Jak rozwiązania napędowe firmy FAULHABER wprawiają egzoszkielet w ruch
Znajdź oparcie w robotyce.
www.faulhaber.com
Przez długi czas nasobny sprzęt robotyczny wspomagający ciało był raczej pieśnią przyszłości. Dziś jest już używany w codziennej pracy. Znajduje zastosowanie szczególnie w środowiskach logistycznych i produkcyjnych, gdzie obciążenie fizyczne jest nieodłącznym elementem codziennej działalności i gdzie rośnie zapotrzebowanie na ukierunkowane wsparcie bez ograniczania swobody ruchu. „Egzoszkielet IX BACK VOLTON zrodził się z chęci zaoferowania klientom zmotoryzowanego rozwiązania, które spełniałoby więcej potrzeb niż typowo pasywny egzoszkielet”, wyjaśnia Pascal Schwedhelm, dyrektor ds. globalnej działalności oraz prac badawczo-rozwojowych w firmie SUITX. „Chcieliśmy stworzyć inteligentniejsze urządzenie, które byłoby zoptymalizowane pod kątem dynamicznych czynności, oferując minimalny opór podczas schylania się i wyczuwalne wsparcie przy prostowaniu ciała”.
W efekcie powstał egzoszkielet, który aktywnie odciąża kręgosłup i łatwo integruje się z naturalnymi ruchami ciała. Dzięki smukłej linii oraz ergonomicznej i optymalnie zrównoważonej konstrukcji system dyskretnie dopasowuje się do użytkownika i oferuje użytkownikowi niezbędne wsparcie. Przy łącznej masie wynoszącej 5,7 kg (z uwzględnieniem akumulatora) egzoszkielet IX BACK VOLTON odciąża kręgosłup o 17 kg przy każdej operacji podnoszenia.
Serce systemu stanowi technologia adaptacyjnej inteligencji, która dynamicznie i w czasie rzeczywistym dopasowuje wsparcie. Egzoszkielet zawsze dostarcza wprost idealną siłę wymaganą w konkretnej sytuacji — i ani mniej, ani więcej. Dzięki temu użytkownik odczuwa ulgę zamiast skrępowania ruchów, nawet przy wykonywaniu bardzo dynamicznych zadań. Pomoc ta ogranicza zmęczenie i ryzyko urazu, a jednocześnie zwiększa wydajność i wytrzymałość podczas pracy.
Optymalne wsparcie każdego ruchu
Mówiąc ogólnie, egzoszkielet IX BACK VOLTON podtrzymuje biodra użytkownika, dostarczając określony moment obrotowy. Ten moment ułatwia górnej partii ciała powrót do pozycji wyprostowanej po zgięciu kolan. Efekt: duże odciążenie mięśni pleców, zmniejszenie obciążenia kręgosłupa, a w konsekwencji mniejsze ryzyko nadwyrężenia i odniesienia obrażeń ciała w codziennej pracy. Z racji tego, że egzoszkielet ma bezpośrednią styczność z ciałem, zastosowanie mają szczególnie restrykcyjne wymagania. Sprzęt musi oferować wygodę, płynne działanie, intuicyjną i bezawaryjną obsługę. Powinien również stale prawidłowo ustawiać się do wykonywanego w danej chwili ruchu. Jednocześnie system musi spełnić wszystkie niezbędne wymogi bezpieczeństwa.
Oprócz ograniczenia ryzyka urazu, egzoszkielet IX BACK VOLTON istotnie przyczynia się do poprawy wydajności. Duży w tym udział konstrukcji ramy znajdującej się na plecach użytkownika. Oferuje ona wyśmienitą swobodę ruchu i wspaniałą wygodę. Jednocześnie konstrukcja pozwala przenosić paczki i inne ładunki blisko górnej części ciała. Stanowi to dużą zaletę podczas częstego podnoszenia, noszenia i przemieszczania ładunków. Dlatego właśnie ten egzoszkielet idealnie sprawdza się w dynamicznych środowiskach logistycznych, które charakteryzują się zmiennością zadań, wąskimi przedziałami czasu i zróżnicowaną siłą roboczą. System dostosowuje się do użytkownika, a nie odwrotnie.
Kluczowe znaczenie precyzji i partnerstwa
Egzoszkielet IX BACK VOLTON jest efektem współpracy różnorodnych ekspertów. W skład zespołu projektowego weszli specjaliści z zakresu mechaniki, biomechaniki elektryki i oprogramowania. Mieli jasno określony cel: stworzyć zmotoryzowany system wsparcia, który będzie sprawiał wrażenie naturalnego, zaoferuje dużą moc i spełni wymagania codziennej pracy przemysłowej. Zespół inżynieryjny z firmy FAULHABER odegrał dużą rolę w procesie. Wspólnie stworzono niestandardowy silnik, który łączy właściwości niezbędne dla egzoszkieletu: dużą wydajność, najwyższą jakość wykonania i skalowalność potrzebną do dalszej produkcji seryjnej.
„Postawiliśmy na firmę FAULHABER podczas prac rozwojowych, ponieważ uważamy, że na rynku nie ma innego silnika spełniającego nasze wysokie wymagania”, wyjaśnia Pascal Schwedhelm. „Dzięki wiedzy specjalistycznej i uznanym standardom jakości firma FAULHABER stała się naszym preferowanym partnerem od samego początku współpracy”. Firma SUITX nawiązała kontakt z FAULHABER, aby przedstawić konkretną wizję i szczegółowe wymagania. Następnie w ramach ścisłej współpracy opracowano rozwiązanie, które jest nie tylko technicznie imponujące, lecz także umożliwia łatwą integrację z całym systemem. Wspólnie zrealizowany projekt pokazuje, jak partnerstwo na równych zasadach pozwala rozwiązywać złożone problemy i jak można przekuć pomysł w gotowy do wprowadzenia na rynek produkt.
Silniki, takie jak urządzenia z serii FAULHABER BXI, stanowią podstawę techniczną zastosowań wymagających połączenia dużej siły i dynamiczności z małą masą i minimalną przestrzenią instalacji, np. egzoszkieletów lub robotycznych stawów w robotach humanoidalnych.
Przyszłość nowych możliwości
Nieustanny rozwój technologii napędów i silników do egzoszkieletów tworzy nowe możliwości: układy stają się lżejsze, bardziej niezawodne i oferują większą jakość niż dotychczas. I właśnie to będzie podstawą do stworzenia systemów, które w przyszłości nie będą wspierać samego kręgosłupa, lecz także poszczególne stawy, i poskutkuje wprowadzeniem egzoszkieletów do nowych branż i na całkiem nowe rynki. Rozwiązania, które obecnie wykorzystuje się głównie w środowiskach logistycznych, produkcyjnych, a nawet w rehabilitacji, w niedalekiej przyszłości znajdą kolejne zastosowania. Egzoszkielety będą coraz częściej wspierać ludzi nie tylko w wymagających fizycznie pracach czy przy rekonwalescencji, lecz także w życiu codziennym — wszędzie tam, gdzie można ułatwić ruch, zwiększyć bezpieczeństwo i poprawić jakość życia.
Customer-specific FAULHABER motor solution for exoskeleton
https://cdn.faulhaber.com/media/DAM/Documents/brochure/faulhaber-brochure-market-solution-robotic-joints-en.pdf
FAULHABER BXI - The new centerpiece for robotics applications
