Ana içeriğe atla
blog | Dış İskelet Teknolojisinde İlerleme: Temel Hareket ve Motor Tasarımı Hususları |
|
2 dakikalık okuma
Die Weiterentwicklung der Exoskelett-Technologie – zentrale Überlegungen zu Antriebsdesign und Motorausführungen

Sürekli değişen robotik ve giyilebilir teknoloji alanında, dış iskeletler çeşitli uygulamalarda giderek daha fazla umut vaat ediyor ve insan hareketliliği ve performansında devrim yaratıyor. Teknoloji günümüzde seçici fiziksel rehabilitasyon uygulamalarında en yaygın olanıdır ancak nihayetinde evde bakım ve destekli yaşam ortamlarında yaygın hâle getirilerek kullanıcıların insan bakıcılara çok fazla bağımlı kalmadan daha uzun süre hareket kabiliyetini ve özgürlüğü korumalarına olanak tanıyabilir.

Olasılıklar ilham verici düzeyde ancak bunları gerçeğe dönüştürmek dış iskelet tasarımcıları için zorlayıcı olabilir. Büyük ölçekte başarılı olmak için, yüksek düzeyde optimize edilmiş bileşenler ve mevcut zorluklara aşina olan deneyimli tasarım ortakları gerekir.

Dış İskelet Tasarımı Zorluklarıyla Başa Çıkma

Dış iskeletler, hem hafif hem de güçlü ve aynı zamanda kullanıcı için kompakt ve rahat tasarımlar gerektiren zorlu bir mühendislik mücadelesine neden olur. Tasarımcılar, değişen uygulama gereksinimlerine ve insan ağırlığı ve boyut farklılıklarına göre ölçeklenen ve ayarlanan tasarımlar oluşturmayı düşünmeden önce bunları göz önünde bulundurmalıdır.

Uygulama ne olursa olsun, hareket tasarımı ve motor seçimi mühendislik sürecinde kırılma noktası olan adımlardır. Bu seçimler, insan vücudunun karmaşık mekaniğini taklit etmesi gereken nihai performansa nasıl yardımcı olabilir (veya engelleyebilir)? Önemli hususlara ve içgörülere göz atalım.

Dış İskeletler için Hareket Tasarımı ve Motor Seçimi

Dış iskelet gelişimindeki zorlukların üstesinden gelmede motor entegrasyonu büyük rol oynar. Yüksek tork yoğunluğu ve kompakt boyutuyla tanınan gövdesiz motorlar, bu karmaşık ekipman için tercih edilen seçenektir. Bununla birlikte, sorunsuz ve verimli şekilde çalışmasını sağlarken bunları dış iskelet çerçevesine kusursuz bir şekilde entegre etmek, karmaşık ve yinelenen bir girişim olmaya devam etmektedir.

Süreçteki ilk adım, gerekli hareketin yükünü ve dinamiklerini ve bu geçişlerin gerçekleşmesi gereken hızı anlamaktır. Bu hız ve tork gerekliliklerini öğrendiğinizde dişli seçimini yapabilirsiniz. Dişli kutusu seçimi motor seçimini ve entegrasyonunu etkileyecektir. Ne yazık ki, genellikle tasarım zorluklarıyla karşılaşılan nokta burasıdır.

Bileşenler seçilip entegre edildikten sonra, test etme ve doğrulama süreçleri, tasarımcıları yeniden başlangıç noktasına sürükleyen performans sorunlarını ortaya çıkarabilir. Örneğin bir diz eklemindeki dişli kutusu ve motor kombinasyonu, beklenenden daha ağır olabilir ve tasarımcıların kalça eklemi özelliklerini desteklemesini gerektirebilir. Bu da genel ağırlığı, çalışma sıcaklıklarını ve diğer unsurları, dış iskelet tasarımını işlevsiz kılacak şekilde etkileyebilir.

Herhangi bir makine mühendisliği sürecinde yineleme kaçınılmazdır ancak tasarımcılar daha kolay entegrasyon ve daha az yeniden çalışma sağlamak için birkaç adım atabilirler.

1) Harmonik Tahrik Tipi Dişli Sistemi için Optimize Edilmiş Kompakt Motor Tasarımı Seçin

Harmonik dişli sistemi, sıfır boşluklu hafif ve kompakt bağlantılara olanak tanıdığı için dış iskelet tasarımında popüler bir seçimdir. Bu avantajlardan tam anlamıyla yararlanmak için tasarımcıların bu tür dişlilere göre optimize edilmiş bir motor seçmesi gerekir.

Kollmorgen TBM2G gövdesiz motorlar, Harmonik Tahrik tipi dişlilerle doğrudan çalışacak şekilde boyutlandırılmıştır ve dış iskelet tasarımlarını uygulanabilir kılmak için gereken kompakt, kısa biçimli ve hafif eklemleri sağlar. İnsansı robotlar ve dış iskeletler için özel olarak tasarlanan TBM2G ailesi, katalog standardında etkileyici 63 olası motor kombinasyonu için 50 mm'den 115 mm'ye kadar yedi çap, üç yığın uzunluğu ve çoklu sargılara sahiptir.

