تصل سلسلة AKE من CubeMars الآن إلى 140 g. فالوحدتان الجديدتان AKE40-6 KV90 وAKE50-8 KV110 تقعان دون AKE60-8 البالغة 260 g التي كانت تشكّل الطرف الأصغر في العائلة. وكلتاهما مشغّلان QDD مدمجان مبنيان حول مرحلة كوكبية منخفضة النسبة، وكلتاهما تعملان على ناقل 24 V، وكلتاهما تتركان دون علبة حماية ودون لوحة قيادة مدمجة في الوحدة، بحيث يمكن تصميم الإطار حولهما. ويقارن هذا المقال بين الوحدتين على الأرقام التي يُفحص بها المفصل القابل للارتداء عادةً — الكتلة، والعزم، ونسبة التخفيض، وعزم الدفع العكسي، والخلوص — ويُبقي التطبيقات المنشورة لدى المصنّع منفصلة عن الفحوص على مستوى النظام التي لا يزال يتعيّن إجراؤها.

الإجابة السريعة

إن AKE40-6 KV90 هي الأخفّ بين الوحدتين بكتلة 140 g، بمرحلة كوكبية 6:1، وعزم اسمي 1.8 Nm وعزم أقصى 5.5 Nm عند 260 rpm اسمية و330 rpm بدون حمل. أما AKE50-8 KV110 فتزن 190 g وتستخدم مرحلة 8:1، وتقدّم 2.5 Nm اسمية و7.5 Nm كعزم أقصى عند 240 rpm اسمية و320 rpm بدون حمل. وتحتفظ كلتاهما بخلوص عند 0.15°، وكلتاهما مذكورتان عند 24 V.

والانقسام مقصود، وهو ظاهر في الأرقام المنشورة لا مستنتج من النسبة وحدها. فوحدة 6:1 مذكورة بعزم أقصى 5.5 Nm مع 0.05 Nm من عزم الدفع العكسي؛ ووحدة 8:1 بعزم أقصى 7.5 Nm مع 0.09 Nm. والنسبة الأدنى تقلّل عموماً القصور الذاتي المنعكس، لكن الرقمين يعكسان أيضاً محرّكين مختلفين وتفاصيل نقل حركة مختلفة، لذا لا يمكن نسبة الفرق إلى النسبة وحدها.

ولا تأتي أي من الوحدتين بعلبة حماية أو بلوحة قيادة مدمجة، وذلك خيار تصميمي لا ثغرة: فإطار الهيكل الخارجي يُشكَّل حول الطرف، والوحدة التي تُربَط ببراغٍ إلى حامل مخصّص تكسب من قاعدة محرك مكشوفة أكثر مما تكسبه من غلاف عام.

لماذا يوسّع مشغّلان من فئة 200 g سلسلة AKE

ما كانت السلسلة تغطّيه قبل ذلك

قبل وصول هاتين الوحدتين، كانت عائلة AKE تبدأ عند 260 g. فوحدة AKE60-8 KV80 غطّت الطرف الأخفّ بعزم اسمي 5 Nm وعزم أقصى 12.5 Nm، وانتقلت AKE80-8 KV30 إلى 570 g وعزم اسمي 12 Nm على ناقل 48 V، وتصدّرت AKE90-8 KV35 النطاق عند 1400 g بعزم اسمي 55 Nm وعزم أقصى 170 Nm. ودون 260 g لم يكن للعائلة شيء، لذا كانت أصغر مفاصل هيكل خارجي — الأصابع والمعاصم والكواحل ودعامات تدلّي القدم — تُخدَم عادةً بأطقم محركات بلا إطار أو بنقل بالحزام والكابل، لأن كل خيار من AKE كان أكبر من المفصل الذي يحتاج إلى تشغيله.

ما الذي تغيّره الوحدتان الجديدتان

إن مشغّل QDD مدمج بكتلة 140 g يغيّر الحساب عند طرف الطرف، بشرط أن تُحسب معه بقية التركيبة. فالكتلة الموضوعة عند معصم أو كاحل تتسارع في كل خطوة، وكلما ابتعدت عن الجذع زادت كلفة حملها. لكن 140 g هي كتلة الوحدة لا المفصل المجمّع: فالحوامل والمثبّتات والكابلات وإلكترونيات القيادة كلها تُضاف إلى هذا الرقم. والمحرك المثبَّت عن بُعد والذي يشغّل المفصل عبر كابل بويدن معمارية مختلفة لها كتلتها واحتكاكها وتبعاتها على التحكم، وكتلة الوحدة وحدها لا تحدّد أي الترتيبين أخفّ أو أسهل في الارتداء. أما ما تقدّمه الوحدة الأصغر فعلاً فهو طول محوري يبلغ 24.5 mm، وقد يساعد في التغليف حيث يجب أن يبقى المفصل مدمجاً.

