Arendage Eksoskeletiid Vastavalt Lego Põhimõttele

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

"Aha, see tähendab ergonoomilist" sõjavarustust ". "Põnev - Bundeswehri sõdurist saab Raudmees". Sõprade kommentaarid minu uurimisteemal “Universität der Bundeswehr Hamburgis arendavad eksoskeletoone” olid sarnased. "See ei ole sõjaväe jaoks arendus," selgitas mõni päev hiljem Hamburgi Helmut Schmidti ülikooli tootmistehnoloogia laboratooriumi (LaFT) juhataja prof Wulfsberg. LaFT-i interdistsiplinaarses meeskonnas luuakse nutika abistamise all inimestele ergonoomilisi abivahendeid. LaFT-lenduri sõnul on need "tehnilise toe süsteemid, mida inimesed tõesti tahavad". Juba on välja töötatud üle 20 eksoskeleti lähenemise - alates pahkluu ortoosist kuni lihaskinniseni.

Pildigalerii

Väidetavalt on eksoskeletid taskukohased, kaasaskantavad ja kerged

"Aitame oma eksoskeleti süsteemidega aidata inimestel vältida tervisekahjustusi töökohal," selgitab sporditeadlane Andreas Argubi-Wollesen, LaFT Ehituse ja tootmistehnoloogia instituudi vanem biomehaanik. "Meie süsteemid peaksid leevendama inimeste lihaskoormust ega koormaks neid täiendavalt nende kaalu järgi." Sotsioloog Dr. Athanasios Karafillidis pole huvitatud mitte ainult hilisemate eksoskeleti kandjate aktsepteerimisest, vaid osaleb ka kontseptsioonide väljatöötamisel ja klassifitseerimisel. "Asi polnud raudses stiilis üliinimese loomises eksoskeleti abil," rõhutab nutika Assisti töörühma asejuht.mis vajab võimalikult vähe tehnoloogiat."

Uuendus: EMO 2019

Maailma juhtiv metallitööstuse mess on alguspunktides

Tehke üldtööd lihtsamaks

"Alguses ei alustanud me eksoskeleti eesmärgiga, vaid meile anti ülesanne välja tugikomponentide väljatöötamine," ütleb LaFTi direktor Wulfsberg. „Esimene taotlus tuli Hamburgi Airbusi tehaselt, mis soovis oma töötajaid üleliigsetest töödest vabastada.“Esimesi funktsionaalseid mudeleid katsetati seal juba 2016. aastal. Põhirõhk on ennetamisel, s.t haiguspuhkuse vähendamisel ületöötamise vältimisega. Algselt oli rakendamine keeruline, kuna võimalustest puudusid teadmised.

Meeskond tegi esimesed sammud interdistsiplinaarselt ja pragmaatiliselt: ta töötas välja esimesed komponendid, mida seejärel kohapeal katsetati. Arendusaegade ja kulude vähendamiseks töötavad hansa-uurijad ka Lego põhimõtte kohaselt: Komponendid peaksid saama mooduliteks kokku panna, et moodustada individuaalsed süsteemid.

ergonoomika

Passiivne eksoskelett leevendab survet õlgadele ja õlavarredele

Ülikooli keldris, interdistsiplinaarsete teadlaste mänguväljakul demonstreerib Argubi-Wollesen vesti: „Mõtleme intelligentsete rõivaste kasutamisele üksikute tugielementidega, mis on surve all surve all tänu pneumaatikale. Need vabastavad vesti kandja tööst teatud kohtades hoidmisest.”Võimalikud ajamid on näiteks pneumaatika, elektrimootorid või mälusulamid, mis deformeeruvad elektripinge rakendamisel.

Vastuvõtmine mängib olulist rolli

Selle kõige juures on aktsepteerimine oluline. On inimesi, kes tervitavad süsteeme kui lahedat kõrgtehnoloogilist trikki, teised aga lükkavad need karkudeks, kuna need näivad väidetavalt nõrgad. Sellised reaktsioonid mängivad rolli eriti silmatorkavates süsteemides nagu Lucy. Argubi-Wollesen aitab mind seljakoti kujulisesse eksoskeletti. Ma tõstan käed üles, see susiseb - Lucy annab mulle "käte all" pneumaatilise toe. Tunnen end järsku tugevamana ja suudaksin kauem midagi rasket pea kohal hoida. Lasen käed alla, pneumaatiline abi pole enam vajalik. "Lucy on tavaliselt aktiivne süsteem, kuid see aktiveeritakse ainult rakenduse jaoks," selgitab biomehaanik. “Saame seda individuaalselt reguleerida, nii et see aktiveerub teatud asendites ainult individuaalselt reguleeritava jõuga. Kui valite nutitelefoni või tööriista, lülitub see välja.”Sest täielik kergendus ja seega lihaste nõrgenemine pole tugisüsteemide mõte.

