Thử nghiệm thiết bị truyền động Exoskeleton công nghiệp và y tế

Tại sao thử nghiệm thiết bị truyền động Exoskeleton là một hạng mục phát triển nhanh

Robot có thể đeo đang chuyển từ trình diễn nghiên cứu sang thiết bị công nghiệp và y tế được triển khai, và những con số tăng trưởng phản ánh điều đó: thị trường bộ xương ngoài toàn cầu được dự đoán sẽ tăng gấp ba lần giữa 2025 Và 2033, với các ứng dụng sản xuất có mức tăng trưởng nhanh nhất so với bất kỳ phân khúc nào khi các nhà kho và nhà máy đầu tư vào thiết bị đeo để giảm chấn thương do căng thẳng lặp đi lặp lại và mở rộng năng lực của người lao động. Thiết bị truyền động là loại linh kiện đơn lớn nhất trên thị trường đó, và thiết bị kiểm tra khung ngoài chuyên dụng đang trở thành một loại sản phẩm riêng biệt thay vì một băng ghế robot được tái sử dụng. Không giống như khớp robot công nghiệp cố định, một bộ truyền động khung ngoài phải di chuyển trực tiếp một cách an toàn, tiếp xúc vật lý liên tục với cơ thể con người — cho dù đó là một nhân viên nhà kho đeo bộ xương ngoài hỗ trợ lưng trong ca làm việc kéo dài tám giờ hay một bệnh nhân đột quỵ sử dụng bộ xương ngoài phục hồi chức năng để rèn luyện dáng đi — điều này thay đổi cả những gì được kiểm tra và mức độ chặt chẽ của giới hạn an toàn. Các chương trình thử nghiệm trước đây mượn giao thức từ robot công nghiệp ngày càng nhận thấy những giao thức đó không được truyền tải một cách sạch sẽ, điều này đang thúc đẩy nhu cầu về các bàn thử nghiệm bộ truyền động được thiết kế phù hợp với trường hợp sử dụng tiếp xúc với con người ngay từ đầu thay vì điều chỉnh sau đó.

Điều gì làm cho thử nghiệm thiết bị truyền động Exoskeleton khác với thử nghiệm chung của robot công nghiệp

• Biên độ an toàn của con người trong vòng lặp: Giới hạn mô-men xoắn và lực phải được xác nhận dựa trên khả năng chịu đựng cơ sinh học của con người, không chỉ giới hạn lỗi cơ học, với các điểm cắt cứng thấp hơn mức mà bộ truyền động có thể cung cấp về mặt vật lý.
• Chu kỳ làm việc mài mòn liên tục: bộ xương ngoài công nghiệp được đeo trong ca làm việc đầy đủ, vì vậy các bộ truyền động cần xác nhận chu trình làm việc mô-men xoắn từ thấp đến trung bình mở rộng thay vì mô-men xoắn cao, Cấu hình nhiệm vụ không liên tục điển hình của khớp robot nhà máy.
• Tuân thủ và khả năng lái xe ngược: bộ truyền động khung ngoài thường cần có khả năng dẫn động ngược (cho phép chuyển động của chính người đeo để di chuyển khớp với lực cản tối thiểu khi không cần hỗ trợ), một yêu cầu không tồn tại đối với hầu hết các thiết bị truyền động công nghiệp cố định.
• Hạn chế về trọng lượng và mật độ năng lượng: thiết bị truyền động có thể đeo được phải đủ nhẹ để không làm người đeo mệt mỏi, đẩy mật độ công suất và thiết kế nhiệt khó hơn bộ truyền động cố định có công suất mô-men xoắn tương tự.

Mục kiểm tra cốt lõi

1. Bản đồ hiệu suất tốc độ mô-men xoắn

Đặc trưng cho đường bao tốc độ mô-men xoắn đầy đủ của bộ truyền động, bao gồm mô-men xoắn hỗ trợ đỉnh và mô-men xoắn làm việc liên tục để kéo dài thời gian mài mòn.

Số liệu chính: mô-men xoắn cực đại, đánh giá mô-men xoắn liên tục, gợn sóng mô-men xoắn trên phạm vi tốc độ.

