Ana içeriğe atla
blog | Dış İskelet Tasarımında Daha Fazla Konfor ve Güvenli Hareketlilik |
|
2 dakikalık okuma

Dış iskelet pazarı bir dönüm noktasında. Yaşlanan nüfus, kronik hastalıklardaki artış ve ciddi iş gücü açığının görünürde sona ermemesi nedeniyle dış iskeletler muazzam bir potansiyel sunuyor. Nitekim piyasa raporları, dış iskelet pazarının 2028’e kadar yaklaşık %40’lık bir yıllık bileşik büyüme oranında büyüyeceğini ve 2028’de 3,7 milyar ABD dolarına ulaşacağını öngörüyor.

Mühendisler şu anda motor bozukluğu olan kişilerin hareket kabiliyetlerini yeniden kazanmalarına yardımcı olan ve hatta doğal insan performansını artıran dış iskeletler geliştirmek için yoğun bir şekilde çalışıyor. Ancak bu segmentin zorlukları da yok değil. Giyilebilir cihazlar olan dış iskeletlerin rahat, güvenilir ve emniyetli olması gerekir; son derece karmaşık mekanikleri göz önüne alındığında bu zor bir görevdir.

Mühendisler, ticari uygulanabilirliğe sahip dış iskeletler tasarlarken üç ana kriteri göz önünde bulundurmalıdır: sıcaklık, güvenlik ve hareketlilik.

Çalışma Sıcaklıklarını Düşük Tutmak

Mühendisler, motorların ürettiği ısının sıcaklığa duyarlı uygulamalarda bir sorun oluşturabileceğini çok iyi biliyorlar. Bununla birlikte, geleneksel makine tasarımından farklı olarak dış iskelet mühendisleri, boyut ve ağırlık kısıtlamaları nedeniyle alışılagelmiş motor soğutma seçeneklerini (fanlar, su, yalıtım vb.) kullanamazlar.

Tipik motorlar maksimum 155 Celsius derecelik (300 Fahrenheit derecenin üzerinde) sarım sıcaklığında çalışırken dış iskelet tasarımı için seçilen motorların yukarıda bahsedilen soğutma sistemlerinin avantajı olmadan çok daha düşük sıcaklıklarda yeterli performans göstermesi gerekir. Ne yazık ki dış iskelet mühendislerine sıklıkla, kullanıcının vücuduyla yakın temas hâlinde olacağı göz önünde bulundurulduğunda dış iskelet ekipmanları için pratik seviyeleri aşabilecek sıcaklıklarda çalışan, endüstriyel robotik uygulamalar için üretilmiş gövdesiz motor tasarımları sunulur.

Bunun yerine mühendislerin yakın vücut temasının etkisini en aza indirmek için 50-60 derece C kadar düşük sıcaklıklarda çalışan, termal açıdan verimli motorlar bulmaları gerekir. Öte yandan, bu düşük çalışma sarım sıcaklıkları, tipik gövdesiz motorların performansını önemli ölçüde olumsuz etkileyebilir. Mühendislerin yalnızca termal açıdan verimli motorlar değil, aynı zamanda belirlenen tork, hız ve sıcaklık düzeylerinde motor performans seviyelerini simüle edebilecek hareket tasarım araçları da sunan bir ortakla çalışmaları gerekir. Bu, çeşitli uygulama ihtiyaçları ve motor boyutlandırma gereksinimleri için daha iyi planlama yapılmasına olanak tanır.

Güvenlik ve Hareketlilik için Boyutlandırma

Uygulanabilir dış iskelet tasarımının önündeki en büyük engellerden biri boyutlandırmadır. Mühendislerin insan popülasyonunun doğasında olan boyut farklılıklarını göz önünde bulundurmakla kalmayıp aynı zamanda maksimum konfor, güvenlik ve hareketlilik sağlamak için tasarımlarını mümkün olduğunca ince, sade ve hafif tutmaları da gerekir.

Mühendisler, özellikle tıbbi rehabilitasyon uygulamalarında, kullanıcının belirli uzuvlarında çok az işleve sahip olabileceğini veya hiç işleve sahip olmayabileceğini göz önünde bulundurmalıdır. Burada, düşme veya kaza durumunda güvenliği sağlamak için daha hafif tasarımlar kritik öneme sahiptir.

