技术贴：肩背手3D打印义肢来源 — 天天的故事

        展翼计划是为我国残障儿童提供免费普及型3D打印义肢辅具的公益项目，截至2018年12月，我们已经在全国范围内送出100个免费义肢辅具，帮助到60个不同的残障儿童。这篇帖子由展翼计划的设计师江舟，向大家分享由展翼计划研制的，肩背伸缩驱动的3D打印机械手背后的故事。

        故事的主人公是天天，他是展翼计划3D打印机械手的种子用户之一，腾讯公益也以天天为主角拍摄了一个公益宣传视频。了解更多天天的故事， 请点击此链接： https://v.qq.com/x/cover/7gcn5qodcu9iyls/e05434lt4x4.html

        我们是在2017年第一次接到天天的案例，当时对他还没有那么了解。天天家长和其他孩子一样，在我们的受助者表单中提交了天天的信息。于是，我们按照一般的流程，把天天的机械手制作安排在了最近的一次工作坊中。在2017年5月，我们和微软公司合作的工作坊中，我作为讲师，预先调整好了模型，并准备好了所有零件，在工作坊中带领微软公司员工们组装了包括天天在内的6只机械手。 下图为工作坊志愿者们测试义肢:

而天天也试用了此版本的机械手（动图1 & 动图2）：

            

（动图1）

（动图2）

         其实这个机械手肉眼可见有很多问题，比如无名指和小拇指不同步、上臂末端的固定螺丝容易松动等等。但是没想到的是，天天得到了机械手居然意外地开心，还特地给我们发来一段感谢视频（动图3）。当时感觉的，这就是支持我们继续做好的动力啊  

（动图3）

        同时，我们观察了天天在内的许多小朋友对肘关节驱动义肢的使用过程，发现肘关节驱动手存在一个比较致命的缺点，就是肘关节在做动作时几乎必须且只能往一个方向弯曲，这样的话的许多动作的完成反而会造成阻碍。最简单的一个例子，从地上拾取一个物体，如果用肘关节驱动手，必须整个人蹲下甚至趴下才能实现！否则驱动手掌时弯曲的肘关节，将大大缩减整个手臂的长度，几乎是不可能“站着把东西捡起来”的。

        后来，我们就以天天为例，展开了漫长的新模型探索过程。在2017年底，当我和天天家长说到，我们有一个新模型的想法，想在天天身上先尝试的时候，本来是十分紧张害怕的，万一人家觉得麻烦怎么办......没想到天天家长，包括天天本人都十分积极地同意了，而且还主动提出不需要我们总是上门，他们自己也可以来找我们。就这样一来二去，我们就从天天身上获得了大量数据和使用反馈，尝试了很多模型。在2018年上半年，我们激动地做出了第一版肩背手：

        可以看出，肩背手的主要进步，是能够解除肘关节驱动手对肘关节定向弯曲角度的限制，让做动作更自然一些。实际上，市面上大量的索控手，都是类似肩背驱动原理！

        在这个过程中，我们也逐渐了解了天天。发现天天并不会因为缺少一只手，而像有的人想象的那样自卑、内向，相反，也许由于具有先天缺点，导致他比常人更加努力，不仅成绩名列前茅、还是校篮球队队员（关于他打篮球的故事，可见腾讯视频~），还擅长画画，比同龄的自己不知优秀多少呢～ 所以我们也想，让他看到技术上更多的可能，让他看到，未来有一只好用左手可能没那么遥远。

         不久前，改进后的新版肩背手又给到了天天，这次尺寸、佩戴方式、功能上都取得了诸多进步，实现了预定的拾笔动作：

        当然，这款肩背手还是有诸多不足，不论是功能还是外观上。下一步，我会把手型再优化一些，最好能兼顾“外观”和“功能”，然后继续尝试新材料和新结构，争取让天天戴着能舒服一些。

        

        除了天天以外，我们还有许多受助者在排队等待，还没有得到最好的机械手服务。不过靠我们目前几个设计师志愿者还是分身乏术。还是老话，希望更多的设计师们能来一起尝试，迈出第一步。设计总不是一蹴而就的，如果你想尝试从“用户”的需求出发，借助3D打印技术和开源资料，从头到尾的设计制作一个有意义的东西，那我相信，3D打印机械手一定会给你最棒的体验！快来加入展翼设计师志愿者吧！