3D Spausdinti savo lytimojo matavimo įrankius regos sutrikimams - 💡 Fix My Ideas

3D Spausdinti savo lytimojo matavimo įrankius regos sutrikimams

3D Spausdinti savo lytimojo matavimo įrankius regos sutrikimams


Autorius: Ethan Holmes, 2019

Bendradarbiaudama su Misūrio aklųjų mokykla, D'Arcy laboratorija Vašingtono universiteto Chemijos katedroje St Louis'e sukuria įdomias didaktines priemones silpnaregiams. Ypatingas dėmesys skiriamas matavimams ir erdvinei orientacijai - baigtiniai projektai apima Brailio matavimo lentą ir Brailio matuoklį (kuriuos galima atsisiųsti). Mes stengiamės toliau plėtoti mūsų projektą kurdami sudėtingesnius objektus, kurie padės studentams suprasti simetrijos pagrindus, svarbią chemijos, matematikos, dailės ir kt. Koncepciją.

Bakalauro organinės chemijos kursų studentai dažnai patenka į sieną, kur dviejų dimensijų molekulės atvaizdas ne verčia į numatytą trimatį objektą. Trimatės erdvės konceptualizavimo sunkumas yra daugelio nusivylimo šaltinis, nes ne žinios gali būti perduodamos per rote atmintį. Kolegijos lygmens organinių chemijos kursų metu dažniausiai rekomenduojama naudoti „modeliavimo rinkinius“, kurie padėtų studentams padaryti lytinius ryšius su vizualizuotomis koncepcijomis. Šie rinkiniai dažnai apsiriboja gebėjimu atstovauti sistemas su išimtimis, klaidingai perteikia tam tikrą su chemija susijusios geometrijos „standumą“, tuo pačiu metu mokiniai sužino apie palankius geometrinius iškraipymus ir pereinamojo laikotarpio būsenas.Kaip grupė, kurią daugiausia sudaro chemikai pagal išsilavinimą, iš pradžių sutelkėme savo pastangas kurti „išskirtines“ 3D spausdinimo molekules, kurios padėtų suprasti geometrinius iškraipymus. Šią koncepciją mes išplėtėme žymėdami molekules, turinčias lytėjimą ir rodiklius, leidžiančius sekti manipuliavimą molekule erdvėje tik palietus.

Informacijos perdavimas, pagrįstas tik taktika, nėra nauja idėja. Galbūt sėkmingiausias ir lengvai atpažįstamas lytėjimo rašymo sistemos realizavimas yra žinomas kaip Brailio raštas, kurį 1824 m. Amžiaus pradžioje sukūrė prancūzų rašytojas Louis Braille. Pradėjome eksperimentuoti su Brailio rašto įgyvendinimo būdais; kaip paaiškėja, lydyto nusodinimo modeliavimo spausdinimo procesas leidžia lengvai sukurti iškilusius nešmeninius veidus, puikiai tinkančius Brailio raštu. Mūsų pirmieji dizainai buvo supaprastinti ir sutelkti aplink molekulinę geometriją (pvz., 3D paveikslai, pateikti žemiau), bandymą susipažinti su 3D modelių dizainu ir spausdinimu.

Brailio raštas įtvirtintas anglies dioksido molekuliniame vaizde, su amoniaku, amoniu, tetrahedronu ir oktaedru. Konstrukcijos, suprojektuotos ir spausdintos Zac Christensen, Emma Mehlmann ir Daniel Cotton.

Linijinio anglies dioksido spausdinimas yra įtrauktas į mūsų bandymą rašyti „CO2“ Brailio raštu - jis gana trapiai skaito kaip „trečiojo trečiojo kapitalo kapitalas“. Svarbu pažymėti, kad šiuo metu naudojamas Brailio raštas nėra tiesiogiai transliteracinis. Brailio raštas gali būti naudojamas išreikšti visas 26 lotyniškos abėcėlės raides, todėl galimas bet kokio teksto transliteravimas paprastu šrifto keitimu, jis buvo optimizuotas įvairiomis kalbomis. Vieningą anglų Brailio raštu sudaro didžiulis susitraukimų, rodiklių ir simbolių archyvas, skirtas maksimaliai padidinti Brailio raštu parašytų tekstų įskaitomumą. Modelio gale teisingai skaitoma „Linijinė“, nurodanti anglies dioksido molekulinę geometriją, tačiau galiausiai žinojome, kad įterptinė informacija ateityje turi būti aiškiai ir glaustai perduodama, nesukeliant perviršinio painiavos. Šį tikslą būtų neįmanoma pasiekti be Brailio raštu besimokančių pedagogų ir besimokančiųjų, esančių netoliese esančioje Misūrio aklųjų mokykloje, teikiant mums vertingus atsiliepimus ir pasiūlymus. Missouri aklųjų mokykla yra pripažinta pirmąja JAV institucija, oficialiai patvirtinusi Brailio raštą 1860 metais. MSB mokytojų ir studentų kantrybė ir noras dirbti su mumis ir suteikti sąžiningą ir išsamų atsiliepimą apie mūsų dizainą paskatino mus aprašytą darbą.