Daha hafif tasarımlar, özellikle OEM’lerin dış iskeletin kullanımını genişletmek istediği durumlarda konfor açısından da önemlidir. Ayrıca dış iskeletin daha sürekli veya düzenli kullanılmasını gerektiren uygulamalarda da gereklidir. Örneğin, rehabilitasyon veya hareketlilik için dış iskeletleri kullanan işçiler ve hastalar, aşırı ağırlığa veya vücut üzerinde rahatsız edici baskıya katlanmak istemeyecektir. Rahatsızlığa ek olarak, tasarımcıların aşağıdakiler dâhil olmak üzere kullanıcıya yönelik yaygın riskleri göz önünde bulundurmaları ve azaltmaları gerekir:

  • Dış iskelet ile kullanıcı arasındaki sürtünme/doğrudan temastan kaynaklanan yaralanma veya rahatsızlık
  • Eklemin hiperekstansiyonu ve aşırı zorlanması
  • İstenmeyen temas, çarpışma ve titreşim maruziyeti

Son olarak, sade ve ince tasarımlar, kullanıcının daha dar alanlarda gezinmesine olanak tanımak ve dış iskeletin yakındaki nesnelere takılma riskini azaltmak için zorunludur.

Bu katı boyut ve ağırlık hususları, kompakt ancak söz konusu dış iskelet uygulamasının ihtiyaçlarını karşılamak için yeterince güçlü olan gövdesiz motorların kullanılmasını gerektirir.

Dış İskeletler için Tasarlanan Motorlar

Yüksek performanslı, gövdesiz motorların çoğu, genel otomasyon veya en iyi ihtimalle robotik eklem uygulamaları için tasarlanmıştır. Bu nedenle, dış iskelet tasarımcılarının daha yoğun taleplerini karşılayamayabilirler. Öte yandan, Kollmorgen’ın TBM2G motorları bu görev için tasarlanmıştır.

Bu motorlar, daha kompakt bir pakette, tüm hız aralığında tutarlı tork sunar. Mühendisler, motoru aşırı büyütmek zorunda kalmadan gerekli sıcaklık aralığında yüksek performansın tadını çıkaracaklar. TBM2G motorlar, motor uzunluğunu artırmayan isteğe bağlı, entegre Hall sensörleriyle birlikte, dış iskelet eklemlerinde en yaygın olarak kullanılan harmonik tahrik tarzı mekanizmalarla kolayca entegre olacak şekilde tasarlanmıştır.

Son olarak, TBM2G motorları, 50 mm ila 115 mm aralığındaki yedi çapta ve 8 mm ila 26 mm aralığındaki üç yığın uzunluğunda sunulur. Bu sayede, dış iskelet OEM’leri, çeşitli insan boyutlarına ve uygulama gereksinimlerine uygun olacak şekilde daha kolay ölçeklendirme yapabilir.

Doğru Ortağı Seçmek

Dış iskelet mühendisliği söz konusu olduğunda, doğru ortağın seçilmesi, tasarım bileşenleri kadar önemlidir. Dış iskelet pazarı hızla gelişirken Kollmorgen, mühendislerin öncü olmasına yardımcı olabilir.

Kollmorgen, her türlü dış iskelet uygulamasını destekleyecek motor seçenekleri, mühendislik rehberliği ve hizmetiyle gövdesiz, fırçasız motor tasarımında ve üretiminde küresel bir liderdir.

İhtiyaçlarınızı ve hedeflerinizi bir Kollmorgen dış iskelet uzmanıyla görüşmek için bizimle iletişime geçin.

Bir uzmana danışın

TBM2G Serisi "Gövdesiz"

Bu yeni nesil gövdesiz motorlar, en kompakt, hafif elektromanyetik paketleriniz için yüksek tork yoğunluğu, harmonik dişliler için standart boyutlandırma ve küresel üretim ihtiyaçlarınızı karşılayabilmeniz için ölçeklenebilir tasarım çözümleri sunuyor.

Daha fazlası için

Olağanüstü olanı tasarlayın

Kollmorgen daha iyi bir dünya inşa etmek için hareketin ve otomasyonun gücüne inanır.

