Wachstum
Exoskelette: Mobilität und Effizienz der nächsten Generation
Die heutigen Exoskelette kombinieren menschliche Intelligenz, Instinkt und Urteilsvermögen mit roboterhafter Kraft und Ausdauer, um Aufgaben sicherer, einfacher und effizienter zu machen. Jeff Breakey, Vertriebsleiter für Automatisierung, erklärt, wie Präzisions-Cone Drive Harmonic Solutions® die zukünftigen Industriearbeiter der Welt durch Robotik unterstützen.
Mensch und Roboter bewegen sich harmonisch
Der globale Exoskelettmarkt wird voraussichtlich von 500 Millionen US-Dollar im Jahr 2021 auf 5 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030 wachsen. Zwei Haupttrends treiben diese zehnfache Expansion voran:
- Menschen und Arbeitgeber wollen mehr Sicherheit und Ergonomie am Arbeitsplatz, und
- Der Arbeitskräftemangel fordert die Menschen heraus, effizienter zu arbeiten.
Exoskelette ermöglichen beides, insbesondere wenn sie batteriebetrieben sind. Plötzlich ein Arbeiter, der 40 Pfund aufheben kann. allein kann 200 lbs bewältigen. mühelos. Die schwere Last wird für Leute erleichtert, die Flugzeuge warten oder Autos zusammenbauen. Denn Getriebelösungen in den Gelenken der Exoskelette tragen synchron die Last aus Gerätegewicht und Aufgabenstellung – und steigern gleichzeitig die eigene Körperkraft.
Cone Drive , ein Teil der Industrial Motion-Gruppe von Timken, entwickelt und fertigt eine Reihe von harmonischen Getriebelösungen, die in diesen Gelenken verwendet werden, von Komponenten-Zahnradsätzen bis hin zu Stellantrieben, bei denen es sich um komplette Getriebemotorbaugruppen handelt.
Breakey, der seit 26 Jahren mit Cone Drive zusammenarbeitet, sagt, dass das Unternehmen in der Industrierobotikbranche aufgrund seiner jahrzehntelangen Erfahrung in der Bewegungssteuerung vertrauenswürdig ist. Ihre harmonischen Lösungen werden aufgrund ihrer leichten, kompakten und drehmomentdichten Eigenschaften in High-End-Exoskelettanwendungen eingesetzt.
„Batteriebetriebene Exoskelette haben ähnliche Herausforderungen wie Elektroautos“, sagt er. „Sie müssen die maximale Reichweite oder Produktivität aus einer einzigen Ladung herausholen. Das macht Leichtgewicht extrem wichtig. Die Tatsache, dass Exoskelette von Menschen getragen werden, macht die Gewichtsreduktion noch wichtiger.“
Um die Masse zu reduzieren, beginnen die Ingenieure von Cone Drive mit standardmäßigen harmonischen Getrieben und optimieren das Design, um ein geringeres Gewicht zu erzielen, während die gleichen Leistungswerte beibehalten werden. Das dem Design innewohnende hohe Übersetzungsverhältnis führt zu einer größeren Drehmomentkapazität – was entscheidend dafür ist, dass die Gelenke des Exoskeletts so flexibel sind wie die Menschen, die sie tragen.
Cone Drive Harmonic Solutions® Technologie in Exoskeletten
Die Harmonic-Technologie ermöglicht die präzise Bewegung und Positionierung des Exoskeletts. Dieses mechanische Getriebesystem ermöglicht es Exoskeletten, sich flüssiger mit dem Körper des Arbeiters zu bewegen, was die Muskel-Skelett-Belastung reduziert und die Produktivität verbessert.
Cone Drive Harmonic Solutions-Zahnradantriebe werden für einzigartige Exoskelett-Designs angepasst und reduzieren die Masse gegenüber anderen Lösungen um bis zu 45 %. Mittelbohrungen ermöglichen die Durchführung von Kabeln und Geräten durch das Getriebe.
Angrenzende Funktionen liefern für Kunden
Der Wettlauf um die Markteinführung neuer Exoskelette spitzt sich zu, und viele Entwickler stellen ihre Konzepte jetzt unter Beweis. In kürzlich durchgeführten Feldtests mit Prototypen demonstrierte ein Cone Drive-Kunde die Sicherheits- und Effizienzvorteile der Verwendung von Exoskeletten für schweres Heben in der kommerziellen Luftfahrt und anderen industriellen Anwendungen.
Neben der laufenden technischen Unterstützung für Getriebelösungen – einschließlich SPINEA-Präzisions-Zykloidengetriebe für schwerere Robotik und Exoskelette – nutzen Kunden das erweiterte industrielle Bewegungsportfolio von Cone Drive, einschließlich benachbarter Lösungen wie magnetische Encoder für die Robotik .
„Encoder verwenden Sensortechnologie, um Bewegungen zu überwachen und darauf zu reagieren, ähnlich wie das Nervensystem im menschlichen Körper“, sagt Breakey. „Die Sensoren erkennen die menschliche Absicht und antizipieren die Belastung der Gelenke, sodass das System genau zum richtigen Zeitpunkt ausreichend Energie für dieses Gelenk bereitstellen kann.“
Neben dem Engineering sind die Fertigungskapazitäten von Cone Drive entscheidend für einen neuen Markt, der an der Schwelle zu einem schnellen Produktionshochlauf steht. Die Nachfrage nach industriellen Exoskeletten sowie nach medizinischen Exoskeletten, die Patienten helfen, ihre körperliche Rehabilitation und Mobilität zu verbessern, steigt bereits.
Der hohe Anpassungsgrad der Branche je nach Anwendung, Größe und Leistungsanforderungen kann sich auf die Produktionszykluszeiten auswirken. Das agile Fertigungsnetzwerk und die flexible Werkzeugausstattung von Cone Drive sorgen dafür, dass viele Abweichungen bewältigt und dennoch knappe Fristen von Exoskelettherstellern eingehalten werden können.
„Exoskelette sind neu, aber es gibt sie schon seit 100 Jahren“, sagt Breakey. „Ingenieure kennen Cone Drive als starkes technisches und produzierendes Unternehmen. Sie schätzen unsere Beziehung zu Timken, weil sie unsere Stabilität auf dem Markt zementiert. Sie wissen, dass sie Wert und Integrität in jeder unserer Lösungen erwarten können.“
Eine Innovation führt zur nächsten. Erfahren Sie, wie Cone Drive harmonische Lösungen für die Robotik von der umfangreichen Entwicklung des Unternehmens in der Schneckengetriebetechnologie für die Solarindustrie inspiriert wurden.
Published: 2022/12/27