Hogyan mozgatják a FAULHABER hajtási megoldásai az exoskeletont
A robotika támogat
Az emelés, a cipelés és a lehajlás mind a logisztikai raktárak, a csomagszállítás vagy a repülőterek mindennapos munkanapjainak részét képezik. Ezek a tevékenységek fizikailag megterhelőek, és idővel fizikai megerőltetéshez is vezethetnek. A robotika nem tudja teljesen átvenni az ilyen feladatokat, de támogatást tud nyújtani az embereknek ott, ahol számít: közvetlenül a testen és a munka közben. Ennek a támogatásnak a biztosítása érdekében a SUITX kifejlesztett egy intelligens exoskeletont: az IX BACK VOLTON-t.
A fejlett robotikát, az adaptív intelligenciát és az ipari akkumulátor-technológiát ötvözi egy könnyű rendszerben, amely jelentősen tehermentesíti a hátat fizikai munka végzése közben. Különösen a repetitív mozdulatoknál mutatja meg az exoskeleton az erejét – intuitív és hatékony módon. Az eszköznél a FAULHABER hajtásmegoldásai biztosítják a természetes mozgástartományt. Ergonomikus, erős és dinamikus mozdulatokat tesznek lehetővé, amelyek alkalmazkodnak az emberi felhasználóhoz. Ez intelligens szimbiózist teremt az ember és a technológia között: olyan robotikát, amely nem helyettesít, hanem támogat.
A hordható robotikus támogatás már régóta több a jövő víziójánál – ma már megtalálható a mindennapi munkában is. Különösen a logisztikai és gyártási környezetekben, ahol a fizikai megterhelés a mindennapi munkavégzés szerves része, egyre nő az igény az olyan megoldásokra, amelyek célzott támogatást nyújtanak az embereknek anélkül, hogy korlátoznák őket. „Az IX BACK VOLTON-t arra az igényre válaszul fejlesztettük ki, hogy ügyfeleinknek többet nyújthassunk: egy motorizált megoldást, amely a pusztán passzív exoskeletonokkal elérhető lehetőségeken túl is kielégíti igényeiket.” – magyarázza Pascal Schwedhelm, a SUITX globális műveleti és kutatás-fejlesztési vezetője. „Egy intelligensebb eszközt akartunk kifejleszteni, ami a dinamikus mozgásokhoz van optimalizálva, minimális ellenállást fejt ki lehajoláskor, és határozott támaszt nyújt felegyenesedéskor.”
Az eredmény egy olyan exoskeleton, amely aktívan tehermentesíti a gerincet, és zökkenőmentesen összehangolódik a test természetes mozgásaival. Karcsú, ergonomikus és optimálisan kiegyensúlyozott kialakításával a rendszer diszkréten illeszkedik a testhez, és minden szükséges támasztást biztosít viselőjének. Az akkumulátorral együtt mindössze 5,7 kg össztömegű IX BACK VOLTON emelési műveletenként akár 17 kg-mal is támogatja a viselője hátát.
Alapját egy adaptív intelligencia képezi, amely dinamikusan és valós időben szabályozza a támogatást. Az exoskeleton mindig pontosan azt az erőt adja, amelyre az adott helyzetben szükség van – se többet, se kevesebbet. Ez biztosítja, hogy a viselője csak támogatást érezzen, de ne érezze magát korlátozva, még rendkívül dinamikus feladatok végzése közben sem. Így nemcsak csökkenti a fáradtságot és a sérülésveszélyt, hanem egyúttal növeli a munkafolyamat hatékonyságát és az állóképességet is.
Optimális tartás minden mozdulatnál
Lényegében az IX BACK VOLTON egy konkrét nyomatékkal támasztja alá a viselője csípőjét. Ez a nyomaték megkönnyíti a felsőtest számára, hogy egy lehajoló mozdulat után visszatérjen egyenes testtartásba. Az eredmény: a hátizmok jelentősen tehermentesülnek, csökken a gerinc terhelése, és ezzel együtt a mindennapi munkavégzés során a túlterhelés és a sérülések kockázata is. Mivel az exoskeletont közvetlenül az emberi testen használják, különösen magas követelményeknek kell megfelelnie. Kényelmesnek kell lennie, zökkenőmentesen, megbízhatóan és intuitív módon kell működnie, és minden esetben a viselő szándékolt mozgásához kell igazodnia. Ezzel egyidejűleg a rendszer minden releváns biztonsági követelménynek megfelel. A sérülések kockázatának csökkentése mellett az IX BACK VOLTON mérhető mértékben hozzájárul a hatékonyság növeléséhez is. Ennek egyik fő tényezője a viselő hátán lévő vázszerkezet: nagyfokú mozgásszabadságot és rendkívül kényelmes viseletet biztosít. Ugyanakkor ez a kialakítás lehetővé teszi a csomagok és terhek felsőtesthez közeli szállítását is, ami komoly előnyt jelent a terhek gyakori emelése, hordozása és mozgatása során. Az exoskeleton ezért ideális a gyors tempójú logisztikai környezetben, ahol a feladatok változnak, szűkös az időkeret és a munkaerő sokféle. A rendszer alkalmazkodik a viselőjéhez – és nem fordítva.
