外骨骼必须轻巧,紧凑,强大,可靠,易于使用 - 什么可能更容易?世界各地的许多开发商都涉足在这个学科,不同程度的成功。Rankian Bermes,Varileg增强团队的负责人解释了这一切都归结为。
力学
“用机制系统模拟人体步态是一个巨大的工程挑战。支持该人的结构必须尽可能轻,又重要,因为每一个额外的千克对驱动系统都有影响。因此,通常使用诸如碳的轻质材料。同样重要的是,外骨骼不是太广泛的,因为飞行员必须能够通过任何门而毫无困难地通过任何门。“
驾驶
“由电动机和齿轮头组成的驱动系统,必须提供高扭矩。巨大的力量在工作,特别是在上下走上楼梯时。同时,需要高水平的动态,因为电机必须不断地改变由于行走运动而导致的旋转方向。愿望清单上的最终项目是一种紧凑的设计,可以尽可能少的空间。“
用户界面
“飞行员需要完全控制他们的运动,因此必须轻松地且直观地设计运动控制。此外,为了确保内饰可靠地在游戏中传递大型力,同时也保护飞行员的敏感性皮肤,必须单独调整到飞行员的腿和躯干。“
飞行员和经验
“这可以是最重要的一点。外骨骼在实践中的工作程度主要取决于飞行员,谁必须习惯机器人帮助,并学习如何将它用作最佳效果。有些人更依赖于力量,其他人在技术上。无论哪种方式,它需要大量的培训。“
自由程度
“应该有多少程度的自由?这是一个棘手的问题。外骨骼设计人员通常每条腿选择两度自由,所以只有臀部和膝盖移动。其中的好处是:减少重量,更简单的控制系统,因此较少的误差源。但是,可以有三个或四个自由度。这意味着您可以具有横向移动,例如,或者另外致动脚踝。这为试点提供了额外的运动自由,并在不平坦的地面上增加了稳定性。另一方面,这使得整个系统更重,更复杂,并且还降低了电池寿命。“
软件
“乍一看,控制更少的自由度似乎很简单。但是,当您关闭详细信息时,实现更复杂。这是因为必须控制许多不同的动作,并且安全特征阻止了事故。此外,整个外骨骼应与飞行员合作进一步开发。这只能通过可行的软件架构实现。“
Christian Bermes是Varileg的Comen Sender,加强了HSR应用科学大学的自动化和机电一体化教授Rapperswil。
新的varileg exoskeleton与电动机的两倍
这varileg增强团队正在开发和建立一个Cybathlon 2020的外骨骼。然而,正在进行的项目与来自2016年的Eth苏黎世的Varileg团队一点不一定。目前的外骨骼被制定为学生项目。来自苏黎世的混合团队和HSR应用科学大学Rapperswil现在正在完成机器人系统的完成。该系统具有两度自由度。每侧有两个无刷平板电机,移动臀部和膝盖。这些提供高达600 W的权力。
Otto Ineichen,Maxon的业务发展医疗:“最重要的是,外骨骼的驱动器必须重量轻。而且整体高度较低也很重要。然而,同时,需要高功率密度和动力学,因为电机必须经常更换旋转方向,并且非常快速地改变。在Maxon,我们目前正在开发一个专门设计用于满足机器人市场需求的新产品平台。这些新的驱动器基于EC-I无框概念。然后,它们可以与合适的齿轮发合,具体取决于应用和要求。“