Eksoskelett ettekanne (0)

Eksoskelett
Referaat
Egert  Pärna
2011
Sisukord
 Mis on eksoskelett?
  Olemasolevad  eksoskeletid
  Robot  ülikonna HAL kontrollimise
meetodid
 BLEEX-i mehhaaniline  disain . 
 BLEEXi  DISAIN .
 Kokkuvõte
Mis on eksoskelett?

Loomariigis – väliskest või 
välisskelett

Inimesele kantavat robootikat või 
toitega töötavat proteesi

Nii ala kui ka ülakehale
Tehnoloogi mis:
laiendab , täiendab, asendab, 
täiustab inimvõimeid ja funktisoone
Vähi eksoskelett ehk kest

Võimendab jäsemete tegevust
Kasutamine:
Ohtlikes töökeskkondades

Taastusravis

Füüsiliste puudega ja

Vanureid abistava seadmena
Rahastav: sõjavägi, meditsiini- ja 
tööstusettevõtted.
Eksoskelett HAL 5
Olemasolevad eksoskeletid
UC Berkeley /Lockheed Martin HULC jalad. 
Human  Universal   Load   Carrier
Militaar  rakendus , vähendab hapniku tarvet ja väsimust,
Kaal 24kg +akud, Kasutab Hüdraulikat
Cyberdyne's HAL 5 käed/jalad. 
Human 

Aitab operaatoril  jalgadega  suruda 180kg ja kätega 
Universal 
pidevalt hoida 40kg. 
Load Carrier
5x kehakaalu. Tunnetab  elektroodidega nahalt lihastesse 
tulevaid impulsse 

Peale   parda  arvuti akiveeriv vastava mootori, matkides 
operaatri li gutust.

Kaal 23kg ülakeha/15kg  alakeha

Tööaeg ühe laadimisega 2h  40min

Kasutab elektrilisi mootoreid

Liisitav   Jaapanis
Hybrid Assistive 
Limb  5
Olemasolevad eksoskeletid
Honda  Exoskeleton  Legs . 
 Kaal 6.5 kg, Tööaeg 2h 
 Vanuritela ja ka autotehases 
pikkaaega püsti olevatele 
inimestele.
Honda 
M.I.T. Media Lab's Biomechatronics Group jalad. 
Exoskeleton jalad
+ 2W võimsust
+ Vähendab raskust 80%
+ Töötab vedrude ja amortidega
-Tekitas 10% haknikutabe, mida põhjustas 
kõnnaku mõjutamine

Edasiarendamisel
M.I.T  ekso . jalad
Olemasolevad eksoskeletid
Sarcos/Raytheon XOS 
Exoskeleton käed/jalad. 

Üks uuemaid (militaar)

alumiiniumist, hüdrauliline

Suurte raskuste tõstmiseks ja hoidmiseks
-  Toide  ja hüdrauliline surve välisest allikast
Kasutamiseks logistikutele
Rex Bionics Rex, Robotic 
Exoskeleton Legs. 
XOS 2

robootiliste jalgade paar ratastooli 
omanikele

Juhitav puldi abil

Aku kestab 2 aktiivset tundi (seismine ja 
istumine  ei tarbi energiat)

Toetab 60% operaatori raskusest

Müügist saadaval Rex  Center  in 
Albany-s Uusmeremaal
REX
Robot ülikonna HAL 3 kontrollimise
meetodid

Kasutab müoelektrilisi signaale operaatori 
lihase pööramis kavatsuse kohta.

Konfiguratsioon koosneb eksoskeletoni 
raamist koos ajamitega põlve- ja  puusa liigeste  
jaoks

Iga liigese nurk mõõdetakse  liigesele  
kinnitatud potensiomeetriga.

Vältimaks liigset paindumist ja venitamist on 
iga ajam  varustatud  mehhaaniliste piirajatega.
HAL 5
Üm
Ü b
m er 
e põlve
lv  
e a
  su
a va
v te 
a
mu
m skli
sk te gru
g pi m
i  u
m del.
e
Robot ülikonna HAL 
kontrollimise meetodid
Nahale pannakse kaks sensorit, mille abil 
juhitakse liigest nagu on näha joonisel.
Sensor  koosneb kahest elektroodist ja 
instrumentaalsest võimendist. 
Kaks painutaja- ja sirutajalihasest tulevat 
müoelektrilist signaali filtreeritakse ja 
võimendatakse. 
Müoelektri mõõtmine ja töötlemine
Joonisel on näha põlve ümber olev lihasegrupp.
võivad vastavalt tekitada pöördeid ülesse
tõmmete poole, kuid ei suuda neid tekitada
venimis suunas. Sellepärast vajab lihasgrupp
mõlemasse suunda pööretegeneraatorit.
Põlve ümber asuvate 
muskligrupide mudel
Berkeley Lower Extremity 
Exoskeleton (BLEEX)-i
mehhaaniline disain. 