RFID-sensor tunneb tööriista ära

Praktiliste süsteemide väljatöötamiseks uurivad teadlased tüüpilisi töövooge sensorite ja niinimetatud 3D-liikumiste pealdussüsteemide abil. "Sel moel kogeme, kuidas teatud liigutused lihaseid koormavad," selgitab Argubi-Wollesen. “Seejärel kasutame eksoskeleti abil testida, kui palju see kandjat toetab. Tugevust toetavad laboratoorsed testid näitavad lihaste kergendamist keskmiselt 20–30%. Praktikas tehtavate mõõtmiste puhul selliste autotootjate nagu Ford puhul on suure tööriistakaalu korral võimalik saavutada 50% -line individuaalne kergendus."

Hannoveri laat 2019

Esimene IIOT-i võrku ühendatud roboti eksoskelett

Süsteemi saab juba kohandada teatud rakenduste jaoks, näiteks puurimiseks, lihvimiseks või jahvatamiseks. Karafillidis: "Tulevikus suudavad intelligentsed eksoskeletid ilmselt sensorite kaudu individuaalse stressi määra registreerida ja vastavalt sellele tugede määra reguleerida." Siiski tekitab meetod ka andmete jälgimise küsimusi: mida me tahame ja mida saaksime salvestada? „Juriidiliselt ja ka meist eetikauurijana ei ole töötajate sel viisil jälgimine vastuvõetav. Nagu kõigi kaasaegsete tehnoloogiate puhul, vajame selles valdkonnas sotsiaalset üksmeelt selles, kuidas tahame tehnoloogilisi võimalusi vastutustundlikult käsitleda,”jätkab Karafillidis.

Samuti on hamburgerite vaatamisväärsused seatud masina kokkupanekule: Wulfsberg viib mind kokkupanemiskohta, kus monteeritakse kahe vabadusastmega iseseisvalt välja töötatud väike tööpinkide etteandeseade, kaks pieso-ajamit (käik: 1,6 mm x 3,5 mm, täpsus: 1 um) sõita. Ajamielement on mõeldud väikeste tööpinkide ehitamiseks niinimetatud mikrotootmiseks, väga väikeste komponentide tootmiseks, näiteks meditsiinitehnoloogia või kellatööstus.

Tema käsi toetavad liikuvad elemendid hõlbustavad paigaldaja tööd. Need on spetsiaalselt kohandatud käepidemekaalud, mida Laft toodetakse 3D-printimise abil. Monteerimisprotsesside jälgimiseks kasutab Hamburgis asuv ettevõte robotit, mille andureid saab kasutada läbitud vahemaade ja jõudude registreerimiseks. Wulfsberg: "Salvestatud liikumisjärjestuste põhjal saame montaaži veelgi parendada." Rakendamine praktikas meditsiinitehnoloogia näitel on juba kavandatud.

Lisateave LAKi teema kohta

Tootmistehnoloogia labor (LaFT) kuulub Hamburgi Bundeswehri ülikooli Helmut Schmidti ülikooli mehaanikateaduskonda. Tihedas koostöös teadus- ja tööstuspartneritega töötab WGP Instituut välja innovaatilisi tooteid ja meetodeid, samuti uusi tehnoloogiaid mikrotootmise, robootika ja automaatika valdkonnas ning lisandväärtussüsteeme. Nendes valdkondades töödeldakse alusuuringute ja tööstusega seotud rakenduste väljatöötamise projekte.

Uuringud EMO Hannoveris 2019: WZM mikrotootmiseks

Teadlane on kindel, et töötervishoiu ja tööohutuse tugisüsteemid muutuvad tulevikus olulisemaks. EMO Hannoveris 2019 toimuvatel üritustel pole Wulfsberg huvitatud mitte ainult tööohutuse ja töötervishoiu süsteemidest, vaid ka väikestest tööpinkidest mikrotootmiseks eksoskeleti uurija vaatenurgast, sest LaFT on juba uurinud DFG prioriteediprogrammi SPP1476 teemat "Väikeste töödeldavate detailide väikesed tööpingid". Wulfsberg: „Hannoveris tahan ka tootjatega arutada väikeste odavate tööpinkide ehitust mikrotootmiseks. Minu jaoks oleks huvitav külastada näiteks mikrotöötluskeskuste tootjaid.”

Masinaohutuse kasutajatega kohtumine Masinaohutus on oluline küsimus: tuleb arvestada õigete standarditega ja järgida masinadirektiivi nõudeid. Masin ohutuse kasutaja koosolekuruumid toetab arendajad ja projekteerijad tagada töökindlust masinate ja süsteeme.

Lisateave: kasutajakoosolekute masinate ohutus

Visiit on kindlasti väärt, sest EMO kodulehel on praegu kirjas mikrotöötluskeskusega 20 tootjat: Chiron, Benzinger, Datron, Fehlmann, GF Machining, Hermle, Kern, Kummer, Schaublin Machines, Sodick Willemin-Macodel ja Yasda.

* Nikolaus Fecht, Gelsenkircheni ajakirjanik