تصنيع مقرها قضيب من تخصيص لينة الروبوتية هوائي أجهزة القابض للتلاعب الأنسجة الحساسة

الهدف العام من هذا الإجراء هو تصنيع أجهزة القابض الناعمة باستخدام نهج قائم على القضيب. جنبا إلى جنب مع الطباعة ثلاثية الأبعاد وتقنيات الطباعة الحجرية الناعمة. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على المشكلات الرئيسية التي تواجهها تصنيع القابضين الهوائية الناعمة مثل انسداد القناة أثناء عملية الإعداد ودمج غرفة الهواء.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها تسمح لنا ببناء قنوات هوائية مصغرة داخل هياكل القابض الناعمة لضمان التشغيل المتسق. يمتد تأثير هذه التقنية إلى ما هي جراحة مفاغرة الأعصاب لأن القابض الآلي الناعم يسمح بالتلاعب الدقيق بالأعصاب دون الإفراط في الإمساك بالضرر. خطرت لنا فكرة هذه الطريقة لأول مرة عندما واجهنا صعوبة في تطوير القابض الناعم الوظيفي باستخدام عملية ختم الصب التقليدية وبدأنا في تجربة قضبان رفيعة في مرحلة الصب.

ابدأ بوزن كتلة متساوية من المادتين المكونتين للمطاط الصناعي في وعاء الخلط. بعد ذلك ، قم بتغطية الحاوية وتحميلها في خلاط الطرد المركزي جنبا إلى جنب مع كتلة موازنة. الآن ، قم بتشغيل دورة خلط مدتها 30 ثانية مع مرحلة الخلط عند 2000 دورة في الدقيقة ومرحلة نزع الهواء عند 2200 دورة في الدقيقة.

توقع أن المكونات المختلطة تماما ستتعالج الآن بشكل موحد عند تشكيلها. لاحظ أن تصميم وإنتاج القوالب مغطى في بروتوكول النص وأن القسم التالي يتناول استخدامها. تبدأ هذه العملية بتشكيل مكونات ذراع القابض.

أولا ، أدخل كتلتي الغرفة المطبوعة ثلاثية الأبعاد في الجانب الأيسر والأيمن من مكون الغرفة لإنشاء غرفة محكمة الغلق مع قنوات هوائية متصلة بها. بعد ذلك ، أدخل واحدا أو اثنين من قضبان أسلاك التيتانيوم بقطر 1.5 ملم عبر الغرفة ، اعتمادا على ما إذا كان هذا نموذجا أحادي أو مزدوج القناة. اترك مسافة ملليمترين بين طرف القابض والقضيب لإنشاء القنوات الهوائية.

الآن ، قم بتحميل القالب بالكامل بخليط المرن ، مما يضمن عدم احتجاز فقاعات الهواء بداخله. ثم عالج العفن عند 60 درجة مئوية لمدة 10 دقائق. الخطوة التالية هي سحب قضبان الأسلاك وكتلتي الغرفتين من القالب.

تأكد من أن الاتصال بين القنوات الهوائية والغرفة راسخ ، لأن هذا يسمح بضغط الغرفة لتشغيل أذرع القابض. الآن ، تابع وضع كتلة القابض المطبوعة ثلاثية الأبعاد أعلى مكون القابض من أجل إنشاء الغرفة. أولا ، أدخل قضبان الأسلاك لسد الثقوب الموجودة في جدار القالب.

بعد ذلك ، املأ القالب بخليط المرن وتأكد من عدم وجود فقاعات هواء مرئية محاصرة في القالب. عالج هذا القالب لمدة 10 دقائق عند 60 درجة مئوية أيضا. بعد ذلك ، قم بفك قالب المكونات المعالجة لتجميع هيكل غرفة القابض.

الخطوة الأخيرة هي ملء مكون الغرفة المختومة بالهواء. للقيام بذلك ، قم بعمل طبقة الختم 2.5 ملم التي تكمل التجميع. املأ القالب بخليط المرن وقم بمعالجته على حرارة 60 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.

بمجرد المعالجة ، قم بتنظيف طبقة من المادة المرنة على طبقة الختم المعالجة 2.5 ملم. بعد ذلك ، ضع هيكل غرفة القابض على طبقة الختم واترك الرابطة تتشكل ، مع التأكد من أن الختم مثالي ، وبالتالي يتم عمل غرفة مملوءة بالهواء. الآن ، قم بمعالجة الهيكل بأكمله لمدة 15 دقيقة أخرى عند 60 درجة مئوية.

ثم قم بإزالة القالب المتبقي لإكمال الجهاز. أداة المناولة مصنوعة أيضا من قالب والتفاصيل موجودة في بروتوكول النص. أدخل القابض في أداة المناولة وقم بتغطية منطقة الفتح بغطاء مستطيل قابل للإزالة.

بعد ذلك ، أدخل مكبسا متحركا لتسهيل ضغط الغرفة الذي يكمل الأداة اليدوية. بدلا من ذلك ، أدخل القابض والمشغل الخطي في أداة معالجة آلية. في هذه الحالة ، قم بتغطية منطقة الفتح بغطاء مستطيل متحرك.

لتقييم وظائف القابض الناعم ، اختبره باستخدام سلك توصيل. اضبط القابض بحيث يكون السلك بين الذراعين. بعد ذلك ، حرك المكبس لضغط الغرفة التي تشغل أذرع القابض لتثبيت السلك.

أمسك السلك وحركه على بعد 20 سم على الأقل من الموقع الأصلي للسلك. توضح التقنية المقترحة كيفية تصنيع القابضين الهوائية الناعمة منخفضة التكلفة بسرعة. يمكن أن يؤدي تغيير تصميم القالب واستخدام نفس المطاط الصناعي إلى صنع القابضين لتطبيقات مختلفة.

التصميم المقدم هنا قادر على التقاط الأشياء التي يصل قطرها إلى 1.2 ملم. في عملية جراحية محاكاة ، كانت قوة الضغط القصوى الناتجة عن قبضة الذراع المفردة القابلة للتشغيل حوالي 0.27 نيوتن. تم قياس أجهزة الذراع المزدوجة القابلة للتشغيل حوالي 0.8 نيوتن.

نسبيا ، كان للملقط مع المطاط الصناعي وبدونه قوى قبضة تبلغ حوالي 1.7 و 2.6 نيوتن على التوالي. بمجرد إتقانها ، يمكن القيام بهذه التقنية في غضون ساعة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر محاذاة القضبان بإحكام قبل الصب وإجراء الختم النهائي بعناية.

باتباع هذا الإجراء ، يمكن توصيل القابض الناعم المكتمل بقاعدة مكبس أو أداة معالجة قاعدة مشغل خطي للسماح بالتحكم البديهي في الإمساك. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الروبوتات اللينة لاستكشاف تصميم أجهزة القابض للغرفة لمعالجة الأشياء الدقيقة. لا تنس أن مطاط السيليكون يمكن أن يشكل خطرا على الابتلاع ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل ارتداء القفازات أثناء تنفيذ هذا الإجراء.