Memilih Motor BLDC untuk Robot Rehabilitasi

Memilih motor BLDC untuk pekerjaan robot rehabilitasi membalik prioritas yang membentuk sebagian besar pemilihan motor. Gerakan yang dihasilkan perangkat terapi lambat karena spesifikasinya, bukan karena keterbatasan; gerakan itu ditahan selama beberapa detik alih-alih dicapai dalam milidetik, dan diulang sepanjang sesi perawatan dengan anggota gerak pasien terpasang pada keluaran. Aktuator pada sendi karena itu dinilai dari torsi yang dapat ditahannya untuk waktu lama, torsi yang dapat diperintahkannya secara akurat pada kecepatan sangat rendah, dan seberapa besar beban yang masih dapat dirasakan pasien melalui roda gigi. Panduan ini membahas ketiga pertanyaan itu pada sembilan aktuator yang saat ini tercantum dalam kategori Aktuator Robotik, dari AK40-10 V3.0 KV170 yang 190 g hingga AK10-9 V3.0 KV60 yang 940 g, lalu membandingkannya dengan tuntutan yang sebenarnya dibebankan oleh sendi Robot Rehabilitasi.

Jawaban singkat

Motor BLDC untuk tugas robot rehabilitasi dipilih berdasarkan tiga angka yang tidak akan dijadikan acuan utama oleh pemilihan servo serbaguna. Yang pertama adalah torsi kontinu pada sendi, karena gerakan terapi menahan anggota gerak melawan gravitasi selama beberapa detik sekaligus dan belitan harus bertahan pada penahanan itu, bukan pada keadaan transien. Yang kedua adalah torsi yang dapat diperintahkan aktuator secara akurat pada kecepatan yang dipakai terapi, yang jauh di bawah angka tanpa beban yang dipublikasikan. Yang ketiga adalah rasio reduksi, karena rasio itu menentukan berapa besar torsi yang dimiliki sendi untuk motor tertentu dan berapa besar beban yang mencapai pasien melalui keluaran. Pada sembilan aktuator yang dihimpun di sini, torsi nominal berkisar dari 1.3 Nm pada AK40-10 V3.0 KV170 hingga 48 Nm pada AK80-64 KV80, massa berkisar dari 190 g hingga 940 g, dan rasio reduksi membentang dari 6:1 hingga 64:1. Sebaran rasio itulah, lebih daripada sebaran torsi, yang membedakan sendi bantu yang ringan dari sumbu pelatihan gaya berjalan yang berbeban.

Apa yang Harus Diberikan Motor BLDC untuk Robot Rehabilitasi

Tuntutan yang dibebankan sendi rehabilitasi sempit dalam kecepatan dan panjang dalam durasi, dan datang dengan seseorang yang terpasang pada keluaran. Tiga sifat mengikutinya, dan itulah yang membedakan motor BLDC untuk sendi robot rehabilitasi dari motor yang dipilih untuk robot pada kelas torsi yang sama.

Gerakan terapi lambat karena rancangan

Gerakan terapi dijelaskan dalam derajat rentang dan detik durasi, bukan dalam putaran per menit. Lutut atau siku yang digerakkan melalui rentangnya selama beberapa detik adalah sendi yang berputar pada puluhan derajat per detik, dan di balik tahap 9:1 itu adalah motor yang berputar pada beberapa ratus rpm. Kecepatan tanpa beban yang dipublikasikan untuk aktuator dalam kelompok ini mencapai 800 rpm pada AK80-6 KV100, jauh di atas titik kerja mana pun yang diminta gerakan terapi, sehingga pemilihan tidak menabrak batas atas kecepatan. Sebaliknya, pemilihan menabrak ujung kurva yang berlawanan, tempat pertanyaan yang berguna adalah seberapa merata aktuator memberikan torsi pada kecepatan rendah dan seberapa halus umpan balik menyelesaikan sudut kecil.