ويؤدّي مشغّل QDD مدمج بكتلة 190 g المهمة نفسها بحجم أكبر درجة واحدة. فعند 22.5 mm يكون أنحف محورياً من نظيره الأصغر رغم قطره الأكبر، وهو ما قد يناسب دعامة يجب أن تجلس قريبة من الطرف. وما إذا كان ذلك يستحق 50 g إضافية مرهون بالإطار واتجاه التثبيت والمساحة اللازمة للموصّلات ومسار الكابل.

لماذا تصل وحدة 6:1 ووحدة 8:1 معاً

النسبتان تغطّيان متطلبين مختلفين للعزم والسرعة لا فئتين ثابتتين من المفاصل. فمرحلة 6:1 تُبقي سرعة خرج أكبر وتقلّل عموماً القصور الذاتي المنعكس، وهو مفيد حيث يتحرّك المفصل عبر قوس واسع بحمل قليل. أما مرحلة 8:1 فتقايض جزءاً من تلك السرعة بمضاعفة العزم، وهو ما يناسب مفصلاً يحتاج إلى خرج أكبر عند سرعة أدنى. وأي النسبتين ينبغي لمفصل معيّن أن يستخدمه يحسمه منحنى العزم مقابل السرعة ودورة العمل لديه؛ فالنسبة مدخل واحد إلى ذلك القرار لا الإجابة.

AKE40-6 KV90 وAKE50-8 KV110: المواصفات جنباً إلى جنب

يضع الجدول أدناه الوحدتين الجديدتين مقابل أحجام AKE الثلاثة القائمة. والقيم هي الأرقام المنشورة لدى المصنّع لكل طراز؛ وحيث تغيب قيمة تُترك خارج الجدول بدل تقديرها.

المواصفةAKE40-6 KV90AKE50-8 KV110AKE60-8 KV80AKE80-8 KV30AKE90-8 KV35الوحدة
الجهد الاسمي2424244848V
القدرة الاسمية506595188700W
العزم الاسمي1.82.551255Nm
العزم الأقصى5.57.512.530170Nm
التيار الاسمي2.534.84.821A
التيار الأقصى89121272A
السرعة الاسمية260240180150120rpm
السرعة بدون حمل330320240195210rpm
نسبة التخفيض6:18:18:18:18:1—
الخلوص0.150.150.150.150.15°
الكتلة1401902605701400g
القطر الخارجي5161.26987107.5mm
الطول المحوري24.522.5253243.5mm
أزواج الأقطاب1414142121—

أرقام منشورة من صفحات المنتج لدى المصنّع لكل طراز من AKE. ويُذكر الخلوص بالدرجات؛ وتُنشر سلسلة AKE بقيمة 9 arcmin، أي ما يعادل 0.15°. ويُحمل KV في اسم الطراز بدل تكراره كعمود. وقيم العزم عند جانب المفصل من المخفّض لا عند عمود المحرك.

وثمّة تحفّظ واحد ينطبق على صفوف العزم. فالعزم الاسمي ينبغي أن يُفسَّر في ظل ظروف التشغيل والحرارة التي يحدّدها المصنّع، لا كقيمة يمكن سحبها باستمرار في أي تركيب. كما يجب أن يراعي اختيار المفصل منحنى العزم مقابل السرعة المطلوب، ودورة العمل، وظروف التثبيت والتبريد، والأحمال العابرة؛ ولا ينبغي التعامل مع العزم الأقصى كتصنيف تشغيل مستمر.

وبقراءة العمودين الأولين معاً يبدو الزوجان متقاربين: 50 g من الكتلة، و0.7 Nm من العزم الاسمي، ودرجة واحدة في نسبة التخفيض تفصل بينهما. أما صف الجهد فيفصل العائلة بدلاً من ذلك — فالوحدتان الجديدتان وAKE60-8 تعملان على 24 V، بينما تُنشر AKE80-8 وAKE90-8 على 48 V. وفي جهاز قابل للارتداء يعمل بالبطارية يغيّر هذا الصف معمارية التغذية. والجهاز الذي يخلط بين الاثنين يحتاج إلى ترتيب متوافق، سواء كان ذلك حزمتين منفصلتين أو محوّلاً للتيار المستمر أو تصميماً آخر، والخيار يخصّ النظام لا الوحدة.

