未来予測に基づく、3D積層造形義肢装具の利活用に向けた試験評価システムの構築

基于未来预测，构建3D增材制造假肢和矫形器使用测试和评估系统

• 批准号: 20K12739
• 负责人: 石渡 利奈
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K12739/
• 关键词: ３Dプリンタ; 積層造形; 試験評価; 義肢装具; 未来予測; 義手; 3Dプリンタ; 3D積層造形技術; ロードマップ; 治具

【②3D積層造形義肢装具の普及に向けた試験評価法の開発】“Cyborg Beast”の後継機種 “Phoenix”について、FDM（熱溶解積層方式）、および光造形方式のサンプル（FDM４つ、光造形２つ）を作成し、③で構築した試験評価システムを用いて、潤滑の有無の影響などを比較するための耐久性試験（波形確認/10万回繰り返し試験）を実施した。FDMについて、潤滑なしの場合は、9万回弱でゴムが切れて終了、潤滑ありの場合は、10万回を達成した。潤滑なしの場合の最大荷重は約18N、潤滑ありの場合の最大荷重は約6Nであり、潤滑ありの条件で、荷重値が大幅に少なくなることが確認された。光造形方式については、義手自体の重量が増えることから、指の背屈を促す輪ゴムの力が従来の１つでは弱く、２つ必要になることが明らかになった。以上の試験結果より、③のシステムを用いて耐久性試験を実施することにより、潤滑の有無の影響などを定量的に評価できることが示された。【③3D積層造形義肢装具の試験評価システムの構築】耐久性試験では、従来、目視等による劣化の確認を行ってきたが、より定量的な評価の実施を可能にすることを目的とし、角度変位と荷重を計測できる繰り返し試験システムを作成した。繰り返し試験は、モーターに繋がったリンク機構を義手に取り付け、屈伸動作を行わせることで実施した。昨年度は、リンク機構を掌部の手前に取り付けたが、掌屈角度が大きい時に指とリンク機構が干渉することが明らかになったため、リンク機構をMCP関節の側方に取り付ける改良を行った。本改良後は、干渉等の課題は生じず、問題なく試験実施できたため、リンク機構を側方に取り付けた試験評価システムを最終的な提案システムとした。

【②3D layer-formed prosthetic gear kit popularization に to けた test evaluation 価 method kit development 】 "Cyborg Beast" kit later 継 model "Phoenix" に つ い て, FDM (hot dissolving deposition layer style), お よ び light plastic way の サ ン プ ル (FDM4 つ, light plastic 2 つ) を し, (3) consummate で build し た test evaluation 価 シ ス テ ム を with い て, lubrication の presence of の influence な ど を compare す る た め の durability test (waveform confirmation / 100000 back Qiao り return し test) を be applied Youdaoplaceholder0 た. FDM に つ い て, lubrication な し の は, 90000 back to weak で ゴ ム が cut れ て end, lubrication あ り の は, 100000 back を reached し た. Lubrication な し の maximum load は の occasions about 18 n, lubrication あ り の maximum load は の occasions about 6 n で あ り, lubrication あ り で の conditions, load numerical が に substantially less な く な る こ と が confirm さ れ た. Light plastic way に つ い て は, righteous hand autologous の weight が raised え る こ と か ら, refers to の dorsiflexion を promote す wheel ゴ ム の force が 従 to の 1 つ で は weak く, 2 つ necessary に な る こ と が Ming ら か に な っ た. Above の test results よ り, (3) の シ ス テ ム を with い て durability test を be applied す る こ と に よ り, lubrication の presence of の influence な ど を に of quantitative evaluation of 価 で き る こ と が shown さ れ た. [(3) 3 d laminated plastic prosthesis fitting の test evaluation 価 シ ス テ ム の build 】 the durability test で は, 従 to, such as visual に よ る degradation の confirm line を っ て き た が, よ り な of quantitative evaluation of 価 の を may be applied に す る こ と を purpose と し, Angle variations と load を measuring で き る Qiao り return し test シ ス テ ム を made し た. Qiao り return し test は, モ ー タ ー に 繋 が っ た リ ン ク institutions を righteous hand に take action を り pay け, flexion and extension line わ せ る こ と で be applied し た. Yesterday annual は, リ ン ク institutions を metacarpus の に before hand り pay け た が, large palm flexion Angle が き い に refers to when と リ ン ク institutions が dry involved す る こ と が Ming ら か に な っ た た め, リ ン ク institutions を MCP masato section の lateral に take り pay け る improved line を っ た. This modified は, dry involved は の issues such as raw じ ず, problem な く test be applied で き た た め, リ ン ク institutions を lateral に take り pay け た test evaluation 価 シ ス テ ム を eventually な proposal シ ス テ ム と し た.

项目成果

角度変位および荷重計測に基づく３Dプリント義手の耐久性評価

基于角位移和载荷测量的3D打印假手耐久性评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 石渡利奈;相川孝訓;硯川潤
• 通讯作者: 硯川潤

3Dプリント義手 “Cyborg Beast”の耐久性試験

3D打印假肢“Cyborg Beast”的耐久性测试

• 发表时间: 2021
• 作者: 石渡利奈;相川孝訓;硯川潤
• 通讯作者: 硯川潤