Bebannya adalah anggota gerak manusia, dan berubah sepanjang gerakan

Berbeda dari sendi robot yang membawa muatan tetap, sendi rehabilitasi membawa anggota gerak yang beban efektifnya berubah mengikuti geometri gerakan dan seberapa besar bantuan pasien. Pasien yang membantu mengurangi torsi yang harus disediakan aktuator; pasien yang menahan, atau yang tonus ototnya naik selama peregangan, menambahnya pada saat yang tidak direncanakan pengendali. Torsi nominal yang dipublikasikan karena itu adalah batas bawah untuk perhitungan penentuan ukuran, bukan gambaran kasus terburuk, dan torsi puncak yang dipublikasikan adalah cadangan yang menyerap hal tak terduga. Kedua angka itu membawa sebaran berbeda dalam kelompok ini: AK80-6 KV100 mempublikasikan 12 Nm puncak terhadap 6 Nm nominal, sedangkan AK10-9 V3.0 KV60 mempublikasikan 53 Nm puncak terhadap 18 Nm nominal dan AK80-64 KV80 mempublikasikan 120 Nm puncak terhadap 48 Nm nominal.

Tiga angka yang membawa persyaratan

Jika diringkas ke himpunan terkecil, tiga angka yang dipublikasikan membawa sebagian besar pemilihan rehabilitasi. Torsi nominal adalah angka kontinu, dan itulah yang dihabiskan oleh postur yang ditahan. Rasio reduksi menetapkan torsi yang dilihat sendi sekaligus seberapa transparan sendi terasa bagi pasien. Arus kontinu adalah tagihan listrik untuk keduanya, dan itu menentukan ukuran penggerak serta pak baterai yang menyertai perangkat. Semua hal lain dalam spesifikasi, dari diameter hingga jumlah kutub, adalah kendala untuk memasukkan ketiga angka itu ke dalam mesin.

Kecepatan Rendah dan Torsi Penahanan Tinggi dalam Siklus Kerja Rehabilitasi

Kecepatan adalah titik tempat pemilihan motor BLDC untuk robot rehabilitasi paling jauh menyimpang dari setiap aplikasi robot lainnya, dan itu hal pertama yang ditetapkan oleh tuntutan Robot Rehabilitasi. Titik kerjanya tidak cepat, dan torsi pada titik itu ditahan untuk waktu lama, yang menjadikan dua angka yang dipublikasikan sebagai pusat pemilihan.

Torsi kerja berada di dasar rentang kecepatan

Kolom kecepatan nominal pada tabel di bawah ini berkisar dari 23 rpm pada bus 24 V di AK80-64 KV80 hingga 603 rpm pada AK80-6 KV100, dan sendi terapi yang merayap melalui rentang gerak menghabiskan waktunya jauh di bawah semuanya. Aktuator berkecepatan rendah dalam kelompok ini bukan kompromi untuk tuntutan itu; kecepatan rendah itulah rancangannya. Tahap 36:1 pada AK45-36 V3.0 KV80 berputar 40 rpm di keluaran pada bus 24 V, dan tahap 64:1 pada AK80-64 KV80 berputar 23 rpm, keduanya berada di dalam rentang yang dicakup gerakan terapi tanpa reduksi tambahan.

Menahan anggota gerak melawan gravitasi adalah torsi kontinu

Postur yang ditahan melawan gravitasi menarik arus secara terus-menerus, dan arus adalah panas. Pada perangkat rehabilitasi, penahanan bukan selingan di antara gerakan; pada mesin gerak pasif kontinu atau rangka peregangan statis, penahanan adalah sebagian besar sesi. Angka yang mengaturnya karena itu adalah torsi nominal, dan cara membacanya adalah terhadap arus nominal yang dipublikasikan bersamanya. AK80-64 KV80 mempublikasikan 48 Nm nominal pada 7 A, sedangkan AK10-9 V3.0 KV60 mempublikasikan 18 Nm nominal pada 10.7 A. Yang pertama menahan lebih dari dua kali torsi untuk arus yang lebih rendah, dan alasannya terletak pada rasio di antara keduanya, bukan pada motornya.