وصفوف التيار مدخلات إلى اختيار وحدة القيادة لا قاعدة اختيار. فسحب 2.5 A اسمية في AKE40-6 و3 A في AKE50-8 يصف التيار المستمر؛ و8 A و9 A يصفان تيار الذروة. ويجب أن تدعم وحدة القيادة التيار المستمر المحدّد وتيار الذروة المطلوب للمدة المعنية، مع تخفيض حراري وتوافق في الجهد وحماية تلائم التركيب. والأرقام المنشورة لا تحدّد حجم وحدة القيادة بذاتها، ولا تصف كيف يتصرّف المفصل تحت اضطراب. وما يمكن قوله أضيق من ذلك: إن مشغّل QDD مدمجاً يسحب 3 A باستمرار حمل متواضع لحزمة تشغّل أيضاً حسّاسات ووحدة تحكم، وهذا قول عن سحب التيار لا عن تحجيم الإلكترونيات.

وتتحرّك الكتلة والقطر الخارجي في اتجاهين متعاكسين بين الوحدتين: فـ AKE50-8 أثقل بـ 50 g وأعرض بـ 10.2 mm، لكنها أنحف محورياً بـ 2 mm. والمفصل الذي يجب أن يبقى ملاصقاً للطرف قد يُرجّح الوحدة الأنحف؛ والذي لديه خلوص شعاعي قد يقبل الأعرض.

نطاق AKE في نظرة واحدة: من 140 g إلى 1.4 kg

تشكّل الوحدات الخمس سلّماً في الكتلة وعزم الخرج لا خمسة منتجات قابلة للتبادل. ففي الأسفل تُنشر CubeMars AKE40-6 KV90 مشغّل تشغيل شبه مباشر بعزم اسمي 1.8 Nm وعزم أقصى 5.5 Nm، وهو أصغر خرج في العائلة. وترفع CubeMars AKE50-8 KV110 مشغّل تشغيل شبه مباشر ذلك إلى 2.5 Nm اسمية و7.5 Nm أقصى عند 190 g. وفوقهما تُنشر CubeMars AKE60-8 KV80 مشغّل تشغيل شبه مباشر عند 260 g بعزم اسمي 5 Nm وعزم أقصى 12.5 Nm، وCubeMars AKE80-8 KV30 مشغّل تشغيل شبه مباشر عند 570 g بعزم اسمي 12 Nm وعزم أقصى 30 Nm، وCubeMars AKE90-8 KV35 مشغّل تشغيل شبه مباشر عند 1400 g بعزم اسمي 55 Nm وعزم أقصى 170 Nm. وتنشر CubeMars أيضاً مجموعة تطبيقات لكل طراز، من تشغيل الأصابع والمعصم في الطرف الصغير إلى مساندة الورك في الأعلى؛ وتلك هي الاتجاهات التي يذكرها المصنّع، ويُبقي قسم المفاصل أدناه منفصلاً عن أي استنتاج يُسحب من المواصفات.

والفجوة التي يسدّها مشغّلان QDD مدمجان عرضها 120 g. فالنطاق من AKE60-8 صعوداً كان مغطّى أصلاً باستعراض اختيار يبدأ عند 260 g ويمتد إلى 1.4 kg؛ ودون ذلك الخط لم تكن هناك أي وحدة AKE على الإطلاق. ومشغّل QDD مدمج في نطاق 140 g إلى 190 g يضيف المعمارية نفسها عند قاعدة النطاق — مرحلة كوكبية منخفضة النسبة، وقاعدة محرك مكشوفة، ولا علبة حماية.

وتفصل كثافة العزم بين طرفي السلّم أكثر مما تفصل الكتلة. فـ AKE90-8 منشورة حتى 121 Nm/kg، وهو ما ينتج من عزم أقصى 170 Nm في جسم بكتلة 1400 g. وعند الطرف الصغير تكون نسبة العزم الأقصى إلى الكتلة أدنى — نحو 39 Nm/kg للوحدتين الجديدتين، و39.3 Nm/kg لـ AKE40-6 و39.5 Nm/kg لـ AKE50-8 — لذا فالعزم المطلق متواضع، وكذلك الكتلة التي يجب تسريعها معه. وأما سبب انخفاض النسبة عند ذلك الطرف فسؤال يتعلّق بالملفّات والمحامل وتصميم مرحلة التروس، والجدول المنشور لا يجيب عنه؛ وتسمية سبب واحد تتجاوز البيانات. وما تسنده الأرقام هو المقايضة التي يجريها مشغّل QDD مدمج عند قاعدة النطاق: عزم أقل يُسلَّم، وكتلة أقل تُحمل لتسليمه.

