Κατασκευή-προσθέσεις αντιβραχίου με τεχνολογία προσθετικής κατασκευής

Abstract

Το υπό σχεδίαση σύστημα εξυπηρετεί την ανάγκη προσθετικού χεριού σε άτομα με ακρωτηριασμένο αντιβράχιο. Με την εφαρμογή μυοηλεκτρικών προθέσεων (EMG) θα γίνεται καταγραφή μυϊκών σημάτων από το χρήστη, θα αποκωδικοποιούνται και θα μετατρέπονται σε κινήσεις του χεριού (ενεργοποίηση μηχανισμού των δακτύλων και του μηχανισμού της πηχεοκαρπικής). Το τεχνητό άκρο θα είναι κατασκευασμένο με τεχνολογία προσθετικής κατασκευής. Αρχικά, θα μελετηθεί βιβλιογραφία σχετικά με το θέμα και υπάρχουσες λύσεις. Αυτή η μελέτη θα βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση του προβλήματος, που θα συμβάλλει στα επόμενα βήματα. Πιο συγκεκριμένα, θα δημιουργηθεί μια βάση που θα καθοδηγήσει τον σχεδιασμό και την επίλυση του προβλήματος. Δηλαδή, θα υπάρξει μια πρώτη εικόνα της τεχνολογίας που χρησιμοποιείται για υπάρχοντα τεχνητά μέλη, θα γίνει μια σύγκριση τεχνολογιών, θα προκύψουν ανάγκες χρήστη και θα δοθούν προδιαγραφές ώστε το αποτέλεσμα να μπορεί να κριθεί χρήσιμο και λειτουργικό, λύνοντας αυτές τις ανάγκες και διατηρώντας τις προδιαγραφές. Έπειτα, με διάφορες τεχνικές και μεθόδους θα δημιουργηθούν δημιουργικές σχεδιαστικές λύσεις βάση αυτών των αναγκών και προδιαγραφών, με εκμετάλλευση της γνώσης που καταγράφηκε από την προηγούμενη μελέτη. Θα επιλεχθούν υλικά και εξαρτήματα για να φτιαχτεί ένα σύστημα που θα καθιστούν αυτό το project λειτουργικό και παρουσιάσιμο. Ένα από αυτά τα εξαρτήματα θα είναι σχετικό με την τεχνολογία EMG, όπου θα αναλυθεί και θα εξηγηθεί γιατί επιλέχθηκε να είναι η βασική τεχνολογία καθοδήγησης ελέγχου του ρομποτικού βραχίονα. Θα φανούν τα βήματα που θα παρθούν για το προγραμματισμό και την υλοποίηση ενός τέτοιου συστήματος. Επίσης, θα γίνει εντρύφηση στην τεχνολογία προσθετικής κατασκευής και πώς θα ωφεληθεί η κατασκευή του βιομηχανικού χεριού με την επιλογή αυτής της μεθόδου κατασκευής. Τέλος, θα γίνει αξιολόγηση όλων των βημάτων και του τελικού αποτελέσματος, εμβαθύνοντας σε μελλοντικά βήματα και προτάσεις, επανεξετάζοντας πώς ένα τέτοιο κατασκεύασμα θα το απορροφήσει η αγορά και τι κοινωνικό αντίκτυπο θα έχει.

This thesis will focus on the study, design, and implementation of forearm prostheses with additive manufacturing technology. By applying of myoelectric hardware (EMG), muscle signals will be regis-ter by the user, they will be decoded and converted into hand movements (activation of the mecha-nism of fingers and the mechanism of the wrist). The artificial limb will be made with additive manu-facturing technology. First, literature on the subject and existing solutions will be studied. The outcome of this study will help to better understand the problem, which will contribute to the next steps. More specifically, a foundation will be created to guide the design and construction the hand. That is, there will be sneak peek of the technology used for existing artificial limbs, a comparison of technologies will be made, user needs will arise and specifications will be given so that the result can be considered useful and functional, by solving these needs and maintaining specifications. Then, with various techniques and methods, creative design solutions will be created based on these needs and specifications, exploiting the knowledge recorded from the previous steps. Materials and components will be selected to make a system that will make this project functional and presentable. One of these components will be related to EMG technology, where it will be analyzed and explained why it was chosen to be the main controller technology of the robotic arm. The steps to be taken to plan and implement such a system will be shown. It will also delve into prosthetic manufacturing technology and how the manufacturing of the industrial hand will benefit by choosing this manufacturing method. Finally, all the steps and the final result will be evaluated, delving into future steps and proposals, reviewing how such a con-struction will be absorbed by the market and what social impact it will have.