ExoChair

Полезные роботы
Промышленный дизайнКонструированиеПроизводство

01. Задача

поддержка корпуса

Спроектировать и изготовить прототип промышленного экзоскелета для нижней части тела (экзоскелет-стул), повышающий индивидуальную производительность труда за счет снижения утомляемости и влияния вредных факторов у трудящихся.

«Не понимаю тех, кто хочет подарить куклам души и пытается добиться схожести с людьми. Какой бы прекрасной ни была кукла, это лишь имитация, оболочка без души. Человек всегда выше... Спектр ощущений, радость бытия — вот что отличает человека. Нет, даже кукла, способная на самосознание, не справится с той глубиной, на которую способен человек»

— к/ф «Призрак в доспехах»

ExoChair

02. Обзор и исследование

удобство + надежность

Основным требованием было обеспечение приседания оператора, позволяющего достать рукой до пола. Чтобы добиться таких углов нужен либо управляющий элемент c большим ходом, либо система рычагов. Это на порядок усложняло конструкцию. Поэтому  иностранные производители ограничили функциональность, чтобы не усложнять конструкцию. Надо признать, аппарат у них получился красивый и должно быть отвечающий требованиям к нему предъявляемым.

Отечественных аппаратов такого типа в настоящее время на рынке нет, а импортные аналоги ограничены в глубине приседания. 

«Пневмоцилиндр с большим ходом найти можно, но последующий анализ показал, что он не впишется в конструкцию. Пневмоцилиндр небольшого хода потребует больших моментов. Надо было начинать с кинематики. Силовым элементом экзоскелета был выбран пневмоцилиндр с рабочим давлением 10 bar и ходом штока 80 мм.

Для решения нашей задачи угол между верхней (бедро) и  нижней (голень) частями экзоскелета должен быть 50°»

— Главный конструктор «Карфидов Лаб»

03. Технологии

Особенности конструкции

При первоначальном обсуждении проекта с заказчиком были исключены варианты с ползунами. Так же не подошел вариант с непосредственным перемещением нижнего рычага цилиндром небольшого перемещения (о чем упоминалось выше) из-за больших моментов.

В итоге была спроектирована кинематика с рычагами. Следующим этапом стала необходимость регулировки экзоскелета под рост оператора 165-195 см. Для этого потребуется регулировать длину нижней части (голень) и регулировать место посадки оператора. Изменять длину нижней части можно двумя способами: телескопически и преломляя рычаг.

Узлы крепления фиксатора и рычагов в конечном итоге решено было приваривать к основной конструкции. Разъемные соединения получались тяжелыми и громоздкими.

А кронштейн, на который крепиться пневмоцилиндр, посадочное место оператора и который выполняет роль бедра, наоборот, из сварного был переделан на цельный.

ExoChair

04. Испытания

Доверяй, но проверяй

Это только часть конструктивных решений, реализованных в данном изделии, при том, что все должно было соответствовать дизайну и эргономике. В итоге был сделан экзоскелет, отвечающий всем требованиям заказчика.

Испытания механизма проводились на собственном опыте в офисе нашей компании.

ExoChair

05. Результат

Мы сделали мир лучше

На выходе получилось готово к применению устройство, которое в дальнейшем поможет специалистам выполнять их работу ещё лучше.

В настоящее время экзоскелет проходит всесторонние испытания у заказчика, включая  испытания на рабочих местах реального производства.

Публикации в СМИ

 
 
Источник
 
 
 
Источник
 
 
 
Источник
 
Русский