140 g مقابل 190 g: أين تذهب الكتلة في مشغّل QDD مدمج

تبدو خمسون غراماً خطأ تقريب أمام وحدة بكتلة 570 g، وعلى طاولة الاختبار هي كذلك. أما عند طرف الطرف فالأمر يهمّ أكثر، لأن الكتلة هناك تُحمل في كل تأرجح وتكبر العقوبة مع البعد عن الجذع. وهناك تحفّظان يُبقيان الرقم في نسبته: فـ 140 g و190 g كتلتا وحدة لا كتلتا مفصل مجمّع، والحوامل والمثبّتات والكابلات والإلكترونيات تُضاف إلى كلتيهما. والمقارنة المفيدة بين تركيبين كاملين لا بين كتلتين في ورقة بيانات.

والبُعد المحوري يهمّ بقدر ما تهمّ الكتلة. فوحدة بطول 24.5 mm تترك مساحة أكبر داخل الثوب من كومة من محرك وعلبة تروس وقارنة، وAKE50-8 عند 22.5 mm أقصر منها. وقد يساعد ذلك دعامة على البقاء مسطّحة فوق المفصل، لكن الملف النهائي يحدّده الحامل واتجاه التثبيت والموصّلات والمساحة المتروكة للكابلات، لذا فالطول المحوري ميزة انطلاق لا غلاف منتهٍ.

والاختيار بين الوحدتين يبدأ عادةً من العزم الذي يحتاجه المفصل عند سرعة حركة مرتدي الجهاز. فمشغّل QDD مدمج بمرحلة 6:1 وعزم اسمي 1.8 Nm هو الخيار الأدنى عزماً، ما يجعله جديراً بالتقييم حيث تكون كتلة الوحدة المنخفضة ومتطلّب العزم الصغير هما الأولويتين؛ ووحدة 8:1 بعزم اسمي 2.5 Nm هي الخيار حيث يلزم عزم خرج أكبر داخل غلاف مدمج مماثل. وحيث يقع المتطلّب بين الاثنين تحسم الكتلة عادةً، ولوحدة 140 g الأفضلية — بشرط أن يظل المفصل المجمّع مستوفياً لمتطلّبات العزم مقابل السرعة ودورة العمل.

6:1 مقابل 8:1: السرعة والعزم والدفع العكسي عند 0.05 Nm و0.09 Nm

ويختلف مشغّلان QDD مدمجان في نسبة التخفيض والخرج الاسمي وعزم الدفع العكسي المنشور. والنسبة الأدنى قد تقلّل عموماً القصور الذاتي المنعكس للمحرك، لكن سلوك الدفع العكسي الفعلي يعتمد أيضاً على خصائص المحرك واحتكاك نقل الحركة وكفاءته. والرقمان المنشوران 0.05 Nm و0.09 Nm يصفان هذين الطرازين تحديداً؛ ولا ينبغي نسبتهما إلى نسبة التخفيض وحدها. أما ما تحدّده النسبة مباشرة فهو السرعة والعزم عند الخرج: فمرحلة 6:1 في AKE40-6 تحوّل سرعة المحرك بدون حمل إلى 330 rpm عند المفصل، ومرحلة 8:1 في AKE50-8 تعطي 320 rpm عند المفصل مقابل 7.5 Nm من العزم الأقصى.

وعزم الدفع العكسي هو الرقم الأكثر استخداماً للفصل بين مشغّل QDD مدمج ومشغّل تموضع مزوّد بتروس، والمقارنة عادلة في اتجاهها لا في قيمها المطلقة. فالنسبة في العشرات أو المئات تعكس المحرك وعلبة التروس إلى الخرج، وعلى مرتدي الجهاز الذي يحرّك المفصل أن يعمل ضد ذلك الحمل المنعكس؛ ومرحلة منخفضة النسبة تُبقي الحمل المنعكس أصغر. أما مقدار المقاومة التي يُبديها مشغّل عالي النسبة بعينه فيعتمد على محركه ونقل حركته وحالة تحكمه، لذا فالأفضل قراءة الأرقام المنشورة هنا كمقارنة بين هاتين الوحدتين لا كترتيب عام للمعماريات.

