外骨骼：下一代机动性和效率

今天的外骨骼将人类的智慧、本能和判断力与机器人的力量和耐力相结合，使任务更安全、更轻松、更高效。 自动化销售总监 Jeff Breakey 解释了精密 Cone Drive Harmonic Solutions® 如何通过机器人技术为世界未来的工业劳动力提供支持。

人类和机器人和谐相处

全球外骨骼市场预计将从 2021 年的 5 亿美元增长到 2030 年的 50 亿美元。 两个主要趋势正在推动这一十倍的扩张：

• 人们和雇主想要更好的工作场所安全和人体工程学，以及
• 劳动力短缺正在挑战人们提高工作效率。

外骨骼使两者都能实现，尤其是当它们由电池供电时。 突然，一个可以捡起 40 磅重物的工人。 他们自己可以管理 200 磅。 毫不费力地。 为维修飞机或组装汽车的人减轻了沉重的负担。 这是因为外骨骼关节中的齿轮解决方案同步承担了装置重量和手头任务的负担——同时增强了佩戴者自身身体的力量。

Cone Drive是铁姆肯公司工业运动集团的一部分，设计和制造一系列用于这些关节的谐波齿轮解决方案，从组件齿轮组到执行器，它们是完整的齿轮电机组件。

与 Cone Drive 合作了 26 年的 Breakey 表示，该公司凭借数十年的运动控制专业知识在工业机器人行业中备受信赖。 由于其轻便、紧凑和扭矩密集的特性，他们的谐波解决方案正被高端外骨骼应用所采用。

“电池驱动的外骨骼与电动汽车面临着类似的挑战，”他说。 “他们必须在一次充电后获得最大的续航里程或生产力。这使得轻量化非常重要。人们穿戴外骨骼这一事实使得减轻体重变得更加重要。”

为了减轻质量，Cone Drive 工程师从标准谐波齿轮传动开始，优化设计以减轻重量，同时保持相同的性能等级。 设计中固有的高齿轮比导致更大的扭矩容量——这对于确保外骨骼关节与佩戴它们的人一样灵活至关重要。

外骨骼中的 Cone Drive Harmonic Solutions® 技术

谐波技术使外骨骼能够精确运动和定位。 这种机械齿轮系统使外骨骼能够更流畅地随工人的身体移动——减少肌肉骨骼劳损并提高生产率。

Cone Drive Harmonic Solutions 齿轮传动针对独特的外骨骼设计进行了定制，与其他解决方案相比，重量减轻了 45%。 中心钻孔允许电缆和设备穿过传动装置。

相邻的能力为客户提供

将新型外骨骼推向市场的竞赛即将进入白热化阶段，许多开发人员现在都在证明他们的概念。 在最近的原型现场测试中，一位 Cone Drive 客户展示了在商业航空和其他工业应用中使用外骨骼进行重型起重的安全性和效率优势。

除了对齿轮解决方案的持续工程支持——包括用于重型机器人和外骨骼的SPINEA 精密摆线齿轮驱动——客户正在利用 Cone Drive 扩展的工业运动产品组合，包括用于机器人的磁性编码器等相邻解决方案。

“编码器使用传感技术来监测和响应运动，就像人体内的神经系统一样，”Breakey 说。 “传感器检测人的意图并预测关节负载，因此系统可以在正确的时间为该关节提供足够的动力。”

除了工程之外，Cone Drive 的制造能力对于处于快速生产增长尖端的新市场也至关重要。 对工业外骨骼以及帮助患者改善身体康复和活动能力的医用外骨骼的需求已经在增加。

行业根据应用、尺寸和性能要求进行的高度定制会影响生产周期。 Cone Drive 的敏捷制造网络和灵活的工具意味着它可以处理许多差异，并且仍能满足外骨骼生产商的紧迫期限。

“外骨骼是新事物，但我们已经存在 100 年了，”Breakey 说。 “工程师们知道 Cone Drive 是一家强大的技术和制造公司。他们赞赏我们与铁姆肯公司的关系，因为它巩固了我们在市场上的稳定性。他们知道他们可以期待我们每一个解决方案的价值和完整性。”

一项创新会导致另一项创新。 了解用于机器人技术的 Cone Drive 谐波解决方案如何受到该公司为太阳能行业广泛开发的蜗轮技术的启发。

Published: 2022/12/27