ПРОЕКТЫ 2022 ГОДА

Разработка модельного ряда модулей приводов переменной жесткости экзокостюмов для верхних и нижних конечностей

Насонов Кирилл Вячеславович

Насонов Кирилл Вячеславович

Руководитель

Аспирант, инженер ФСУиР

Исполнители

Борисова О. В.

Егоров А. А.

Иволга Д. В.

Ледюков А. М.

Хомутов Е. Э.

Борисов Иван Игоревич

Борисов Иван Игоревич

Научный консультант

Кандидат технических наук, доцент СУиР

ОПИСАНИЕ

Целью проекта является проектирование модельного ряда модулей электроприводов переменной жесткости для использования во вращательных кинематических парах экзокостюмов для верхних и нижних конечностей с целью обеспечения безопасного физического человеко-машинного взаимодействия, снижения нагрузок и производственного травматизма, повышения энергоэффективности носимых роботов. Модули электроприводов переменной жесткости по сравнению с «жесткими» (без эластичных элементов) приводами используют в конструкции эластичные элементы, осуществляющие механическую адаптацию и поглощение ударных нагрузок механической энергии за счет трансформации кинетической энергии в потенциальную энергию деформации и обратно. Предлагаемое решение позволяет гибко настраивать коэффициенты жесткости в зависимости от режима работы привода. В отличие от «программного» способа регулирования жесткости (удержание заданной позиции или следование по траектории — управление по импедансу), использование в приводах механических эластичных элементов позволяет преодолеть недостатки цифровых систем.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Характеристики для трех типоразмеров приводов «М», «С», «Б»
Угол вращения 0о–130о
0о–180о
0о–90о
Скомпенсированный момент 5–7 Нм
7–15 Нм
45–80 Нм
Габариты (максимальные) 150х120х105 мм
200х150х33 мм
290х170х75 мм
Опытный образец модуля Б в составе экзокостюма

Опытный образец модуля Б в составе экзокостюма

Разрабатываемые модули предназначены для использования в составе полуактивных и активных экзокостюмов для верхних и нижних конечностей в промышленных применениях при перемещении грузов, выполнении работ на конвейере, выполнении операций, требующих длительной фиксации конечностей под постоянной нагрузкой.

В настоящее время отсутствуют коммерчески доступные аналоги разрабатываемых модулей отечественного производства. Выполнение НИОКТР направлено также на решение задачи импортозамещения по ключевым компонентам современных мехатронных и робототехнических систем. Внедрение разрабатываемых модулей при создании носимых роботов позволит добиться преимуществ по двум ключевым характеристикам современных робототехнических систем: безопасности взаимодействия с человеком и энергоэффективности.