وتقع المقايضة مختلفة عند كل مفصل، والتطبيقات المنشورة تشير في اتجاهات مختلفة. فالمعصم أو الإصبع يتحرّك عبر قوس واسع بحمل قليل، وهناك تكون سرعة الخرج الإضافية في وحدة 6:1 أكثر قابلية للاستخدام؛ والركبة أو المرفق يعمل عبر قوس أضيق ضد حمل أكبر، وهناك يكون العزم الإضافي في وحدة 8:1 ذا صلة. وهذه نقاط انطلاق مسحوبة من الأرقام والتطبيقات المنشورة، لا برهاناً على أن أياً من الوحدتين يستوفي حالة حمل مفصل بعينه. والميكانيكا الكامنة وراء القصور الذاتي المنعكس وما تفعله النسبة بالحمل الذي يشعر به المرتدي مشروحة في مشغّلات التشغيل شبه المباشر: ما الذي توفّره نسبة 8:1.

وتوفّر أرقام عزم الدفع العكسي المنشورة نقطة انطلاق مفيدة للمقارنة بين الوحدتين، لكنها لا تحدّد كيف سيشعر مرتدي الهيكل المجمّع بالحركة. فالمقاومة المدرَكة تعتمد أيضاً على احتكاك نقل الحركة ومحاذاة المفصل وسرعة الحركة وحالة التحكم والآلية المحيطة. والأنظمة التي تُرتدى على الجسم تتطلّب التحقق على مستوى المفصل الكامل والجهاز، وذلك هو المستوى الذي يُقصد استخدام الأرقام أعلاه عنده.

خلوص 9 arcmin وما يعنيه عند المعصم

تُنشر الوحدتان بخلوص 9 arcmin، أي 0.15°. وبالنسبة إلى مدى مفصل يبلغ 90°، فهذه قيمة زاوية اسمية صغيرة — نحو واحد من ستمئة من المدى — لكن أثرها العملي يعتمد على آلية المفصل وموضع الحسّاس واستراتيجية التحكم وانعكاسات الحمل. والرقم وحده لا يثبت دقة التموضع ولا استقرار التحكم في القوة.

ويصبح الخلوص أكثر ظهوراً عند المحاور البعيدة، حيث يتحوّل خطأ زاوي صغير إلى إزاحة أكبر عند نهاية وصلة. فعلى ذراع بطول 40 mm يُساوي 0.15° نحو 0.1 mm من اللعب عند الخرج. وهذا تحويل هندسي مثالي لا قياساً لما يدركه مرتدي الجهاز، لأن العتبة تعتمد على المفصل والمهمة والواجهة؛ والخلوص نفسه في مفصل ورك بوصلة طويلة سيكون له شأن مختلف مرة أخرى. وهو أحد أسباب استحقاق مشغّل QDD مدمج أصغر للتقييم في أعمال اليد والمعصم، حيث تبقى الإزاحة المطلقة صغيرة.

وبالنسبة إلى مشغّل QDD مدمج فإن الرقم يضع توقّعاً أيضاً. فمرحلة كوكبية منخفضة النسبة ليست نقل حركة بلا خلوص، والتصميم الذي يحتاج إلى أن يحفظ الخرج موضعه تحت حمل منعكس عليه أن يخطّط أولاً لحركة 0.15°. ويمكن للتحكم في الحلقة المغلقة أن يقلّل الأثر عندما تُغلق الحلقة على الخرج، لكنه لا يزيل اللعب الميكانيكي: فهل يُعوَّض النطاق الميت أم يُحسّ، يعتمد على موضع الحسّاس وكيف تُغلق الحلقة وعدد مرات انعكاس الحمل وصلابة الآلية المحيطة.

ناقل 24 V والتيار الاسمي وتحجيم وحدة القيادة لمشغّل QDD مدمج

بالنسبة إلى مشغّل QDD مدمج في جهاز قابل للارتداء، يكون ناقل 24 V الخيار العملي حين يعمل الجهاز من حزمة بطارية صغيرة بما يكفي لحملها. فـ AKE40-6 تسحب 2.5 A اسمية و8 A أقصى، وAKE50-8 تسحب 3 A اسمية و9 A أقصى. والرقمان يخدمان غرضين مختلفين: فالتيار الاسمي يصف الحمل الحراري المستمر، وتيار الذروة يصف متطلباً قصير المدة يجب تحديد مدته وتخفيضه الحراري للتركيب. ولا يحدّد أي من الرقمين وحده حجم وحدة القيادة، ولا يصف كيف سيتصرّف المفصل عندما يتعرّض مرتدي الجهاز لاضطراب.