Matematikos mokytojas nurodė savo modelius keliems MSB mokytojams ir aptarė pedagogiką, nurodydamas sunkumus, kuriuos mokiniams buvo atliekant matavimus su valdovais. Studentams suteikiami liniuotės, įtvirtintos Brailio raštu, platinamos Amerikos aklųjų spaustuvės (APH). Pasirodo, didžiausias matavimo sunkumas kyla ne iš pačių valdovų, bet erdvinės orientacijos, reikalingos matuoti tris atskirus matmenis, t. Y. Ilgį, plotį ir aukštį. Studentai dažnai atlieka savo rankose daiktus, kai atlieka matavimus, greitai praranda kelią, iš kurios pusės buvo išmatuota anksčiau, o tai sukėlė painiavą. Tai visiškai suprantama - nesukuriant objekto erdvėje nėra fiksuotos ašies sistemos, todėl „aukščio, pločio ir ilgio“ skirtumai yra visiškai savavališki. Dėl to mokytojui ypač sunku užtikrinti, kad visa jos klasė dirbtų su tuo pačiu ašių rinkiniu. Mes sukūrėme objektus, kurie leistų studentui atskirti tam tikras puses net po rotacijos. Šie kubeliai turi įterptųjų tekstūrų, leidžiančių nustatyti fiksuotą šonų ir krypčių priskyrimą:

Mūsų pradinis dizainas apėmė į viršų nukreiptus trikampius, nurodančius tiek pusę, kuri paprastai priskirta „ilgiui“, tiek ir objekto viršuje. „Plotis“ pusė yra įdėta į lygiagrečias vertikalias keteras. Kitas dizainas apima „kryžminį“ objekto viršaus rodiklį ir statmenas linijas abiejuose veidų rinkiniuose tiek kubo, tiek kubo atžvilgiu. Taip pat rodomas bandymas perduoti fiksuoto Dekarto koordinačių ašies idėją, kai kilmės taškas (0, 0, 0) yra apibrėžiamas susikirtus trijų unikalių pakeltų kraštų identifikatorių, vieno kvadrato, vieno apvalaus ir vieno atskirto sferos, susikirtimui . Modelis gali būti laisvai sukamas erdvėje, išlaikant originalų ašių rinkinį.

Įdiegę šiuos objektus MSB studentams, mes džiaugiamės, kad juos sužavėjo tikrasis 3D spausdinimo procesas. Jų jutimo jausmas yra taip pat rafinuotas, kad jie iš karto pastebėjo, kad tarp atskirų PLA gijų sluoksnių jie pastebėjo, ar jie pastebėjo didesnį tekstūros skirtumą tarp šonų. Mes supratome, kad reikalingas aiškinimo lygis greitai sukėlė šių objektų supainiojimo šaltinį - „ar kiekvieno trikampis, nukreiptas į viršų kairėje ir dešinėje jų kubo pusėse?“ Nebūtinai yra glaustas ir aiškus. Be to, tai, kad matavimas apsiribojo specialiai suprojektuotais objektais, praktiškai neįgyvendino - ką daryti, jei studentas nori matuoti knygą?

