技術(shù)貼：肩背手3D打印義肢來源 — 天天的故事

        展翼計(jì)劃是為我國(guó)殘障兒童提供免費(fèi)普及型3D打印義肢輔具的公益項(xiàng)目，截至2018年12月，我們已經(jīng)在全國(guó)范圍內(nèi)送出100個(gè)免費(fèi)義肢輔具，幫助到60個(gè)不同的殘障兒童。這篇帖子由展翼計(jì)劃的設(shè)計(jì)師江舟，向大家分享由展翼計(jì)劃研制的，肩背伸縮驅(qū)動(dòng)的3D打印機(jī)械手背后的故事。

        故事的主人公是天天，他是展翼計(jì)劃3D打印機(jī)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(gè)公益宣傳視頻。了解更多天天的故事， 請(qǐng)點(diǎn)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(dāng)時(shí)對(duì)他還沒有那么了解。天天家長(zhǎng)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(jī)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(yù)先調(diào)整好了模型，并準(zhǔn)備好了所有零件，在工作坊中帶領(lǐng)微軟公司員工們組裝了包括天天在內(nèi)的6只機(jī)械手。 下圖為工作坊志愿者們測(cè)試義肢:

而天天也試用了此版本的機(jī)械手（動(dòng)圖1 & 動(dòng)圖2）：

            

（動(dòng)圖1）

（動(dòng)圖2）

         其實(shí)這個(gè)機(jī)械手肉眼可見有很多問題，比如無(wú)名指和小拇指不同步、上臂末端的固定螺絲容易松動(dòng)等等。但是沒想到的是，天天得到了機(jī)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(dòng)圖3）。當(dāng)時(shí)感覺的，這就是支持我們繼續(xù)做好的動(dòng)力啊  

（動(dòng)圖3）

        同時(shí)，我們觀察了天天在內(nèi)的許多小朋友對(duì)肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)義肢的使用過程，發(fā)現(xiàn)肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)手存在一個(gè)比較致命的缺點(diǎn)，就是肘關(guān)節(jié)在做動(dòng)作時(shí)幾乎必須且只能往一個(gè)方向彎曲，這樣的話的許多動(dòng)作的完成反而會(huì)造成阻礙。最簡(jiǎn)單的一個(gè)例子，從地上拾取一個(gè)物體，如果用肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)手，必須整個(gè)人蹲下甚至趴下才能實(shí)現(xiàn)！否則驅(qū)動(dòng)手掌時(shí)彎曲的肘關(guān)節(jié)，將大大縮減整個(gè)手臂的長(zhǎng)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(zhǎng)的新模型探索過程。在2017年底，當(dāng)我和天天家長(zhǎng)說到，我們有一個(gè)新模型的想法，想在天天身上先嘗試的時(shí)候，本來是十分緊張害怕的，萬(wàn)一人家覺得麻煩怎么辦......沒想到天天家長(zhǎng)，包括天天本人都十分積極地同意了，而且還主動(dòng)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(dòng)地做出了第一版肩背手：

        可以看出，肩背手的主要進(jìn)步，是能夠解除肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)手對(duì)肘關(guān)節(jié)定向彎曲角度的限制，讓做動(dòng)作更自然一些。實(shí)際上，市面上大量的索控手，都是類似肩背驅(qū)動(dòng)原理！

        在這個(gè)過程中，我們也逐漸了解了天天。發(fā)現(xiàn)天天并不會(huì)因?yàn)槿鄙僖恢皇�，而像有的人想象的那樣自卑、�?nèi)向，相反，也許由于具有先天缺點(diǎn)，導(dǎo)致他比常人更加努力，不僅成績(jī)名列前茅、還是�；@球隊(duì)隊(duì)員（關(guān)于他打籃球的故事，可見騰訊視頻~），還擅長(zhǎng)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(shù)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(yuǎn)。

         不久前，改進(jìn)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(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的拾筆動(dòng)作：

        當(dāng)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(huì)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(jié)構(gòu)，爭(zhēng)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(duì)等待，還沒有得到最好的機(jī)械手服務(wù)。不過靠我們目前幾個(gè)設(shè)計(jì)師志愿者還是分身乏術(shù)。還是老話，希望更多的設(shè)計(jì)師們能來一起嘗試，邁出第一步。設(shè)計(jì)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(shù)和開源資料，從頭到尾的設(shè)計(jì)制作一個(gè)有意義的東西，那我相信，3D打印機(jī)械手一定會(huì)給你最棒的體驗(yàn)！快來加入展翼設(shè)計(jì)師志愿者吧！