ولا تُشحن أي من الوحدتين بلوحة قيادة، لذا فالإلكترونيات جزء من تصميم النظام لا من الوحدة. وهذا متّسق عبر نطاق AKE كله، وهو ما يسمح لوحدة تحكم واحدة بخدمة عدة مفاصل — لكن ليس إلا بعد التحقق من الغلاف الكهربائي. والوحدتان الجديدتان تستخدمان 14 زوجاً من الأقطاب، ما يثبّت التردد الكهربائي عند سرعة مفصل معيّنة؛ وتبقى اللوحة المشتركة بحاجة إلى تحقق مقابل المعاملات الكهربائية لكل وحدة وطريقة التحكم وجهد الناقل وقدرة التيار المستمر والذروة ومدى السرعة الكهربائية وإعدادات الحماية. وينطبق الأمر نفسه على طرازات AKE الثلاثة الأكبر: فـ CubeMars تُدرج لوحة قيادة منفصلة للسلسلة، لذا تُحدَّد خطة التحكم بالإلكترونيات المختارة للإطار.

التثبيت: ثقوب مسنّنة وثقوب نافذة في قاعدة المحرك

تحمل قاعدة المحرك في كل مشغّل QDD مدمج ثقوباً مسنّنة وثقوباً نافذة، ما يسمح بتثبيت الوحدة من أي جانب وبتركيبها في الاتجاهين. وهذا أنفع لمفصل الهيكل الخارجي مما يبدو: فالدعامة كثيراً ما يجب تجميعها حول طرف، والوحدة التي يمكن ربطها ببراغٍ من خارج صفيحة كربونية وكذلك من داخلها تمنح مصمّم الإطار خياراً في مسار الحمل.

ولا يوجد في أي من الوحدتين تجويف يمرّ عبر الخرج. والثقوب النافذة في القاعدة، لأجل المثبّتات؛ والمفصل الذي يحتاج إلى كابل يمرّ عبر محوره عليه أن ينظر في عائلة أخرى. وهذا الفرق يهمّ حين يتطلّب تصميم ما تمرير كابلات الحسّاسات أو المشغّل عبر مركز المفصل، ويستحق الحسم قبل تجميد هندسة الإطار.

أي مفصل يناسب كل طراز: تدلّي القدم واليد ومساعدة الركبة

ويختلف مشغّلان QDD مدمجان في الكتلة وعزم الخرج، وتنشر CubeMars لكل منهما مجموعة تطبيقات. ويُبقي الجدول أدناه التطبيقات المنشورة في عمود خاص بها ويفصل أدوار المفاصل المتفرّعة عنها، بحيث يمكن قراءة الاثنين باستقلال.

الطرازالكتلةالعزم الاسميالعزم الأقصىالتخفيضدور المفصل المستفاد من التطبيقات المنشورةالتطبيق المنشور
AKE40-6 KV90140 g1.8 Nm5.5 Nm6:1محاور المعصم والإصبع والكاحلدعم تدلّي القدم والثني الظهري للكاحل، وثني المعصم وتشغيل قبضة الإصبع
AKE50-8 KV110190 g2.5 Nm7.5 Nm8:1مساعدة دقيقة للركبة، ودعم المرفق والكتفمساعدة الركبة، وتعويض قوة المرفق، ودعم رفع الكتف
AKE60-8 KV80260 g5 Nm12.5 Nm8:1الكاحل ومحاور الطرف السفلي الخفيفةمساعدة مدمجة للطرف السفلي والكاحل
AKE80-8 KV30570 g12 Nm30 Nm8:1الركبة، بمقياس النموذج الأوليمفاصل الركبة في الهياكل الخارجية والتأهيل
AKE90-8 KV351400 g55 Nm170 Nm8:1الورك ومحاور حمل الأثقالمساعدة الورك ومفاصل حمل الأثقال

يكرّر عمود التطبيق المنشور التطبيقات التي يدرجها المصنّع لكل طراز. وعمود دور المفصل قراءة لتلك التطبيقات لا تحقّق من حالة حمل: فالعزم والكتلة والغلاف لا تثبت بذاتها الملاءمة لمفصل بشري بعينه. ويكرّر العزم والكتلة ما ورد في جدول المواصفات أعلاه حتى يمكن قراءة المقابلة باستقلال.

وبالنسبة إلى دعامة تدلّي القدم، فإن AKE40-6 هي الطراز الذي تشير إليه قائمة التطبيقات المنشورة. فالمفصل يتحرّك عبر قوس واسع بحمل قليل، والوحدة هي الأخفّ في العائلة عند 140 g بمرحلة 6:1. وهل تناسب جهازاً بعينه يبقى مرهوناً بالعزم المطلوب عند مفصل الدعامة، ودورة العمل، والتثبيت، والتحقق الذي يجب أن يجتازه ذلك الجهاز. وتُنشر الوحدة نفسها لثني المعصم وتشغيل قبضة الإصبع، حيث يكون الغلاف أهمّ من العزم.

