Diseño y escalado de unidades de potencia de exoesqueletos considerando los ciclos de carga de los humanos
Autores: Waldhof, Marcel; Wochner, Isabell; Stollenmaier, Katrin; Parspour, Nejila; Schmitt, Syn
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño y escalado de unidades de potencia de exoesqueletos considerando los ciclos de carga de los humanos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Exoesqueletos
Personalizado
Escalabilidad
Máquina eléctrica
Par
Adaptación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Los exoesqueletos son herramientas poderosas para ayudar a los humanos con condiciones patológicas, en entornos peligrosos o en tareas manualmente agotadoras. Típicamente, están diseñados para escenarios máximos específicos sin tener en cuenta la diversidad de tareas y la individualidad del usuario. Para abordar esta discrepancia, se desarrolló un marco para personalizar un exoesqueleto escalando los componentes, especialmente la máquina eléctrica, en función de diferentes fuerzas musculares humanas simuladas. La idea principal era escalar un modelo numérico de brazo basado en la masa corporal y la altura para predecir diferentes movimientos que representan tanto el trabajo manual como las actividades diarias. Los torques predichos necesarios para producir estos movimientos se utilizaron luego para generar un ciclo de carga/rendimiento para el diseño de la unidad de potencia. Teniendo en cuenta estos torques, se definieron los principales puntos de operación de este ciclo de carga y se escaló y optimizó una unidad de potencia de referencia. Por lo tanto, se introduce un modelo de escalabilidad para una máquina eléctrica. Esta adaptación y escalado individual de la unidad de potencia para diferentes usuarios conduce a un mejor rendimiento y a un diseño más ligero.
Descripción
Los exoesqueletos son herramientas poderosas para ayudar a los humanos con condiciones patológicas, en entornos peligrosos o en tareas manualmente agotadoras. Típicamente, están diseñados para escenarios máximos específicos sin tener en cuenta la diversidad de tareas y la individualidad del usuario. Para abordar esta discrepancia, se desarrolló un marco para personalizar un exoesqueleto escalando los componentes, especialmente la máquina eléctrica, en función de diferentes fuerzas musculares humanas simuladas. La idea principal era escalar un modelo numérico de brazo basado en la masa corporal y la altura para predecir diferentes movimientos que representan tanto el trabajo manual como las actividades diarias. Los torques predichos necesarios para producir estos movimientos se utilizaron luego para generar un ciclo de carga/rendimiento para el diseño de la unidad de potencia. Teniendo en cuenta estos torques, se definieron los principales puntos de operación de este ciclo de carga y se escaló y optimizó una unidad de potencia de referencia. Por lo tanto, se introduce un modelo de escalabilidad para una máquina eléctrica. Esta adaptación y escalado individual de la unidad de potencia para diferentes usuarios conduce a un mejor rendimiento y a un diseño más ligero.