Pengulangan menetapkan beban termal, bukan puncaknya

Sesi perawatan mengulang gerakan yang sama berkali-kali, dan keadaan termal belitan pada awal setiap pengulangan ditetapkan oleh pengulangan sebelumnya. Nilai kontinu adalah pernyataan termal, dan dibuat terhadap kondisi pemasangan yang tidak sepenuhnya tercantum dalam catatan aktuator. Di dalam perangkat dengan selubung dan jalur panasnya sendiri, seberapa besar nilai itu bertahan adalah pertanyaan untuk produsen, dan itu berada di depan daftar persyaratan ketika sebuah sendi diharapkan menahan torsi tinggi untuk sebagian besar sesi.

Mengapa Sendi yang Aman Harus Tetap Dapat Digerakkan Balik di Bawah Beban

Sendi rehabilitasi berbagi keluarannya dengan seseorang. Terapis yang menuntun anggota gerak dengan tangan, atau pasien yang mencoba gerakan itu tanpa bantuan, menerapkan torsi pada poros yang sama yang digerakkan aktuator, dan sendi harus menerima torsi itu alih-alih melawannya. Seberapa jauh sendi melakukannya ditetapkan oleh tahap reduksi, bukan oleh motor itu sendiri.

Kemampuan digerakkan balik ditetapkan oleh rasio dan tahapnya

Rasio reduksi mengalikan torsi motor menjadi torsi sendi dan membagi gerakan sendi menjadi gerakan motor dalam proporsi yang sama, dan rasio itu melakukan hal yang sama terhadap torsi yang diterapkan seseorang pada keluaran. Satu tahap planet 64:1 pada AK80-64 KV80 jauh lebih sulit digerakkan dari keluaran daripada tahap 6:1 pada AK60-6 V3.0 KV80 atau AK80-6 KV100, dan perbedaannya bersifat mekanis, bukan elektronis. Sendi yang harus digerakkan dengan tangan, atau yang harus mengalah ketika pasien mendorongnya, adalah kasus yang menuntut motor BLDC yang dapat digerakkan balik, dan rasio itulah tempat kompromi antara penggandaan torsi dan kebebasan itu dibuat.

Apa yang dihilangkan oleh rasio reduksi yang tinggi

Rasio yang sama yang mengalikan torsi bekerja melawan dua sifat lain. Rasio itu menaikkan gesekan dan backlash tahap yang harus diatasi keluaran sebelum beban apa pun disalurkan, dan mengubah inersia efektif yang dirasakan pasien pada sendi. Angka backlash yang dipublikasikan dalam kelompok ini berada antara 0.18° pada AK80-64 KV80 dan 0.3° pada AK40-10 V3.0 KV170, AK45-10 V3.0 KV75 dan AK70-9 V3.0 KV60, dengan AK45-36 V3.0 KV80, AKH70-16 V1.0 KV41 dan AK80-6 KV100 mempublikasikan 0.2° dan 0.22° di antara keduanya. Backlash terasa pada sendi sebagai pita mati pada awal setiap pembalikan, dan pada perangkat rehabilitasi pita mati sebesar itu terlihat pada gerakan, bukan hanya terukur di dalamnya.

Di mana aktuator berada dalam jalur kontak pasien

Argumen keselamatan tidak berhenti pada aktuator. Perangkat yang menahan anggota gerak juga membawa batas, rentang perintah torsi, berhenti darurat dan batas akhir mekanis, dan semua itu bagian dari mesin, bukan dari modul. Yang disumbangkan aktuator adalah bahwa ia dapat diperintahkan ke torsi yang terbatas dan tidak mengunci ketika perintah dihilangkan. Keduanya adalah sifat aktuator terintegrasi dengan penggeraknya sendiri, dan keduanya adalah alasan modul tersegel sering menjadi titik awal yang lebih sederhana untuk sendi yang harus tetap patuh saat seseorang terpasang padanya.

Kendali Gaya dan Pita Torsi di Belakangnya

Terapi bantu adalah masalah torsi sebelum menjadi masalah posisi. Sendi yang membantu pasien menyelesaikan gerakan harus menambahkan torsi secara proporsional terhadap apa yang sudah dilakukan pasien, dan itu memerlukan aktuator robot rehabilitasi yang penggeraknya dapat diperintahkan dalam torsi dan dapat dipercaya pada nilai kecil.