ولأجل دعم الركبة، فإن AKE50-8 هي الأصغر بين الخيارين اللذين تدرجهما CubeMars فوق AKE40-6. وتُنشر بعزم أقصى 7.5 Nm في جسم بكتلة 190 g، وهو أدنى من 260 g في AKE60-8 و570 g في AKE80-8 من حيث الكتلة، وهي مُدرجة لمساعدة الركبة وتعويض قوة المرفق ودعم رفع الكتف. وتلك تطبيقات مصنّع لا نتائج حالات حمل: فمهام الركبة والكتف تتباين تبايناً واسعاً في منحنى العزم والمدى ومتطلّبات السلامة، ويجب التحقق من المفصل على مستوى الجهاز قبل أن يمكن وصفه بالملاءمة.

وبين الوحدتين تداخل قليل يحتاج إلى حسم. فمشغّل QDD مدمج مختار لمعصم لا يتحوّل إلى تشغيل ركبة برفع التيار، والوحدة المختارة لركبة تضيف كتلة لا يحتاجها المعصم. والانقسام في الجدول حدّ انطلاق لا قاعدة تصميم، والكاحل أقرب ما يكون إليه، يُخدَم من الطرف الأخفّ بـ AKE40-6 أو من AKE60-8 حيث يلزم عزم أكبر. وتُغطّى المجموعة الأوسع من مفاصل هيكل خارجي فوق 260 g في مشغّلات الهيكل الخارجي: ثلاثة مشغّلات CubeMars QDD من 260 g إلى 1.4 kg.

قائمة تحقّق للاختيار

تحسم خمسة أسئلة معظم المرور الأول قبل إنجاز أي رسم.

  1. أي عزم يحتاجه المفصل عند سرعة الحركة لا عند التوقّف؟ تلك الإجابة هي المرشّح الأول بين مرحلة 6:1 ومرحلة 8:1.
  2. كم من الكتلة يمكن أن تجلس عند طرف الطرف؟ فميزانية المعصم أو الكاحل أضيق من ميزانية الركبة، والفرق بين 140 g و190 g يقع عند نهاية وصلة، حيث يتسارع في كل خطوة.
  3. هل يحتاج الإطار إلى كابل يمرّ عبر محور المفصل؟ لا تقدّم أي من الوحدتين تجويفاً عبر الخرج، لذا فمتطلّب المرور عبر المحور يغيّر العائلة.
  4. أي ناقل يستخدم بقية الجهاز؟ خلط وحدات 24 V و48 V في جهاز واحد قابل للارتداء يحتاج إلى معمارية تغذية متوافقة — حزم منفصلة أو محوّل للتيار المستمر أو ترتيب آخر — والخيار يعتمد على النظام.
  5. كيف تُثبَّت الوحدة بالإطار؟ الثقوب المسنّنة والنافذة في القاعدة تسمح بالاتجاهين، ويجب تصميم الحامل حول ذلك الخيار.

وإذا وقعت إجابة السؤال الأول بين الوحدتين، فالكتلة عادةً هي الرقم الحاسم: فمشغّل QDD مدمج أخفّ بـ 50 g يغيّر ما يحمله المفصل، بشرط أن يستوفي التركيبان متطلّب العزم مقابل السرعة ودورة العمل. وهذا الشرط هو الجزء الذي لا تستطيع ورقة البيانات حسمه. فهو يحتاج إلى حالة حمل المفصل، وبيئته الحرارية، وتثبيته، والتحقق المخطّط له للجهاز.

الأسئلة الشائعة

Qما الذي يفصل مشغّل QDD مدمجاً عن وحدة سيرفو مزوّدة بتروس؟

نسبة التخفيض وما تفعله بالإحساس. فوحدة QDD تشغّل مرحلة كوكبية منخفضة النسبة — 6:1 و8:1 في الوحدتين هنا — ما يُبقي القصور الذاتي المنعكس وعزم الدفع العكسي أدنى من سيرفو عالي النسبة من الصنف نفسه. والرقمان المنشوران لهاتين الوحدتين هما 0.05 Nm و0.09 Nm. والسيرفو المزوّد بتروس بنسبة في العشرات أو المئات يعكس قدراً أكبر من المحرك وعلبة التروس إلى الخرج، وإن كان مقدار المقاومة التي يُبديها سيرفو بعينه يعتمد على محركه ونقل حركته وحالة تحكمه.