Daha fazlası için

İlgili kaynaklar

Tahrik Sistemleri ve Zorlu Ortamlar için TBM2G Gövdesiz Motorlar

Tahrik Sistemleri ve Zorlu Ortamlar için TBM2G Gövdesiz Motorlar >

Servo motorlar genelde zorlu ortamlarda kullanılır; örneğin, su altı aracı tahrik sistemleri, uzay aracı, yüksek vakumlu koşullarda yarı iletken üretimi, yüksek basınçlı yıkamalara maruz kalan hijyenik ekipmanlar ve daha fazlası.
TBM2G Gövdesiz Motorların Yalpa Çemberi ve Hassas Aktüatör Sistemlerine Yerleştirilmesi

TBM2G Gövdesiz Motorların Yalpa Çemberi ve Hassas Aktüatör Sistemlerine Yerleştirilmesi >

Gimbal, bir nesnenin bir eksen etrafında dönmesine izin veren, dönebilen bir destektir. İki veya daha fazla Gimbal'in dönme eksenleri birbirinden 90° ayrı olacak şekilde birleştirilmesi veya iç içe yerleştirilmesiyle ek serbestlik dereceleri elde…
TBM2G Gövdesiz Motorların Kompakt Döner Aktüatörlere Yerleştirilmesi

TBM2G Gövdesiz Motorların Kompakt Döner Aktüatörlere Yerleştirilmesi >

Elektrikli bir döner aktüatör, bir yükü hareket ettirecek şekilde döner hareket oluşturur. En basit şekliyle doğrudan tahrikli bir motor, doğrudan yüke bağlanır. Genelde döner aktüatörlerde hızı azaltırken torku artıracak bir dişli kutusu da bulunur.…
Gövdesiz Motor Kullanmayı Düşündünüz Mü?

Gövdesiz Motor Kullanmayı Düşündünüz Mü?  >

Çoğu mühendis fırçasız bir DC servo motor üzerine düşündüğünde, montaj cıvatalarına uyum sağlayacak flanşlı bir muhafazayı, güç ve veri kablolarına uyum sağlayacak konnektörleri ve yüke bağlanan bir rotor milini gözlerinde canlandırmaları…

Geniş Ölçekte Dış İskeletler: Ar-Ge'den Tam Hızda Üretime Geçişini Hızlandırma >

Dış iskelet pazarı henüz emekleme aşamasında ancak hızla gelişiyor. Bu, en etkili uygulamaları belirlemesi ve tam ölçekli üretime geçiş yapması gereken OEM'ler için hem avantajlı hem de dezavantajlı olan bir durumdur. Projects that seemed feasible…
Dış İskelet Teknolojisinde İlerleme: Temel Hareket ve Motor Tasarımı Hususları

Dış İskelet Teknolojisinde İlerleme: Temel Hareket ve Motor Tasarımı Hususları  >

Söz konusu dış iskeletler olduğunda, hareket tasarımı ve motor seçimi mühendislik sürecinde kırılma noktası olan adımlardır. Burada başarıya yönelik önemli hususları ve içgörüleri keşfediyoruz.

Yeni Nesil Protezlerin ve Dış İskeletlerin Geliştirilmesinin Hızlandırılması >

Humotech, 2015 yılında basit bir soru üzerine kuruldu: Prototip üzerine prototip üretmek yerine, mühendisler protez, ortez, dış iskelet ve diğer giyilebilir makine konseptlerinin tasarımlarını, bir robotu kullanıcı yürürken gerçek zamanlı olarak…

Kompakt, Verimli Hareket Yakıt Depolama Tanklarının Hizmet İçi Denetimi için Bir Dalgıç Robotu Güçlendiriyor >

Kollmorgen, çeşitli sektörlerdeki birçok şirketin performansı, kaliteyi, verimi artırmasına ve maliyetleri düşürmesine yardımcı olmuştur. Ortaklarımızın başarılarını buradan okuyabilirsiniz.

İnsansı Robotları Konseptten Prototipe ve Üretime Kadar Hızlandırmak için 3 İpucu  >

İnsansı robotların önümüzdeki 10 ila 15 yıl içinde 6 milyar doların üzerinde bir fırsat oluşturacağı yönünde öngörüler mevcut. 1 Çok sayıda laboratuvar, araştırma kuruluşu ve startup şirketi bu durumun farkında ve yarışın ilerisinde konseptler ve…