Kendali torsi memerlukan estimasi yang dapat ditindaklanjuti penggerak

Perintah mode torsi hanya sebaik estimasi torsi keluaran yang dipakai penggerak, dan estimasi itu dibangun dari arus fasa serta dari umpan balik posisi yang dibawa aktuator. Modul tersegel dalam kelompok ini menempatkan motor, tahap reduksi dan penggerak di dalam satu rumah, dan catatan menyatakan susunan umpan baliknya di tempat ia mempublikasikannya: AK10-9 V3.0 KV60 dan AK70-9 V3.0 KV60 keduanya terdokumentasi dengan enkoder ganda, yaitu susunan yang mendukung lingkar torsi, bukan hanya lingkar posisi.

Resolusi pada sendi, bukan pada rotor

Gerakan yang diminta terapi kecil pada keluaran dan lebih besar pada sisi motor, dan rasio reduksi adalah pengali di antara keduanya. Sendi yang diminta menyelesaikan sebagian kecil derajat pada keluaran meminta umpan balik di sisi motor menyelesaikan pecahan itu dikalikan rasio, itulah sebabnya aktuator berasio tinggi tidak otomatis lebih mudah dikendalikan secara halus. Kecepatan keluaran yang dipublikasikan dalam kelompok ini sudah menunjukkan hal itu: aktuator yang sama yang menahan 48 Nm pada 23 rpm di AK80-64 KV80 menahannya di ujung lambat rentang, tempat lingkar kendali memiliki waktu paling banyak dan sinyal paling sedikit untuk diolah.

Mode kepatuhan, impedansi dan bantuan sesuai kebutuhan

Kendali impedansi, kendali admisi dan elemen elastis seri adalah sifat lapisan kendali, bukan entri dalam catatan aktuator, dan tidak satu pun dibeli hanya dengan modulnya. Yang harus disediakan aktuator adalah lebar pita untuk mengikuti perintah torsi dan gesekan rendah agar perintah itu dapat kecil. Sendi yang gesekan dan backlash-nya mendominasi pada torsi rendah tidak dapat dibuat patuh oleh perangkat lunak, itulah alasan praktis mengapa angka rasio dan backlash berbobot sama besar dalam pemilihan rehabilitasi seperti angka torsi.

Torsi Penahanan Kontinu versus Torsi Puncak dalam Satu Sesi

Dua angka torsi pada label aktuator menjawab dua pertanyaan berbeda, dan tuntutan rehabilitasi menghabiskan sebagian besar waktunya pada salah satunya.

Torsi nominal adalah angka yang dihabiskan satu sesi

Torsi nominal adalah angka terbesar yang dipublikasikan produsen untuk operasi kontinu, dan itulah yang dihabiskan postur yang ditahan atau gerakan lambat yang diulang. Dalam kelompok ini nilainya berkisar dari 1.3 Nm pada AK40-10 V3.0 KV170 hingga 48 Nm pada AK80-64 KV80, dengan bagian tengah rentang ditempati AK70-9 V3.0 KV60 pada 8.5 Nm, AK45-36 V3.0 KV80 pada 8 Nm dan AK80-6 KV100 pada 6 Nm. Sendi yang menopang anggota gerak, menahan gravitasi sepanjang rentang gerak atau menahan posisi melawan peregangan bekerja di kolom nominal sepanjang periode itu.

Torsi puncak mencakup transisi, bukan penahanan

Torsi puncak adalah simpangan singkat, dan arus puncak yang dipublikasikan di belakangnya beberapa kali arus nominal dalam catatan yang sama. AK10-9 V3.0 KV60 mempublikasikan 31.9 A puncak terhadap 10.7 A nominal dan AK70-9 V3.0 KV60 mempublikasikan 23.8 A puncak terhadap 6.25 A nominal, suatu perbedaan yang tidak dapat ditahan lama oleh belitan mana pun. Torsi puncak adalah milik momen ketika gerakan rehabilitasi berubah arah, menangkap anggota gerak yang mulai jatuh, atau menyerap perubahan tonus otot yang mendadak. Memakainya sebagai titik kerja di dalam satu sesi memindahkan sendi ke nilai yang tidak dipublikasikan produsen untuk layanan kontinu.