„Brainstorming“ su „MSB“ mokytojais paskatino mus sukurti „bazę“, kuri tarnautų kaip fiksuota trimatė koordinačių sistema. Tokiu būdu galima išmatuoti bet kokį objektą, nes jis neturi būti įterptas į specialius orientacijos žymenis. Per kelis mėnesius dizainas buvo optimizuotas, o galutinis produktas pateikiamas žemiau. Plokštelė buvo sukurta „AutoCAD“, importuojama į „VCarve Pro“, ir galiausiai supjaustyta iš vidutinio tankio pluošto su „Shopbot Desktop“ CNC maršrutizatoriumi. Iš pradžių mes ketinome naudoti tris APH Brailio valdiklius kaip x, y ir z ašis. Tai yra suderinama su y ir z ašimis, bet, sukant X-ašies valdiklį, nustatyta, kad numeracija yra atgal. Taigi, sukūrėme savo Brailio valdiklius, kuriuos būtų galima lengvai atspausdinti bet kuriame FDM spausdintuve. Kadangi tai dažniausiai yra plokšti objektai su iškeltomis raidėmis, jie yra neįtikėtinai lengvai spausdinami didelės raiškos. Brailio raštas, įtvirtintas ant jų paviršių, aiškus, nors ir šiek tiek grubus, atsižvelgiant į studentus, todėl reikia šiek tiek šlifuoti. Z ašis yra specialiai suprojektuota su grioveliais, leidžiančiais kreiptuvui stumti aukštyn ir žemyn, kad būtų lengviau nustatyti objekto aukštį. Buvo atlikta keletas šio projekto iteracijų, ir buvo nustatyta, kad grioveliai buvo optimalūs, leidžiant gidui švelniai veikti, bet ne dėl sunkio jėgos.

Visas z ašies valdiklis su gidu

Erdvė skirta „titului“ plytelėms, leidžiančiai apibūdinti matavimo sistemą (t. Y. Metrines, 1 cm demarkacijas).

Dekarto koordinačių ašis matuoja deimantinio kristalo grotelės vieneto ląstelės skalės modelio matmenis. Deimantinės grotelės, suprojektuotos ir atspausdintos Micah Rubin.

Z ašies konstrukcija leido mums apsvarstyti kitą dizainą, kuris galėtų būti naudojamas nepriklausomai nuo matavimo lentos arba kartu su juo. Vienas studentas ypač džiaugėsi, kad namuose turės galimybę turėti savo matavimo lentą ir valdytojus, todėl nusprendėme sukurti šiek tiek daugiau nešiojamų įrankių, kuriuos mylėtų kūrėjai: apkaba. Liniuotės dizainas yra panašus į aukščiau esančioje nuotraukoje esančią y ašį, nors Brailio raštas buvo šiek tiek pakeistas, kad būtų skaičiuojamas nuo 0–18 cm. Suportas yra spausdinamas keturiomis dalimis: pagrindu, viršuje, skaidriu ir pats valdovas. Slankiklis montuojamas ant kreipiamųjų bėgių, o viršus ir pagrindas yra pritvirtinti prie liniuotės su epoksidu, kaip parodyta žemiau esančioje nuotraukoje.

Visiškai 3D spausdintinis Brailio kalibras, skirtas lengvai matuoti.

Mūsų laboratorija ir Misūrų aklųjų mokykla bendradarbiauja ir tikimės, kad ateityje bus daug daugiau įdomių dizainų. Pagal šį projektą MSB buvo suteikta didelė dotacija, leidžianti jiems įsigyti savo 3D spausdintuvą. Tai, žinoma, buvo tarp studentų. Mes padedame mokytojams MSB eksperimente su 3D modeliavimo programa „Rhinoceros“, galinga priemone, kuri leis jiems modifikuoti savo dizainą, taip pat kurti savo dizainą, kai atsiranda poreikių. Būsimi projektai apima molekulines struktūras su vidinėmis pavaromis, leidžiančias sukibimą ir obligacijų kampo reguliavimą, modelius su pažymėtomis molekulinėmis orbitomis, sudėtingesnėmis kristalinėmis grotelėmis ir kt.

Kviečiame atsisiųsti čia pateiktų modelių STL ir 3DM failus. Jei norite gauti kontaktinę informaciją ir daugiau apie šiuos projektus, apsilankykite mūsų laboratorijos svetainėje. Norėdami gauti daugiau informacijos, taip pat galite aplankyti „Missouri“ aklųjų mokyklą.



Jums Gali Būti Įdomu

Maker Faire Bay sritis: krikščioniškasis Ristowas

Maker Faire Bay sritis: krikščioniškasis Ristowas


MAKE 26 tomas, Karts & Wheels, On Newsstands DABAR!

MAKE 26 tomas, Karts & Wheels, On Newsstands DABAR!


Markė: Live 4/27/11 - Kartai ir ratai (video)

Markė: Live 4/27/11 - Kartai ir ratai (video)


Markė: Live 4/27/11 - Kartai ir ratai (video)

Markė: Live 4/27/11 - Kartai ir ratai (video)






Naujausios Žinutės