2. Khả năng lái xe lùi và tuân thủ

Đo lực cản mà bộ truyền động thể hiện đối với chuyển động bên ngoài khi không được cấp nguồn hoặc ở chế độ trong suốt/hỗ trợ tắt, xác nhận rằng người đeo có thể di chuyển tự nhiên mà không cần chạm vào thiết bị.

Số liệu chính: mô-men xoắn dẫn động lùi (cảm giác kháng cự của người mặc), đường cong tuân thủ/độ cứng, độ trễ phản hồi khi chuyển đổi chế độ hỗ trợ.

3. Xác nhận giới hạn an toàn và giới hạn lực lượng

Xác nhận rằng mô-men xoắn và lực đầu ra vẫn nằm trong giới hạn đã được xác nhận an toàn cho con người trong cả điều kiện bình thường và điều kiện lỗi, bao gồm cả các điểm cắt ở cấp độ phần mềm và phần cứng.

Số liệu chính: lực/mô-men xoắn tối đa khi phun lỗi, thời gian đáp ứng cắt, khả năng lặp lại của việc thực thi giới hạn an toàn.

4. Độ bền chu kỳ mài mòn kéo dài

Chạy mở rộng, chu kỳ nhiệm vụ đại diện toàn ca để xác nhận hiệu suất của bộ truyền động và hoạt động nhiệt trong quá trình sử dụng công nghiệp hoặc lâm sàng liên tục.

Số liệu chính: tăng nhiệt độ trong chu kỳ tương đương 8 giờ, trôi dạt hiệu suất trong suốt chu kỳ, vòng đời tích lũy đến khi thất bại.

5. Xác thực trọng lượng trên mô-men xoắn và mật độ năng lượng

Xác nhận bộ truyền động đáp ứng công suất mô-men xoắn định mức trong phạm vi trọng lượng mục tiêu của nó, một hạn chế quan trọng đối với các thiết bị đeo được.

Số liệu chính: tỷ lệ mô-men xoắn trên trọng lượng, mật độ năng lượng (W/kg), điểm suy giảm nhiệt liên quan đến mômen định mức liên tục.

6. Phản hồi chuyển động của con người và độ trễ

Kiểm tra thời gian phản hồi của bộ truyền động đối với các tín hiệu phát hiện ý định (cảm biến lực, điện cơ, hoặc trình kích hoạt dựa trên chuyển động) để xác thực thời gian hỗ trợ mang lại cảm giác tự nhiên thay vì bị trễ hoặc sớm.

Số liệu chính: độ trễ phản hồi có mục đích hỗ trợ, sự êm ái của đoạn đường nối lực lượng hỗ trợ, tỷ lệ kích hoạt sai.

Điều này có ý nghĩa gì đối với việc lựa chọn băng ghế thử nghiệm

Bàn thử nghiệm bộ truyền động khung ngoài cần đo mô-men xoắn chính xác ở mức mô-men xoắn và công suất tuyệt đối tương đối thấp so với các khớp nối của rô-bốt công nghiệp, kết hợp với khả năng đo lường chính xác sức cản và sự tuân thủ của ổ đĩa sau — một khả năng mà hầu hết các thiết lập lực kế công nghiệp không được thiết kế để mô tả. Với sự tăng trưởng nhanh chóng trong việc áp dụng lĩnh vực sản xuất, đặc biệt, các nhà cung cấp phục vụ không gian này sẽ mong đợi nhu cầu từ cả ngành công nghiệp (kho, chế tạo, sự thi công) và y tế (phục hồi chức năng, hỗ trợ di chuyển) khách hàng, mỗi cái có điểm nhấn xác nhận an toàn khác nhau. Các chương trình phục vụ cả hai thị trường từ nền tảng thử nghiệm chung nên lập kế hoạch cho các cấu hình giới hạn an toàn có thể cấu hình lại, do đường bao lực và mô-men xoắn có thể chấp nhận được đối với thiết bị hỗ trợ nhà kho khác với thiết bị phục hồi chức năng lâm sàng ngay cả khi phần cứng bộ truyền động bên dưới tương tự nhau. Nếu bạn đang phát triển năng lực thử nghiệm cho bộ khung ngoài hoặc bộ truyền động rô-bốt có thể đeo được, nói chuyện với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi về mô-men xoắn, Tuân thủ, và thiết lập xác nhận an toàn phù hợp với các thiết bị đeo trên người.