Qهل تتشارك AKE40-6 KV90 وAKE50-8 KV110 وحدة قيادة واحدة؟

يعمل مشغّلان QDD مدمجان على ناقل 24 V ولا يحمل أيٌّ منهما مرحلة قيادة على متنه، لذا تُختار وحدة التحكم مع الإطار. وتشارك لوحة واحدة احتمال لا نتيجة: فيجب أن تغطّي اللوحة التيار المستمر لكل وحدة، وتيار الذروة المطلوب لمدته، وجهد الناقل، وطريقة التحكم، ومدى السرعة الكهربائية. والرقمان 3 A و9 A في AKE50-8 يحيطان بـ 2.5 A و8 A في AKE40-6، ما يجعل اللوحة المشتركة معقولة، لكن يجب فحص المعاملات الكهربائية لكل وحدة. وكلتاهما تستخدم 14 زوجاً من الأقطاب، ما يثبّت التردد الكهربائي عند سرعة مفصل معيّنة؛ وذلك مدخل واحد إلى الفحص لا كلّه.

Qماذا يعني خلوص 9 arcmin في مفصل معصم؟

9 arcmin يساوي 0.15°، فعلى مفصل يتحرّك 90° يكون النطاق الميت نحو واحد من ستمئة من المدى. وعلى ذراع بطول 40 mm يُساوي ذلك نحو 0.1 mm من اللعب عند الخرج — رقم هندسي مثالي لا قياس لما يلاحظه مرتدي الجهاز. وهل يؤثّر النطاق الميت على التموضع أم على التحكم في القوة القائم على التيار، يعتمد على موضع الحسّاس ومعمارية التحكم وانعكاسات الحمل وصلابة الآلية؛ ورقم الخلوص وحده لا يحسم ذلك.

Qلماذا تستخدم AKE40-6 مرحلة 6:1 بينما تستخدم AKE50-8 مرحلة 8:1؟

لأن متطلّبات المفصل تختلف. فالمعصم أو الإصبع يتحرّك عبر قوس واسع بحمل قليل ويستطيع استخدام سرعة الخرج الإضافية التي تُبقيها مرحلة 6:1؛ والركبة أو المرفق يحتاج إلى عزم أكبر عند سرعة أدنى، وهناك تبلغ مرحلة 8:1 عزم أقصى 7.5 Nm عند 190 g. والنسبة جزء واحد من المطابقة — فمنحنى العزم مقابل السرعة ودورة العمل لدى المفصل هما ما يحدّد ملاءمة أي من الوحدتين.

Qهل يمكن استخدام مشغّل QDD مدمج دون علبة تروس على الإطلاق؟

المفصل ذو الدفع المباشر معمارية مختلفة لها تبعاتها في العزم والكتلة، ووحدات AKE ليست كذلك. فمرحلتا 6:1 و8:1 هما ما يسمح لوحدة بكتلة 140 g أو 190 g بالوصول إلى عزم أقصى 5.5 Nm و7.5 Nm. وطقم المحرك بلا إطار هو المسار المعتاد حين يحتاج تصميم إلى محرك دون أي مرحلة على الإطلاق.

Qهل يمكن لـ AKE40-6 KV90 أو AKE50-8 KV110 أن تحلّ محل AKE60-8؟

فقط داخل غلاف العزم الأدنى. فـ AKE60-8 مصنّفة عند 5 Nm بعزم أقصى 12.5 Nm، وAKE50-8 عند 2.5 Nm بعزم أقصى 7.5 Nm، وAKE40-6 عند 1.8 Nm بعزم أقصى 5.5 Nm. والمفصل الذي استخدم جزءاً فقط من غلاف AKE60-8 يمكنه الانتقال إلى وحدة 190 g؛ أما المفصل الذي يستخدم كامل 5 Nm بالفعل فلا يمكنه. والثلاث جميعاً تشغّل مرحلة 8:1 باستثناء AKE40-6، لذا فالنسبة ليست الفارق هنا — بل العزم الاسمي والكتلة.

الموارد الرسمية

تنشر الشركة المصنّعة المواصفة الكاملة لكل وحدة، بما في ذلك الأبعاد ورسم التثبيت، على صفحات منتجاتها.

تتبع المواصفات في هذه الصفحة الأرقام المنشورة لدى المصنّع. وللمتطلّبات المخصّصة أو الأصناف الخارجة عن هذه الأرقام، يكون التواصل مع المصنّع مباشرة.

ما الخطوة التالية

يمثّل مشغّلان QDD مدمجان جديدان الطرف الأصغر لعائلة غُطّي نطاقها من 260 g صعوداً في استعراض منفصل، وميكانيكا النسبة وراء مرحلتي 6:1 و8:1 مبسوطة في استعراض آخر. وكلاهما جدير بالقراءة قبل تثبيت معمارية المفصل.