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我能升级避难所-第165部分

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  为了解决动力问题,甚至有人提出来过,做成EVA那样拖根电缆的有线版动力外骨骼。
  不过这些问题对于陈新来说其实都没有什么难度,拿几根钢管焊一个能动的架子,布置一下机械传动,再接一块电池,甚至都不需要液压助动,一套最原始的动力外骨骼就算做出来了,之后的工作完全就可以交给系统,陈新只需要点升级就完事了。
  但这却并不是陈新想要的,或者说这一次陈新需要考虑的问题和因素更多。
  因为这套外骨骼防护服是设计为民用的,主要提供给建筑工人和需要离开避难所外出作业的人员,以为他们提供在严寒和恶劣环境下的保暖和防护,以及一定程度的助力增强。
  所以这套外骨骼防护服,主要注重的是防护和保暖,对于助力增强并不需要太强,并且因为是要大规模生产和投入使用的,生产和维护的成本以及使用的便捷性是要放在第一位来考虑的。
  陈新自己弄一套出来是很简单的事情,他可以不考虑成本只管堆生存点,哪怕最后堆出个Mark85那样的纳米装甲也不是什么问题,但这仅限于他自己使用或者小批量的提供给避难所里的人使用。
  大规模生产外骨骼防护服可不是几套或者几十套事情,甚至不是几十万或者几百万的事情,全国还有几亿人民,哪怕只是十分之一的人需要使用外骨骼防护服也是几千万套的数量,如果不考虑成本和维护的问题,哪怕是炎国这样的国家也无法负担如此巨大的开销。
  这也是为什么陈新放弃了搞出全身防护的动力装甲的想法的原因,不是搞不出来,也不是说这东西太危险不适合民用,而是根本没有大范围普及的基础。
  事实上在陈新的设想之中,这样一套外骨骼防护服甚至连小型化之后的同位素温差电池都用不上,装一颗能够让其运转几十个小时的充电电池也就足够了,毕竟它的主要功能是保暖和防护。
  保暖这一点很好实现,飞行员抗荷服里就有现成的技术,像电热毯那样加电阻丝,让防护服拥有电加热功能就行了,唯一的问题不过是电池承不承受的起而已。
  而且根据陈新的判断,在未来这种电加热取暖的方式将会与合成纤维衣物一起成为人类的主要保暖衣物,因为传统的天然织物棉麻和毛料已经失去了绝大部分的原材料来源,就算还有部分产能能够保存下来,也不是普通避难所居民能够问津的。
  所以这样一套外骨骼防护服在防护服方面陈新打算采用的就是连体式的合成纤维衣物搭配电热丝取暖来保证防护服对寒冷的抵御能力。
  毕竟这样是相对而言成本较低、且原材料获取更为方便,也更能够便于生产的方式。
  过去的鸭绒、棉花填充保暖的手段原材料的获取也变得困难,所以与其还采取过去那种用填充物来保暖的方式,不如直接在身上装电热毯。
  只要外层结构的保暖性能足够好,电热取暖的方式效果够好,即便是零下几十度的低温,这样一套外骨骼防护服也是足以保证穿戴者不会被冻伤的。
  再加上一个连接供氧设备的全覆盖式头盔,更是足以抵御各种有害环境对穿戴者的伤害了。
  至于外骨骼的部分则可以相对简单,完全可以采用现有的技术比较成熟的无缘外骨骼作为基础,甚至可以直接采用无缘外骨骼作为普通民用版,加装了助力系统的作为升级版提供给建筑工人等需要重体力劳动的人。
  电池的部分陈新则打算在完成了小型化同位素温差电池之后,再研究一款可以反复充电的大容量高性能电池来作为这套外骨骼防护服的动力来源。
  一方面是外骨骼防护服是普通民用装备,并不需要长时间供电,加上同位素温差电池不管怎么说都是放射性元素,拿来普及民用还是会存在一定的安全问题。
  另一方面则同样是因为成本上的考虑,高性能电池的生产成本虽然同样不低,但和生产同位素温差电池相比的话,还是要低廉许多。
  因此,在综合考虑了各方面的因素之后,陈新心里对这套外骨骼防护服该怎么设计也有了概念。
  找出一套以前还在工作的时候从自己父亲那里弄来的旧工作服,翻出在装了地源热泵之后已经派不上用场的电热毯,再去仓库里拿来了制造外骨骼所需要的金属材料,陈新坐到了工作台前,准备先做一套原型机出来。
  以旧工作服为主体,添加电热毯作为材料,一套具备电加热功能的防护服在陈新确定升级之后便新鲜出炉。
  之后需要安装的就是电池、外骨骼和头盔了。
  这三者中电池陈新依旧用的是蓄电池,只是这次他是把蓄电池往可以快速反复充电的方向升级,而不是做成高耐久的核电池。
  至于头盔,陈新暂时只打算做个简版的罩子,至于之后是否要添加其他功能,是后续研发的事情,作为原型机能够密封、提供氧气和遮挡外部的寒冷也就足够了。
第275章 设计上的困难
  一套样品制作出来,自然要进行测试,因为用的是自己父亲以前的旧工作服,所以陈新也就顺势邀请自己的父亲来帮自己进行测试。
  然而陈新的父亲对陈新做出来的这件外骨骼防护服却表现的并不满意。
  “步子迈不开,手抬不起来,这根本不适合做事穿。”陈新的父亲套着这套外骨骼防护服,活动了一下身体之后,给出了他的意见:“而且这个头盔做的太大了,很不方便。”
  “问题这么多吗?”陈新面对自己父亲对这套成品的评价,感到有些意外。
  陈新的父亲想要将头上的头盔拿下来,但却因为外骨骼的关节结构问题而无法将手臂弯折超过九十度,使得只能由陈新帮忙取下头盔。
  取下了头盔的陈新父亲对陈新说道:“连头盔都要别人帮忙拿下来,你这个设计怎么能没有问题?外骨骼至少要保证人体正常的活动,不能造成阻碍。”
  “那我调整一下,应该是关节连接结构的问题。”陈新很虚心的听着自己父亲给出的建议,这其中存在的问题他自己也已经看出来了。
  因为顾虑成本问题,陈新对外骨骼的结构采取了相对简单的设计,但很显然这种过于凑合的设计让这套外骨骼在灵活性上大打折扣,甚至不能满足实际需要了。
  帮着自己的父亲将外骨骼从身上拆了下来,陈新又对自己的父亲问道:“爸,防护服用起来怎么样?”
