技術貼：肩背手3D打印義肢來源 — 天天的故事

        展翼計劃是為我國殘障兒童提供免費普及型3D打印義肢輔具的公益項目，截至2018年12月,，我們已經(jīng)在全國范圍內送出100個免費義肢輔具,，幫助到60個不同的殘障兒童,。這篇帖子由展翼計劃的設計師江舟，向大家分享由展翼計劃研制的,，肩背伸縮驅動的3D打印機械手背后的故事,。

        故事的主人公是天天，他是展翼計劃3D打印機械手的種子用戶之一,，騰訊公益也以天天為主角拍攝了一個公益宣傳視頻,。了解更多天天的故事， 請點擊此鏈接： https://v.qq.com/x/cover/7gcn5qodcu9iyls/e05434lt4x4.html

        我們是在2017年第一次接到天天的案例,，當時對他還沒有那么了解,。天天家長和其他孩子一樣，在我們的受助者表單中提交了天天的信息,。于是,，我們按照一般的流程，把天天的機械手制作安排在了最近的一次工作坊中,。在2017年5月,，我們和微軟公司合作的工作坊中，我作為講師,，預先調整好了模型,，并準備好了所有零件，在工作坊中帶領微軟公司員工們組裝了包括天天在內的6只機械手,。 下圖為工作坊志愿者們測試義肢:

而天天也試用了此版本的機械手（動圖1 & 動圖2）：

            

（動圖1）

（動圖2）

         其實這個機械手肉眼可見有很多問題,，比如無名指和小拇指不同步、上臂末端的固定螺絲容易松動等等,。但是沒想到的是,，天天得到了機械手居然意外地開心，還特地給我們發(fā)來一段感謝視頻（動圖3）,。當時感覺的,，這就是支持我們繼續(xù)做好的動力啊  

（動圖3）

        同時，我們觀察了天天在內的許多小朋友對肘關節(jié)驅動義肢的使用過程,，發(fā)現(xiàn)肘關節(jié)驅動手存在一個比較致命的缺點,，就是肘關節(jié)在做動作時幾乎必須且只能往一個方向彎曲，這樣的話的許多動作的完成反而會造成阻礙,。最簡單的一個例子,，從地上拾取一個物體，如果用肘關節(jié)驅動手,，必須整個人蹲下甚至趴下才能實現(xiàn),！否則驅動手掌時彎曲的肘關節(jié)，將大大縮減整個手臂的長度，幾乎是不可能“站著把東西撿起來”的,。

        后來,，我們就以天天為例，展開了漫長的新模型探索過程,。在2017年底,，當我和天天家長說到，我們有一個新模型的想法,，想在天天身上先嘗試的時候,，本來是十分緊張害怕的，萬一人家覺得麻煩怎么辦......沒想到天天家長,，包括天天本人都十分積極地同意了,，而且還主動提出不需要我們總是上門，他們自己也可以來找我們,。就這樣一來二去,，我們就從天天身上獲得了大量數(shù)據(jù)和使用反饋，嘗試了很多模型,。在2018年上半年,，我們激動地做出了第一版肩背手：

        可以看出，肩背手的主要進步,，是能夠解除肘關節(jié)驅動手對肘關節(jié)定向彎曲角度的限制，讓做動作更自然一些,。實際上,，市面上大量的索控手，都是類似肩背驅動原理,！

        在這個過程中,，我們也逐漸了解了天天。發(fā)現(xiàn)天天并不會因為缺少一只手,，而像有的人想象的那樣自卑,、內向，相反,，也許由于具有先天缺點,，導致他比常人更加努力，不僅成績名列前茅,、還是�,；@球隊隊員（關于他打籃球的故事，可見騰訊視頻~）,，還擅長畫畫,，比同齡的自己不知優(yōu)秀多少呢～ 所以我們也想，讓他看到技術上更多的可能，讓他看到,，未來有一只好用左手可能沒那么遙遠,。

         不久前，改進后的新版肩背手又給到了天天,，這次尺寸,、佩戴方式、功能上都取得了諸多進步,，實現(xiàn)了預定的拾筆動作：

        當然,，這款肩背手還是有諸多不足，不論是功能還是外觀上,。下一步,，我會把手型再優(yōu)化一些，最好能兼顧“外觀”和“功能”,，然后繼續(xù)嘗試新材料和新結構,，爭取讓天天戴著能舒服一些。

        

        除了天天以外,，我們還有許多受助者在排隊等待,，還沒有得到最好的機械手服務。不過靠我們目前幾個設計師志愿者還是分身乏術,。還是老話,，希望更多的設計師們能來一起嘗試，邁出第一步,。設計總不是一蹴而就的,，如果你想嘗試從“用戶”的需求出發(fā)，借助3D打印技術和開源資料,，從頭到尾的設計制作一個有意義的東西,，那我相信，3D打印機械手一定會給你最棒的體驗,！快來加入展翼設計師志愿者吧,！