Новые решения
Создать свой канал
Экзоскелет: назначение, разновидности и сферы применения
Экзоскелет – это механическое роботизированное устройство, применяемое для расширения возможностей человеческого организма, в том числе восстановления работоспособности конечностей, утративших способность к активности.
Первые «костюмы» были разработаны во второй половине 20 века. Они применялись для помощи людям при ходьбе.
С того времени сферы применения экзоскелетов существенно расширились. Они помогают солдатам в осуществлении военных операций, работникам промышленной и строительной отраслей в подъеме и перемещении грузов, повышении производительности труда, а также используются для облегчения и ускорения процесса реабилитации пациентов после перенесенных травм или проведенных операций, снижения нагрузки на опорно-двигательный аппарат врачей в процессе осуществления многочасовых медицинских манипуляций.
По принципу работы экзоскелеты делятся на два вида: активные и пассивные устройства.
Пассивные экзоскелеты представляют собой рычажно-шарнирные установки, которые применяются для снижения нагрузки на опорно-двигательную систему пользователей.
Благодаря этому минимизируется риск получения производственных травм, снижается уровень усталости работников даже после продолжительного выполнения сложных операций, таких как поднятие и перемещение грузов, длительная работа с поднятыми руками и др.
Они не оснащаются электроникой и могут непрерывно функционировать на протяжении длительного времени.
Активные же экзоскелеты призваны увеличить физические качества человека: повысить его силу, быстроту, выносливость, ловкость.
Они оснащаются сервоприводами, двигателями, электронными устройствами и датчиками, элементами питания. Устройства нуждаются в периодической подзарядке.
Невозможность длительного применения активных экзоскелетов значительно сокращает сферы их применения. В настоящее время даже самые современные устройства не имеют аккумуляторов, мощность которых позволяла бы им долго автономно функционировать.
Костюм-экзоскелет: особенности производства
Производители современных экзоскелетов стремятся сделать свои устройства меньше и незаметнее. Успехи в этом достигнуты, теперь экзоскелетные комплексы представляют собой не громоздкие, тяжелые установки, а легкие и стильные «костюмы».
Некоторые производители изготавливают для экзоскелетов чехлы из ткани, чтобы их внешний вид был приближен к человеческой одежде.
Костюм-экзоскелет перед запуском в серийное производство проходит множество этапов разработки, начиная от проектирования и заканчивая многократными тестированиями и доработками.
В связи с тем, что производство экзоскелета требует больших финансовых вложений и конечные изделия для потребителей стоят дорого, уже на этапе проектирования узлов и механизмов костюма большое внимание уделяется методам снижения трения и износа деталей.
Пластичные смазки для обслуживания узлов экзоскелетов заменяют на инновационные материалы, обеспечивающие длительную и надежную защиту деталей – антифрикционные твердосмазочные покрытия.
В своем составе они содержат частицы твердых смазочных веществ, а также связующие компоненты. Материалы образуют на сопряженных деталях тонкий сухой смазочный слой.
В России такие покрытия выпускает компания «Моденжи». Материалы MODENGY используются на элементах подъемных механизмов промышленных экзоскелетов, регулировочных пластинах военных, медицинских и прочих устройств, а также в других парах трения.
Так, нанесение покрытия MODENGY 1066 на регулировочные пластины экзоскелетов обеспечивает снижение трения и износа компонентов, защиту от коррозии, повышение плавности перемещения элементов.
Благодаря своим особенностям покрытия не выделяют токсичных испарений после полимеризации и не оказывают вреда здоровью людей, не пачкают одежду пользователей, не требуют обновления на протяжении всего срока службы экзоскелетов.
Экзоскелет для человека с ограниченными возможностями
Одним из основных направлений разработки экзоскелетов является создание устройств, способных вернуть активность людям с парализованными и отсутствующими конечностями.
Такие «костюмы» проектируются с большой точностью, так как они должны адаптироваться под анатомические особенности тела человека, обеспечивать комфортное и удобное передвижение пользователя.
Кроме того, экзоскелеты должны быть удобны в транспортировке и хранении, поэтому появляется возможность их складывать.
Управление экзоскелетом осуществляется посредством высокотехнологичных датчиков, считывающих нервные импульсы человека и предугадывающих намерения.
Экзоскелет для человека с ограниченными возможностями позволяет ему находиться в вертикальном положении, ходить по ровной или наклонной поверхности, передвигаться по лестницам, сидеть, поднимать конечности.