Pseudo- antropomorfne  arhidektuur – See 
tähendab, et BLEEX-jalg on kinamaatiliselt pärisjala
sarnane, kuid ei oma kõiki inimese jala DOF 
(degrees of freedom )(  liikumisvabadus ). 
 3 vabadusastet puusal
 1 aste põlevel
 3 astet pahkluul
 BLEEX kasutav põhiliselt lineaarseid hüdraulilisi 
ajameid nende kompaktse suuruse, kerguse ja 
suurte jõudude võimekuse pärast
BLEEX puusa disain
BLEEXi DISAIN
Joonisel on näha BLEEXi üldine lihtsustatud 
mudel, mis koosneb järgmisena olulistest 
osadest.:
1.) Toitega liigese disain (joonisel) - Kõik BLEEXi
liikuvad  liigesed  on identsed, peale nende
kinnituspositsioonide. 
Joonisel on näha liigese struktuur. (sensor,  
BLEEXi lihtsustatud mudel.
dekoodrit, kaks tihendatud õhusõiduki laagrit)
BLEEXi liigese disain.
BLEEXi DISAIN
2.) Jalalaba  disain

mõõdab jalalaba kesksurve  asukohta , 
mõõdab inimese raskuse  jaotumist  jalgade vahel.
Joonisel on ka näha koormuse jaotumis  andur , hüdraulilist õli täis 
olev kummi rõhu toru ja põhiline eksoskeletoni jalalaba 
BLEEXi jalalaba disain.
struktuur.
3.)Sääre ja and reie disain. 

Sääre ja reie põhifunktsioonideks on struktuuriline tugi ja 
venivuse/painduvuse liigeste ühendamine.

Säär kui ka reis on disainitud nii, et seda saaks  erinevas  
pikkuses  olevatele inimestele kohandada .
4.)  Torso disain

Torso tagumisele küljele on ühendatud toiteplokk,  juht arvuti 
ja raskuse kinnitused. 

Torsole on kinnitatud kaldemõõtur

Kõikide sensorite info kogumiseks ja juht arvutiga  (supervisor 
I/O moodul ehk SIOM) suhtlemiseks kasutatakse remote I/O 
mooduleid ehk RIOMe. Ühendatud torsole
BLEEX torso disain
Kokkuvõte
Videod:
 XOS 2 (2:36min)
 HAL 5 (1:36)
 REX (2:24)
METAL MUSCLES:  Carlos  
Owens of Wasilla
Kasutatud kirjandus

[1] SIM  University ,  Ng Sze Tat,  Design of a lower-limb Exoskeleton for Assistive Mobility  Application ,  2010

[2] IEEE spectrum, Erico Guizzo, Harry  Goldstein, „The  Rise  of the  Body  Bots”

http://spectrum.ieee.org/biomedical/bionics/the-rise-of-the-body-bots/0, 2005

[3]  http://en.wikipedia.org/wiki/Powered_exoskeleton, 2011

[4]  Berkley  Robotics & Human  Engineering   Laboratory ,  http://bleex.me.berkeley.edu/research/exoskeleton/, 2011

[5] Berkley Robotics & Human  Engineering  Laboratory 
, http://www.lockheedmartin.com/data/assets/mfc/PC/MFC_HULC_Product_Card.pdf, 2011

[6]Cyberdyne,   http://www.cyberdyne.jp/english/robotsuithal/index.html, 2011

[7] Honda,  http://www.hondanews.com/channels/149/releases/6033eb61-eee7-5966-d49a-be004c34bc01, 2011

[8] Massachusetts Institute of  Technology , Anne Trafton,  http://web.mit.edu/newsoffice/2007/exoskeleton-0919.html, 2007

[9] Rayethon, 

http://www.raytheon.com/newsroom/technology/rtn08_exoskeleton/index.html, 2011

[10] Rex Bionics,  http://www.rexbionics.com/What-is-Rex.aspx, http://www.rexbionics.com/What-is-Rex.aspx

[11] University of Tsukuba , Tomohiro Hayashi, Hiroaki Kawamoto and Yoshiyuki Sankai
http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=1545505, 2005


[12] University of Tsukuba,  http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=4108030, 2006


[13] University of Tsukuba,  http://sanlab.kz.tsukuba.ac.jp/sonota/ISSR_Sankai.pdf, 2011


[14] University of  California , Berkeley, Adam Zoss, H. Kazerooni, Andrew Chu, 
http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=1545453&tag=, 2005