這門課作業(yè)做設計 聚焦健康科技

阮蝶

近期，上海交通大學密西根學院2019年冬季設計展開展。上海交通大學密西根學院由上海交通大學和美國密西根大學兩所大學共同創(chuàng)辦，旨在通過探索中美教育合作的巨大潛力，在中國建設一所世界一流的教學與研究型機構，培養(yǎng)新一代國際化、創(chuàng)新性、領袖型人才。學院每年舉辦的夏季和冬季設計展是該學院創(chuàng)新教育的特色內容之一。此次展覽展出的44個項目涵蓋了大一到大四的多項實驗性課程項目，設計作品把焦點聚集在健康科技上。

可調節(jié)腕部骨折康復裝置

日常生活中，一提到骨折就會和打石膏聯(lián)系在一起。石膏固定的方式雖然結構簡單、經(jīng)濟實惠且能起到強力固定作用，但這種固定方式不能滿足骨折的手腕在康復過程中適時適度調整活動范圍的需求，同時還存在著不透氣、不雅觀等問題。

為此，“可調節(jié)腕部骨折康復裝置”小組想出了一個好點子：設計一款既美觀又可調節(jié)的康復裝置。該裝置利用一種特殊的小型機械結構“e-Spring”，通過調整環(huán)形彈性材料的寬度和厚度，可以有效控制其拉伸的難度及可承載的力度。此外，他們還將裝置設計成了像“鋼鐵俠”一樣的外殼，內部分成內襯護腕、次級外殼，內襯護腕能對手腕起到保護和初步固定的作用，次級外殼作為e-Spring和杠桿系統(tǒng)的支撐平臺。

大容量手控凈水器

對全球一些地方的居民來說，喝水有時是一件非常不容易的事情，喝純凈水更是相當困難。

“大容量手控凈水器”小組為此設計了一款純手動可攜帶凈水器，擁有這款神器，也就相當于隨身攜帶了一個純凈水儲存器。凈水器通過三層過濾，利用腳踩泵將原水壓入過濾器，原水首先通過盤式過濾器，被特殊的盤式過濾技術過濾掉直徑大于200μ的顆粒，再由陶瓷過濾器過濾更小的顆粒和大部分細菌，最后利用腳踩泵提供的壓力通過反滲透膜實現(xiàn)反滲透，去除病毒和離子，實現(xiàn)水質的軟化。未來，項目小組還將進一步優(yōu)化內部水管排布與過濾器結構，使整個裝置更加輕便易攜帶，并提高水的凈化速率。

自動理瓶機

“自動理瓶機”小組在裝置的入口處放置斜坡使進入的瓶子橫向儲存，然后在斜坡底端連接帶有擋板的皮帶輪，擋板之間的卡槽可以帶起單個瓶子。在皮帶輪的另一邊，小組成員設計了帶有四塊凸出的出口，凸出部分使得瓶口先通過出口，所以瓶子以統(tǒng)一朝向掉落。最終，塑料瓶有序地排列在出口通道，以備后續(xù)分離瓶身瓶蓋等其他回收操作。

六邊形模塊化速建型房屋

目前的難民帳篷一般用塑料或布制成，易破損，使用壽命短，個人隱私難保證。

在這個項目中，項目組設計了一個傘形結構來實現(xiàn)框架的展開和收縮。他們創(chuàng)新地采用一種新型的對紫外線敏感的聚酯材料作為屋頂和墻壁。框架展開后，將材料展開并固定在頂部。在良好的光照條件下，經(jīng)過幾個小時暴曬，逐漸硬化成屋頂和墻壁。這種設計使得難民營內的大規(guī)模建筑更加高效，也使得非專業(yè)人士建造成為可能。另一方面，墻體安裝的靈活性使得設計師可以根據(jù)特定的需求來安排六邊形的庇護所，在保證居住者隱私的同時實現(xiàn)社區(qū)功能。

基于直寫成型技術的3D打印機

該項目旨在設計和制造一種省時、節(jié)能、高精度、低成本的基于直寫成型技術（DIW）的3D打印機。該項目選用FDM框架作為打印機框架，蠕動泵為打印機供料，光敏樹脂作為打印材料使用，紫外線燈來固化打印產(chǎn)品。最終產(chǎn)品的工作流程如下：首先在電腦上使用打印軟件Repetier將.stl文件轉換為.gcode文件并把指令發(fā)送到打印機的主板，然后通過蠕動泵將存儲在不透光燒瓶中的光敏樹脂通過不透光軟管擠入噴嘴。當材料從噴嘴中擠出時，打開紫外線燈來固化材料，最終得到打印成品?？偟貋碚f，3D打印機的速度和精度令人滿意，但同時還存在著一些待解決的問題：蠕動泵自身的工作機制導致其不能完全穩(wěn)定地進料，材料本身存在著氣泡，使打印表面不夠平整等。

可調節(jié)式嬰兒抱袋

目前市場上已有許多嬰兒抱袋產(chǎn)品，但他們大多都存在兩個問題：嬰兒姿勢固定導致無法方便地更換姿勢或將嬰兒抱下，無法為嬰兒提供柔軟且貼合的支撐。

基于這兩點問題，項目組設計了一款可調節(jié)式嬰兒抱袋，他們的產(chǎn)品使用了分體式設計，家長可以很方便地在“家長背心”和“嬰兒抱袋”的連接處調整嬰兒的位置，使嬰兒坐在胸前或平躺在胸前睡覺，也可以在不打擾嬰兒的情況下將嬰兒抱袋部分取下。嬰兒抱袋的部分采用了柔軟的海綿墊，并增加了許多海綿塊來保證為嬰兒提供全方位的支撐，保護嬰兒柔軟的頸部、背部等部位。同時他們使用了1：1的嬰兒模型反復測試，確保產(chǎn)品安全、實用、可靠。

責任編輯：陳曉麗