A pontosság és az együttműködés a kulcs
Az IX BACK VOLTON kifejlesztése egy interdiszciplináris együttműködés eredménye. A fejlesztőcsapatban gépészeti, villamosmérnöki, szoftverfejlesztési és biomechanikai szakértők vettek részt. A cél egyértelmű volt: olyan motoros támogató eszköz létrehozása, amely természetes érzetet kelt, nagy teljesítményű, és megfelel a mindennapi ipari munka szigorú követelményeinek. A FAULHABER mérnöki csapata kulcsszerepet játszott a projektben. Egy ügyfélspecifikus motoros megoldást fejlesztettek ki közösen, amely pontosan ötvözi az exoskeleton számára létfontosságú tulajdonságokat: a nagy teljesítményt, az első osztályú gyártási minőséget és a későbbi sorozatgyártáshoz szükséges skálázhatóságot. „A FAULHABER-t választottuk fejlesztő partnerünknek, mert meglátásunk szerint a piacon nem volt olyan motor, amely megfelelt volna a magas elvárásainknak” – magyarázza Pascal Schwedhelm. „Szakértelmével és jól ismert, magas minőségi színvonalával a FAULHABER már a kezdetektől fogva az első számú partnerünk volt.” A SUITX egy világos elképzeléssel és az alkalmazás követelményeinek mélyreható ismeretével vette fel a kapcsolatot a FAULHABER-rel. Így született meg szoros együttműködés keretében egy olyan hajtási megoldás, amely nemcsak műszakilag lenyűgöző, de zökkenőmentesen illeszkedik a teljes rendszerbe is. A közös projekt jól példázza, hogy az egyenrangú partnerként folytatott közös fejlesztés hogyan old meg komplex kihívásokat – és hogyan lesz egy ötletből piacképes termék. Az olyan motorok, mint a FAULHABER BXI sorozat, képezik a műszaki alapot azon alkalmazásokhoz, ahol nagy erőre és dinamikára van szükség, de alacsony súly és minimális beépítési hely az elvárás – például exoskeletonokban vagy a humanoid robotok robotikus ízületeiben.
Egy jövő új lehetőségekkel
Az exoskeletonok hajtás- és motortechnikájának folyamatos fejlődése új lehetőségeket nyit meg: a rendszerek egyre könnyebbek, megbízhatóbbak és jobb minőségűek, mint valaha. Pontosan ez a fejlődés képezi az alapot ahhoz, hogy a jövőben ne csak a hátat, hanem más testízületeket is támogassanak – és hogy az exoskeletonokat új iparágakban és teljesen új piacokon is alkalmazzák. Ami ma elsősorban a logisztikai és gyártási környezetben, valamint a rehabilitációban használatos, az a nem túl távoli jövőben tovább fog terjedni. Az exoskeletonok egyre inkább támogatni fogják az embereket nemcsak a fizikailag megterhelő munkában vagy a lábadozás során, hanem a mindennapi életben is – bárhol, ahol meg kell könnyíteni a mozgást, garantálni kell a biztonságot és javítani kell az életminőséget.
A vállalat bemutatása – Schönaich meghajtószakértői
A FAULHABER nagy precizitású, miniatürizált meghajtórendszerek, szervokomponensek és hajtásrendszer-elektronikai egységek fejlesztésével, gyártásával és üzembe helyezésével foglalkozik egészen 200 W leadott teljesítményig. Ide tartozik továbbá például az ügyfélspecifikus megoldáscsomagok üzembe helyezése, valamint a számos különböző standard termék gyártása is, pl. kefe nélküli motorok, DC mikromotorok, jeladók és mozgásvezérlők. A FAULHABER nevet világszerte a csúcsminőség és a megbízhatóság védjegyeként ismerik a komplex és komoly kihívásokat támasztó alkalmazási területeken, mint pl. az orvostechnológiában, a gyárautomatizálásban, a precíziós optika területén, a telekommunikációban, a repülő- és űripar, valamint a robotika területén. A nagy teljesítményű, 200 mNm folyamatos nyomatékot biztosító DC motoroktól kezdve a mindössze 1,9 mm külső átmérőjű mikromeghajtókig a FAULHABER számos különböző termékből felépülő standard termékpalettája több mint 25 millió különböző módon kombinálható egy adott alkalmazáshoz szükséges optimális hajtásrendszer kialakítása érdekében. Ugyanakkor a technológiai „építőkészlet” alapegységei módosíthatók, aminek segítségével az ügyfelek speciális igényeinek kielégítése érdekében speciális verziók is kivitelezhetők.
Customer-specific FAULHABER motor solution for exoskeleton
FAULHABER BXI – The new centerpiece for robotics applications
https://cdn.faulhaber.com/media/DAM/Documents/brochure/faulhaber-brochure-market-solution-robotic-joints-en.pdf
