Egzoszkielety: mobilność i wydajność nowej generacji

Egzoszkielety: mobilność i wydajność nowej generacji

Dzisiejsze egzoszkielety łączą ludzką inteligencję, instynkt i osąd z siłą i wytrzymałością robota, czyniąc zadania bezpieczniejszymi, łatwiejszymi i wydajniejszymi. Jeff Breakey, dyrektor ds. sprzedaży automatyki, wyjaśnia, w jaki sposób precyzja Cone Drive Harmonic Solutions® umożliwia przyszłej sile roboczej na całym świecie dzięki robotyce.

Ludzie i roboty poruszają się w harmonii

Oczekuje się, że światowy rynek egzoszkieletów wzrośnie z 500 milionów dolarów w 2021 roku do 5 miliardów dolarów w 2030 roku. Ten dziesięciokrotny wzrost napędzają dwa główne trendy:

  • Ludzie i pracodawcy chcą większego bezpieczeństwa i ergonomii w miejscu pracy
  • Niedobory siły roboczej zmuszają ludzi do wydajniejszej pracy.

Egzoszkielety umożliwiają jedno i drugie, zwłaszcza gdy są zasilane bateryjnie. Nagle pracownik, który może podnieść 40 funtów. na własną rękę może zarządzać 200 funtów. bez wysiłku. Ciężki ładunek jest lżejszy dla osób zajmujących się konserwacją samolotów lub montażem samochodów. Dzieje się tak, ponieważ rozwiązania przekładni w stawach egzoszkieletów synchronicznie przenoszą ciężar jednostki i wykonywanego zadania — jednocześnie zwiększając siłę własnego ciała użytkownika.

Cone Drive , część grupy Industrial Motion firmy Timken, projektuje i produkuje szereg rozwiązań przekładni harmonicznych stosowanych w tych przegubach, od zestawów przekładni składowych po siłowniki, które są kompletnymi zespołami motoreduktorów.

Breakey, który współpracuje z Cone Drive od 26 lat, twierdzi, że firma cieszy się zaufaniem w branży robotyki przemysłowej dzięki wieloletniemu doświadczeniu w zakresie sterowania ruchem. Ich rozwiązania harmoniczne są stosowane w zaawansowanych zastosowaniach egzoszkieletów ze względu na ich lekkość, zwartość i dużą gęstość momentu obrotowego.

„Egzoszkielety zasilane bateryjnie mają podobne wyzwania jak samochody elektryczne” – mówi. „Muszą uzyskać maksymalny zasięg lub produktywność na jednym ładowaniu. To sprawia, że lekkość jest niezwykle ważna. Fakt, że egzoszkielety są noszone przez ludzi, sprawia, że redukcja masy ciała jest jeszcze ważniejsza”.

Aby zmniejszyć masę, inżynierowie Cone Drive rozpoczęli od standardowych napędów z przekładnią harmoniczną i zoptymalizowali projekt, aby był lżejszy, zachowując te same wskaźniki wydajności. Wysokie przełożenie nieodłącznie związane z konstrukcją prowadzi do większej zdolności przenoszenia momentu obrotowego — co ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że stawy egzoszkieletu są tak elastyczne, jak ludzie je noszący.

Technologia Cone Drive Harmonic Solutions® w egzoszkieletach

Technologia harmoniczna umożliwia precyzyjny ruch i pozycjonowanie egzoszkieletu. Ten mechaniczny system przekładni umożliwia płynniejsze poruszanie się egzoszkieletów wraz z ciałem pracownika, co zmniejsza obciążenie układu mięśniowo-szkieletowego i poprawia produktywność.

Przekładnie zębate Cone Drive Harmonic Solutions są dostosowane do unikalnych projektów egzoszkieletów i zmniejszają masę nawet o 45% w porównaniu z innymi rozwiązaniami. Otwory centralne umożliwiają przejście kabli i sprzętu przez przekładnię.

Sąsiednie możliwości zapewniają klientom

Wyścig o wprowadzenie na rynek nowych egzoszkieletów zbliża się do końca, a wielu programistów udowadnia teraz swoje koncepcje. W niedawnych testach terenowych prototypów jeden z klientów Cone Drive wykazał korzyści w zakresie bezpieczeństwa i wydajności wynikające z używania egzoszkieletów do podnoszenia ciężkich przedmiotów w lotnictwie komercyjnym i innych zastosowaniach przemysłowych.

Poza ciągłym wsparciem inżynieryjnym rozwiązań w zakresie przekładni — w tym precyzyjnych cykloidalnych napędów zębatych SPINEA do cięższych robotów i egzoszkieletów — klienci korzystają z rozszerzonej oferty ruchu przemysłowego firmy Cone Drive, w tym sąsiednich rozwiązań, takich jak enkodery magnetyczne dla robotyki .

„Enkodery wykorzystują technologię wykrywania do monitorowania ruchu i reagowania na niego, podobnie jak układ nerwowy w ludzkim ciele” — mówi Breakey. „Czujniki wykrywają ludzką intencję i przewidują obciążenie stawów, dzięki czemu system może zapewnić wystarczającą moc do tego stawu we właściwym czasie”.

Oprócz inżynierii, możliwości produkcyjne Cone Drive są kluczowe dla nowego rynku u progu szybkiego wzrostu produkcji. Zapotrzebowanie na egzoszkielety przemysłowe już rośnie, a także na egzoszkielety medyczne, które pomagają pacjentom poprawić rehabilitację fizyczną i mobilność.

Wysoki poziom dostosowywania w branży w zależności od zastosowania, rozmiaru i wymagań dotyczących wydajności może mieć wpływ na czasy cyklu produkcyjnego. Sprawna sieć produkcyjna Cone Drive i elastyczne oprzyrządowanie oznaczają, że może obsłużyć wiele odchyleń i nadal dotrzymywać napiętych terminów od producentów egzoszkieletów.

„Egzoszkielety są nowe, ale istnieją już od 100 lat” — mówi Breakey. „Inżynierowie znają Cone Drive jako silną firmę techniczną i produkcyjną. Doceniają nasze relacje z firmą Timken, ponieważ cementuje to naszą stabilność na rynku. Wiedzą, że mogą oczekiwać wartości i integralności w każdym z naszych rozwiązań”.


Jedna innowacja prowadzi do kolejnej. Dowiedz się, w jaki sposób rozwiązania harmoniczne Cone Drive dla robotyki zostały zainspirowane szeroko zakrojonym rozwojem technologii przekładni ślimakowych dla przemysłu solarnego.