發布日期：2022-05-18 點擊率：52
外骨骼必須是輕巧、緊湊、功能強大、可靠且易于使用的。世界各地的許多開發人員都涉足這一學科，取得了不同程度的成功。
用機電系統模擬人類步態是一個巨大的挑戰。支撐人的結構必須盡可能輕，但也要堅固，因為每增加一公斤就會對驅動系統產生影響。由于這個原因，輕量化材料，如碳經常被使用。如果沒有任何困難，飛行員也不能通過外星門。”
“由電機和齒輪頭組成的驅動系統必須提供高扭矩。巨大的力量在起作用，尤其是在上下樓梯時。同時，需要高水平的動態性，因為電機必須不斷改變由于步行運動的旋轉方向。愿望清單上的最后一項是緊湊的設計，盡可能少占用空間。”
“飛行員需要完全控制他們的運動，所以運動控制必須易于接近和直觀設計。此外，為了確保接口可靠地傳輸起作用時的大作用力，同時保護飛行員的敏感皮膚，必須根據飛行員的腿部和軀干對其進行單獨調整。”
“這可以說是最重要的一點。外骨骼在實踐中工作的好壞主要取決于飛行員，飛行員必須習慣機器人的輔助，并學會如何使用它達到最佳效果。有些人更依賴力量，有些人更依賴技術。不管怎樣，都需要大量的訓練。”
“應該有多少自由度？這是個棘手的問題。外骨骼設計師通常選擇每條腿兩個自由度，因此只有臀部和膝蓋可以移動。這樣做的好處是：重量更小，控制系統更簡單，因此誤差源也更少。但是，有三到四個自由度是可能的。這意味著你可以有橫向運動，例如，或額外驅動腳踝。這使飛行員在不平的地面上有了額外的運動自由度和穩定性。另一方面，這會使整個系統更重、更復雜，同時也會縮短電池壽命。”
乍一看，控制更少的自由度似乎很簡單。然而，當您深入到細節時，實現就相當復雜了。這是因為許多不同的運動必須通過安全裝置加以控制和防止事故的發生。此外，整個外骨骼應與飛行員合作進一步開發。這只能通過可行的軟件架構來實現。”
Christian Bermes是VariLeg enhanced的團隊負責人，也是拉帕斯威爾高鐵應用科學大學自動化和機電一體化教授。
新型VariLeg外骨骼，電機功率加倍
VariLeg增強型團隊正在為Cybathon 2020開發和建造外骨骼。然而，正在進行的項目與蘇黎世ETH的VariLeg團隊在2016年參與的項目沒有多大關系。目前的外骨骼是作為學生項目開發的。來自蘇黎世ETH和高鐵應用科學大學Rapperswil的混合團隊正在完成機器人系統。這個系統有兩個自由度。每側有兩個無刷平面馬達，用于移動臀部和膝蓋。它們提供高達600瓦的功率。
馬克森的商業發展醫學部的奧托·伊尼琴說：“最重要的是，外骨骼的驅動裝置必須是輕量級的。低的整體高度也很重要。但同時，由于電機必須頻繁且快速地改變旋轉方向，因此需要高功率密度和高動態性。在maxon，我們目前正在開發一個新的電機產品平臺，專門為滿足機器人市場的需求而設計。這些新驅動器基于EC-i無框架概念。然后根據應用和要求，將其與合適的齒輪頭組合在一起。”
maxon是高精度直流電刷和無刷伺服電機和驅動器的領先供應商。這些電機的尺寸范圍從4-90毫米，可提供高達500瓦。我們將電機、齒輪和直流電機控制裝置組合成高精度、智能的驅動系統，可根據客戶的具體應用需求進行定制。
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