Arus adalah angka yang menentukan ukuran penggerak dan pak baterai

Aktuator terintegrasi membawa penggeraknya di dalam rumah, tetapi arus tetap harus datang dari pak baterai dan bus yang dibawa perangkat, dan perangkat rehabilitasi sering bersifat portabel. Arus nominal yang dipublikasikan dalam kelompok ini berkisar dari 1.9 A pada AK45-10 V3.0 KV75 hingga 10.7 A pada AK10-9 V3.0 KV60, dan perangkat dengan beberapa sendi mengalikan angka itu dengan jumlah sumbu yang digerakkan sekaligus. Arus karena itu adalah jembatan antara persyaratan mekanis pada sendi dan rancangan kelistrikan seluruh perangkat, dan karena alasan itu layak ditetapkan lebih awal.

Himpunan Spesifikasi untuk Sendi Rehabilitasi, dari Ringan hingga Berbeban

Tabel di bawah ini menghimpun sembilan aktuator yang dibahas di sini pada kolom-kolom yang menentukan sendi rehabilitasi. Setiap nilai adalah angka yang dipublikasikan produsen untuk aktuator tersebut.

Rasio reduksi, torsi nominal, torsi puncak, arus nominal, kecepatan keluaran dan massa sebagaimana dipublikasikan produsen (CubeMars). Bila kecepatan keluaran memuat dua nilai, keduanya adalah titik kerja 24 V dan 48 V dalam urutan itu. Torsi nominal adalah angka kontinu dan torsi puncak adalah nilai berdurasi pendek. Data belitan, termal dan pemasangan untuk setiap aktuator ada di halaman produk produsennya.

Bacalah ke bawah pada kolom rasio dan kelompok ini terbagi menjadi tiga pita alih-alih sembilan titik. Tiga aktuator bekerja pada 10:1 atau lebih rendah di bus 24 V, yaitu AK40-10 V3.0 KV170, AK45-10 V3.0 KV75 dan AK60-6 V3.0 KV80, semuanya di bawah 4 Nm nominal dan di bawah 400 g. Tiga bekerja pada 9:1 di 48 V, yaitu AK70-9 V3.0 KV60, AK10-9 V3.0 KV60 dan AK80-6 KV100 pada 6:1 di bus yang sama, dan ketiganya berada antara 6 Nm dan 18 Nm nominal. Pita terakhir adalah dua aktuator yang memakai tahap reduksi panjang untuk mencapai torsi tinggi dari motor kecil, AK45-36 V3.0 KV80 pada 36:1 dan AK80-64 KV80 pada 64:1, dengan AKH70-16 V1.0 KV41 pada 16:1 mengisi celah di atas kelompok 9:1. Sebaliknya, bacalah melintang, dan kolom arus memisahkan pita-pita itu lagi: kelompok 10:1 yang ringan memerlukan antara 1.9 A dan 3.8 A untuk menahan torsinya, sedangkan 48 Nm pada AK80-64 KV80 memakan 7 A dan 18 Nm pada AK10-9 V3.0 KV60 memakan 10.7 A.

Membaca Rentang dari Tangan dan Pergelangan hingga Pelatihan Gaya Berjalan

Empat pita di bawah ini membentang dari sendi terkecil yang mungkin digerakkan perangkat rehabilitasi hingga sumbu yang membawa pasien berjalan, dan setiap pita ditentukan oleh tuntutan, bukan oleh angka. Kesembilannya berada dalam kategori Aktuator Robotik, dan halaman Robot Rehabilitasi adalah tempat aplikasi ini didokumentasikan di platform.