2) Yüksek Performanslı, Tork Yoğunluğuna Sahip Motorlar Seçin

Dişli sistemi için optimize edilmiş olmasının ve çeşitli kompakt boyutlarda mevcut olmasının yanı sıra, seçtiğiniz motorun tork yoğunluğunun rakiplere göre daha yüksek olduğundan emin olun. İlk bakışta, daha fazla tork yoğunluğuna sahip bir motor, dış iskelet tasarımında gerekli olan hızlanma patlamalarını (örneğin, hareket edemeyen bir kullanıcının bir bacağını kaldırıp ileri doğru hareket ettirmesine yardımcı olmak için) mümkün kılar. Ancak daha derine inersek, daha yüksek performanslı bir motor, tasarım sürecini basitleştirmeye yardımcı olabilir ve hatta ticari açıdan daha uygun bir tasarımla sonuçlanabilir.

Bir diz ekleminin, tasarımın geri kalanının dayanamayacağı kadar ağır hâle gelmesi durumunda gereken yeniden çalışmaya ilişkin önceki örneği ele alalım. Tasarımcıların dişli kutusu veya motor tasarımında sıfırdan başlamasına gerek kalmadan, daha fazla tork yoğunluğuna sahip bir motor (daha uygun boyutlarda) artan talebi daha iyi karşılayabilir. Daha yüksek performanslı motorlar, diğer bileşenlerin özellikleri ve performansındaki farklılıklar karşısında daha fazla tolerans ve esneklik sunar.

Olağanüstü tork yoğunluğuna sahip TBM2G motorlar burada öne çıkar. Normalde tasarımcılar bir dış iskelet sisteminde torku maksimuma çıkarır ve daha yüksek bir dişli oranına geçmeleri gerekirse hızdan ödün vermek zorunda kalırlar. TBM2G motorda durum böyle değildir. Daha yüksek hızlarda önemli ölçüde daha yüksek performans sağlar, böylece tasarımcıların taviz vermesine gerek kalmaz.

Bu yüksek hızda yüksek tork özelliği ayrıca daha küçük dişli kutularının da seçilmesini sağlar. Dişli kutuları, dış iskelet tasarımında ve robotik tasarımda genellikle daha ağır ve daha pahalı bileşenler arasında yer aldığından, bu çok önemli bir avantajdır. Son ancak kesinlikle bir o kadar önemli bir husus olarak, bu olağanüstü performans, düşük çalışma sıcaklıklarında sunulur. Bu, insan kullanıcılarla çok yakın temas hâlinde olduklarından dış iskeletlerin uygulanabilirliği açısından kritik bir unsurdur.

3) Uzman Bir Ortak Seçin

Dış iskelet pazarı gibi yeni ortaya çıkan ve hızla gelişen segmentler söz konusu olduğunda, en deneyimli ve yetenekli ortağa sahip olmanın faydası vardır. Kollmorgen, hareket kontrolünde uzun süredir liderdir ve dış iskelet hareket tasarımında öncü bir güçtür. Dış iskelet tasarımında standardı yükselten ve gerçek anlamda ölçeklenebilirlik ve ticarileştirme sağlayan motor tasarımına odaklanıyoruz.

Uygulama uzmanlarımız, ürünlerin ötesinde, tüm bileşenler için uygulamalı seçim rehberliği, entegrasyon desteği, sorun giderme ve sürekli tasarım optimizasyonu ile tasarım planlamanızı başlangıçtan itibaren yönlendirmeye yardımcı olabilir.

Tasarımcılar, dış iskelet gelişiminin karmaşıklığıyla uğraşırken motor uyumluluğunun sağlanması, uzlaşmaya varılamayan önemli bir konudur. Kollmorgen'in bu dönüştürücü alanda yeniliği nasıl teşvik ettiği ve bir sonraki tasarımınıza nasıl yardımcı olabileceğimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek için bize ulaşın.

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…

Dinamik Harekette Ustalaşmak: Dış İskeletlerde Devrim Yaratmak >

Robotik dünyasında dış iskeletler, mobilitenin geliştirilmesi ve sektörel büyüme açısından dönüşüm fırsatları vadederek inovasyonun ön saflarında yer alıyor. Askeri ve lojistik gibi çeşitli sektörlerde talep artarken, yaşlanan nüfus ve artan…

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 Tasarımında Daha Fazla Konfor ve Güvenli Hareketlilik >

Dış iskelet pazarı gelişirken OEM’ler nasıl daha fazla konfor, hareketlilik ve güvenilirlik için tasarım yapabilir? Daha fazla bilgi için blogu okuyun.

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.