से देखते हुए, मैं अंतिम उत्पाद से बहुत खुश हूं। केवल एक चीज जो मुझे करना अच्छा लगेगा वह यह देखना है कि क्या मैं उन हिस्सों का 3 डी प्रिंट बना सकता हूं जिन्हें मैंने कार्डबोर्ड से बनाया है ताकि यह देखने के लिए कि यह अधिक मात्रा में दबाव में कैसे रहता है। इसके अलावा, मैं हाथ के सौंदर्यशास्त्र में सुधार करने के लिए समय निकालना चाहता हूं। मैं यह भी देखना चाहूंगा कि क्या मैं इस कृत्रिम बांह के डिजाइन पर काम करना जारी रख सकता हूं, यह देखने के लिए कि क्या मैं कुछ रोजमर्रा की परिस्थितियों में डिजाइन का परीक्षण कर सकता हूं।

चरण 10: समापन टिप्पणी

मैं व्यक्त करना चाहता हूं कि लाजर आर्म के अंतिम डिजाइन से मैं कितना खुश हूं। यह कुछ रोजमर्रा के कार्यों में उपयोग के लिए व्यवहार्य साबित हुआ है और जिस सामग्री से इसे बनाया गया है, उसे देखते हुए आश्चर्यजनक रूप से कार्यात्मक है। मैं पिछले चार वर्षों से इस तरह की परियोजनाओं पर काम करने के अवसर के लिए इस्मान फाउंडेशन को धन्यवाद देना चाहता हूं। यह अविश्वसनीय रूप से शैक्षिक और मजेदार रहा है। यह प्रतियोगिता एक कारण है कि मैं एक मैकेनिकल इंजीनियरिंग प्रमुख का पीछा क्यों कर रहा हूं। वर्षों से इसका हिस्सा बनना अविश्वसनीय रहा है और मैं कभी भी व्यक्त नहीं कर सकता कि मैं कितना आभारी हूं, धन्यवाद।