maxon Story

价格适中的义肢造福截肢患者

当Unlimited Tomorrow的Easton LaChappelle开始努力制造他的第一只义肢手时，他还只是一名十几岁的青少年。六年之后，他的产品已经从早期的原型逐渐蜕变成为精致的杰作。他的目标是研发出能够以极低成本制造的机器人义肢。当然，合适的DC电机和齿轮箱是他的设计成功关键。

对于截肢患者以及天生就有肢体残疾的人来说，市场上义肢可供选择的范围本就有限，更不用说合理定价而且能长期可靠使用的机器人义肢了。除了身障人士因其差异而经常遭受异样的眼光之外，处于同样情形的儿童也必须面对他们与其他小孩不一样的事实：他们不能做其他小孩能做的事、看起来和其他人不一样，还可能受到同龄人的嘲笑——有时候甚至可能导致毁灭性的结果。

适用于儿童和成人的义肢价格一般在30,000到100,000美元之间。由于儿童仍处于成长过程，因此这样的价格远远超出许多家庭的能力范围。相较之下，Unlimited Tomorrow计划稍后在今年推出他们的高级义肢手，价格大约为10,000美元。该公司的目标是让人们能够买得起他们的技术，并且易于获得；他们已经引进了突破性的新兴技术以达到这个目标。例如，他们的机械手和臂部义肢结构采用一种名为多射流熔融（MJF）的3D打印技术制成，可以配合肤色，甚至是依个人不同制作出任何可能存在的变化，例如雀斑或是胎记。义肢手的指甲具有磁性，并且可以通过多种方法上色或装饰。这对儿童尤其重要，因为他们很重视和他们的朋友或兄弟姐妹有一样的外表，而且能够以同样的方式生活。在替特定人员制作专属的插接头和设备时，会以扫描或其他方式测量另一侧的肢体，因此不用大量尝试或出错就能够完美契合用户的需要。

“我们须找到的电机和齿轮箱不仅要精确和可重复，还必须比我们当时所使用的产品更可靠”

当然，外观只是整个系统的一部分。要克服日常生活中的各种挑战，机器人义肢的功能性和实用性才是重要关键。LaChappelle开始使用大规模技术来解决他设计中的问题，并且早在提出他现在正在生产的产品之前数年就已经证明他的理论。

想象一下，突然之间无法使用一只手会有什么感觉？这样，也就能想象截肢患者或天生就有肢体残疾的人士每天都会经历什么样的困难。一旦义肢融入使用者的日常生活，在发生故障时就会为使用者带来巨大的烦恼。这表示使用寿命长和可靠性极为重要。这也是公司在制造早期设计的产品时所遇到的问题。他们所选择的电机和齿轮箱运行良好，但却不太经得起日常使用的负荷，尤其是佩戴在活泼好动的儿童身上时，部件常常会在运行几个月之后便发生故障。

LaChapelle说：“我们须找到的电机和齿轮箱不仅要精确和可重复，还必须比我们当时所使用的产品更可靠。”在研究了各种可能性之后，他们最后决定使用两台由maxon（美国马萨诸塞州汤顿）设计和制造的DC电机。“我们不仅获得了品质更高的电机，而且在尺寸相同的情况下，转速和转矩也得到显著提高。”

TrueLimb义肢配备两台DCX 12S电机和GPX 12HP齿轮箱。

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由于maxon DC电机很小，易于装入儿童用机械手，而这也是测试占用空间时的重点。“这样，我们就能够在儿童用的义肢中使用与成人义肢相同的电机，从而减少库存所需的部件数量。”LaChapelle说。

这些电机与所有电子装置一起安装在机器人义肢手的手掌内部。这些同时具有更高功率密度、更高转速和转矩的电机使用了特殊触觉传感器作为反馈装置，让用户能够更精确地控制义肢手的抓握动作。

机器人义肢中所使用的是maxon公司DCX 12S系列电机和GPX 12HP系列齿轮箱。这款有刷DC电机采用电池供电方式，续航力可达数天，并且可使用无线充电设备为电池充电。这些电机可以在3V至12V电压下以超过9000 rpm的转速运行，以提供1.6W的输出。最大连续转矩输出约为1.9 mNm。电机采用稀有金属和滚珠轴承，运行平稳。行星齿轮箱GPX 12HP可视应用的特性提供广泛的减速比，而且运行噪音低。

该公司研发出一款独一无二的肌肉传感器，让系统能精确控制运动系统。人工智能算法会对肌肉数据进行处理，以解读用户的意图，然后将这些数据转化为手部动作。在设备中也集成了触觉反馈，让用户能够察觉到触碰，创造出与真实人体一样的反馈循环。

Charis

16岁的Charis特别喜爱编织、弹钢琴、照顾小孩以及和家人一起度过闲暇时光。她当时放弃了那笨重的肌电义肢手臂，因此从很小时候开始就不使用义肢。然而，由于缺少一只手臂，使得她的身体为了要平衡失去的手臂长度，因而发展出一些不利于健康的习性，造成她肩膀疼痛。有了她的TrueLimb之后，她已经迫不及待地体验一个完整对称的身体所带来的益处，并且做那些其他人认为理所当然的事情，像是替自己把头发扎成马尾辫。

Natasha

Natasha是个永远笑眯眯的九岁女孩，好动且喜欢玩游戏。她的右手肘以下天生有缺陷，但她已放弃使用传统的义肢，因为它们过于沉重且佩戴保护带相当不适。然而，随着她拉小提琴和学习忍者体操的新目标逐渐成形，她找到了TrueLimb的高级功能，帮助她实现梦想。

Unlimited Tomorrow:

在Unlimited Tomorrow的愿景中，为儿童提供帮助绝对是重中之重。他们不仅注重美感，也会认真听取用户的建议，不断改善义肢功能，例如将电机安装在手掌内而不是臂部，以提供更好的腕部运动，进而提高用户的接受度。由于每套设备都是采用高分辨率数字扫描方式制成，因此比标准义肢更合身。这些机器人义肢最棒的不只是它们的颜色、运行性能或是耐久的使用寿命，而是它们能让使用它们的儿童和年轻人重现笑容。