Экзоскелет: основные виды и обслуживание устройств
Экзоскелет: назначение, виды, особенности производства
Экзоскелет – это изделие робототехники, предназначенное для расширения физических возможностей человеческого организма, снижения нагрузки на опорно-двигательную систему пользователя и восполнения утраченных функций конечностей.
Первые экзоскелеты для помощи людям при ходьбе были разработаны в конце 1960-х годов. За несколько десятилетий сферы применения данных устройств существенно расширились, модернизировалась конструкция «костюмов», было налажено серийное производство изделий.
Экзоскелеты делятся на активные и пассивные.
Активные экзоскелеты – это устройства, увеличивающие физические способности пользователей, их скорость, выносливость, силу. Они помогают людям поднимать и перемещать тяжелые грузы, увеличивают скорость движения и реакции, позволяют передвигаться по любой местности. Благодаря разнообразным датчикам, установленным в конструкцию экзоскелета, собираются данные о состоянии человека, изменении окружающих условий.
Благодаря усовершенствованной аппаратуре устройство повторяет биомеханику движения человека и учитывает его анатомические особенности.
Такой аппарат имеет большой вес, который уменьшает маневренность пользователей, а также непродолжительное время работы без подзарядки из-за небольшого объема аккумуляторов.
Пассивные экзоскелеты – это рычажно-шарнирные установки, не оснащенные электроникой, которые используются для снижения нагрузки на опорно-двигательную систему человека. Дополнительных физических способностей они не придают, однако минимизируют риск получения травм в процессе выполнения человеком сложных операций.
В России экзоскелетные комплексы разрабатывают такие компании как «ЭкзоАтлет», «Exorise», «Экзомед» и другие.
Для повышения срока службы экзоскелетов производители применяют инновационные смазочные материалы вместо традиционных пластичных и жидких смазок.
Благодаря этому предотвращается необходимость обслуживания узлов трения изделий, увеличивает срок службы механизмов, обеспечивается защита деталей от коррозии.
Примером служит нанесение на регулировочные пластины, элементы подъемных механизмов и другие узлы трения антифрикционных твердосмазочных покрытий MODENGY. Эти материалы реализуют технологию твердой смазки и образуют на поверхности деталей устойчивый износостойкий слой.
На регулировочные пластины наносят покрытие MODENGY 1066 на основе дисульфида молибдена и графита.
После полимеризации оно не пачкает одежду пользователей и не выделяет токсичных испарений, поэтому полностью безопасно для здоровья людей.
Сегодня экзоскелеты используются в самых различных областях. Наибольшее количество изделий производится для военной, медицинской, промышленной областей.
Экзоскелет военный
Экзоскелеты сегодня являются одной из составляющих боевой экипировки военнослужащих.
Они помогают бойцам в осуществлении военных операций, перемещении грузов, разминировании.
Экзоскелеты повышают выносливость военного, позволяют ему передвигаться со скоростью до 20 км/ч, осуществлять прицельный огонь одной рукой.
Военные «костюмы» оснащаются съемными модулями, которые используются в зависимости от целей спецоперации. Для обеспечения длительного нахождения бойца в холодном или жарком климате экзоскелеты наделяются аппаратами подогрева либо, наоборот, охлаждающими устройствами.
На поверхности экзоскелетов размещаются датчики, следящие за состоянием пользователя и собирающие информацию из окружающей среды для облегчения ориентирования на местности.
Экзоскелет промышленный
На промышленных предприятиях обычно используют пассивные экзоскелеты. Они предохраняют опорно-двигательную систему работников от повреждений.
Благодаря применению пассивных устройств пользователи могут легко выполнять операции, требующие больших усилий, при этом не уставая.
Некоторые активные промышленные экзоскелеты работают по принципу «третьей руки». На набедренный шарнир крепится устройство, в которое помещается какой-либо инструмент.
Активные экзоскелеты также помогают работникам в перемещении грузов, сборке металлоконструкций и других операциях, в которые включается работа с тяжелыми изделиями.
Экзоскелет для медицинской реабилитации
Медицинские экзоскелеты применяются для облегчения и ускорения реабилитации пациентов после перенесенных травм и болезней, сложных операций и тд.
Они позволяют пользователю передвигаться и удерживать вертикальное положение, за счет чего улучшается циркуляция крови, восстанавливается обмен веществ и ускоряется выздоровление.
Благодаря занятиям с экзоскелетом снижаются болевые ощущения, обеспечивается профилактика осложнений.
Данные устройства оснащаются источниками питания, могут управляться с помощью смартфона. Пациенты применяют экзоскелет несколько часов в день.
Экзоскелет для человека с ограниченными возможностями
Отдельный вид медицинских экзоскелетов – устройства для людей с ограниченными возможностями.
Такие аппараты оснащаются множеством датчиков, которые считывают нервные импульсы и предугадывают намерения человека.
Экзоскелет для человека с ограниченными возможностями позволяет ему ходить, поднимать и сгибать конечности, сидеть и стоять, передвигаться по лестнице.