  “有点重,不过还好,跟穿了一件棉袄差不多。”陈新的父亲拉开了防护服的拉链,将其脱了下来:“穿着身上感觉有点闷,其他倒是没什么问题。”
  “那看来还行,我想办法减轻一些重量,调整一下透气性。”陈新拿笔在一旁的本子上记下了自己父亲所说的事项。
  脱掉这一身略显厚重的外骨骼防护服之后,陈新的父亲这才对自己的儿子说道:“衣服的问题都是小事情,关键还是这个外骨骼,你这个东西设计出来是给人做事的时候穿的,那么首先就不能影响到身体的灵活性。
  设计一个东西,你首先要搞清楚你设计它出来是做什么的,你所有的设计和功能都应该围绕这个核心功能来设计,如果你的设计偏离了这个核心功能,那么你的设计本身就是错误的,哪怕设计的再好,也和你原本的目的是相违背的。
  所以好好想一想,你设计这个东西的目的是什么,你想用它做到什么事,达到什么样的效果,你现有的设计是不是围绕这个核心来设计的。”
  语重心长的说完了这些,陈新的父亲这才拍了拍自己儿子的肩膀,被陈新的妈妈叫去帮忙了。
  陈新被自己父亲这么一番教导,他也重新调整了自己的思路,将整套外骨骼防护服规整整齐放到了工作台上,打算对其重新进行调整。
  陈新父亲所提到的问题,总结起来的一个关键点就是外骨骼部分的关节设计存在问题。
  对于人体骨骼关节来说很容易实现的动作,放到机械外骨骼上就显得没那么容易了,越是灵活的机械关节,其机构也就越发的复杂。
  为了减少成本,陈新在外骨骼关节的连接方式上采用的都是摆动连接,只能在一个平面内进行一定程度的摆动,想要灵活的活动,需要多个关节一起配合。
  这无疑就使得外骨骼的关节活动范围和灵活度受到了限制。
  放到下肢还好,毕竟人类的两条腿大多数时候都只是做钟摆运动,只需要来回摆动就可以了,没人会平时闲的无聊劈横叉。
  但对于上肢来说,这样的设计就有些尴尬了。
  人体的上肢,也就是手臂除开手掌的指关节外,还有肩、肘、腕和桡尺这四个关节部分。
  其中肩关节有屈、伸、外展、内外旋转的功能,也因此关节头呈现为球形,被称为球形关节,靠着球形关节结构的优势,肩关节可以屈0°~180°,伸0°~50°,外展0°~180°,内外旋转0°~90°,堪称人体最灵活的关节之一,甚至比腕关节还要灵活。
  陈新的父亲说手臂抬不起来,很大一部分程度上就是受到外骨骼在肩部的活动关节影响。
  毕竟陈新在外骨骼的肩部关节所采用的是两个钟摆连接,一个负责前后摆动,一个负责上下摆动,两个关节配合倒是也能让手臂在一定范围内灵活活动。
  可受限于结构本身的限制,加上还需要连接助力结构,这一部分的灵活性是有限的。
  其最明显的表现就是使用者的手臂无法抬得比肩膀还高,也没有办法向后弯曲。
  再加上外骨骼肘部的连接关节因为连接结构的问题只能做0°~90°的屈、伸,和正常手臂关节0°~150°的屈、伸相比,少了足足60°的活动范围,这就使得使用者没有办法靠自己的双手摘掉头上的头盔。
  想要提升灵活性,就只能调整外骨骼关节的连接结构,增大其活动角度,或者采用更复杂的结构,让其变得更加灵活。
  采用和人体骨骼结构一样的球形关节倒不是不可以,只是人体的骨骼关节的连接面上有着一层软骨,靠着这层能够不断的再生的软骨人体才能够承受住关节的磨损。
  并且即便如此,也依旧有人因为高强度的劳动,导致关节磨损严重,出现关节劳损的病症。
  对于机械来说,换成球形关节的话,机械磨损将是一个无可避免的难题。
  无法再生只能采用轴承和润滑来减小摩擦,或者在磨损严重之后进行替换,但替换频繁无疑会增加维护成本,违背陈新想要降低成本的初衷。
  而且在球形关节上使用普通金属材料扛不住高强度的使用,而采用耐磨的高强度材料又会提高成本。
  除此之外就只有增加更多的活动关节来实现更灵活的活动角度,但复杂的结构又会使得维护变得无比麻烦,这让陈新顿时陷入了一种令人头秃的死循环。
第276章 暴增的蔬菜产量
  在外骨骼机械结构设计上的难题虽然让陈新感到困扰,但实际上要解决这个问题并不难。
  正统一点的解决方法是将这个问题发给国家的科研机构,让那些相关专业的专家们来完善这个设计。
  毕竟这不是什么很复杂,又或者对技术要求很高的事情,外骨骼开发中关节设计确实是一个很大的难题,但却并不是无法解决的难题。
  国家已经有着成熟的无缘外骨骼设计
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