Ujung 190 g dan 262 g: sumbu tangan, pergelangan dan jari

AK40-10 V3.0 KV170 mempublikasikan 1.3 Nm nominal dan 4.1 Nm puncak dari bodi 190 g pada 53 mm, dan AK45-10 V3.0 KV75 mempublikasikan 2.5 Nm nominal dan 7 Nm puncak dari 262 g pada diameter 53 mm yang sama. Keduanya berjalan pada bus 24 V dan keduanya memakai tahap 10:1, dan keduanya berukuran untuk sendi di ujung anggota gerak, tempat massa yang harus dibawa pasien sepanjang gerakan langsung dibebankan pada terapi. Ortosis jari atau pergelangan yang harus dipakai alih-alih dipasang pada rangka adalah kasus yang menjadi sasaran keduanya.

Langkah 349 g dan 380 g: sendi siku dan pergelangan kaki ringan

AK45-36 V3.0 KV80 memakai rangka kecil yang sama dan menempatkan tahap 36:1 di belakangnya, mempublikasikan 8 Nm nominal dan 24 Nm puncak pada kecepatan keluaran hanya 40 rpm di 24 V, yaitu angka torsi yang jauh di atas kelas massanya dengan mengorbankan kecepatan. AK60-6 V3.0 KV80 mengambil posisi berlawanan dalam selubung yang sama, mempublikasikan 3 Nm nominal dan 9 Nm puncak melalui tahap 6:1 pada 380 g, dengan kecepatan nominal 233 rpm di 24 V dan 490 rpm di 48 V. Bantuan siku yang harus bergerak cepat sepanjang rentang dan sendi pergelangan kaki yang harus menahan torsi secara lambat adalah dua tuntutan yang membedakan keduanya.

Bagian tengah 485 g dan 540 g: bantuan bahu dan lutut

AK80-6 KV100 mempublikasikan 6 Nm nominal dan 12 Nm puncak dari 485 g pada diameter 98 mm, dengan kecepatan keluaran tertinggi dalam kelompok ini pada 603 rpm, dan AK70-9 V3.0 KV60 mempublikasikan 8.5 Nm nominal dan 29.2 Nm puncak dari 540 g pada 89 mm dengan tahap 9:1 dan susunan enkoder ganda yang terdokumentasi. Keduanya berada pada skala tempat bahu atau lutut dapat digerakkan sepanjang rentang terapi, dan pilihan di antara keduanya bergantung pada apakah sendi memerlukan kecepatan pada torsi yang sedang atau torsi pada kecepatan yang sedang.

Ujung 850 g hingga 940 g: pelatihan gaya berjalan dan sendi berbeban

AK80-64 KV80 memakai tahap 64:1 untuk mempublikasikan 48 Nm nominal dan 120 Nm puncak dari 850 g, dan AKH70-16 V1.0 KV41 mempublikasikan 26 Nm nominal dan 78 Nm puncak dari 879 g dengan tahap 16:1 dan poros berongga melalui sumbu. AK10-9 V3.0 KV60 berada di puncak kolom massa pada 940 g dengan 18 Nm nominal dan 53 Nm puncak serta susunan enkoder ganda yang terdokumentasi. Inilah sumbu-sumbu yang membawa pasien berdiri atau menggerakkan seluruh anggota gerak melawan gravitasi, dan tahap 64:1 serta 16:1 itulah yang memungkinkannya tanpa motor yang lebih berat.

Dua Aktuator di Balik Riset Rehabilitasi yang Dipublikasikan

Sendi rehabilitasi biasanya ditentukan sebelum ada penerapan yang dipublikasikan untuk dijadikan acuan, sehingga kasus yang terdokumentasi layak dibaca dengan saksama. Satu di antaranya tercantum dalam catatan di sini: sistem rehabilitasi atrofi otot dari Université de Sherbrooke, yang ditampilkan CubeMars, yang memakai dua aktuator dalam perbandingan ini untuk menghasilkan gerakan peregangan yang presisi.

Kedua unit itu adalah AK10-9 V3.0 KV60 pada 18 Nm nominal dan AK80-64 KV80 pada 48 Nm nominal, dan pasangan itu memetakan ke dua pita terberat pada tabel di atas alih-alih ke satu titik di dalamnya. Alasan satu sistem membawa keduanya layak dibaca dari angkanya: gerakan peregangan memerlukan torsi yang dapat ditahan sendi tanpa belitan menjadi panas, dan memerlukan rentang gerak yang dapat dilalui sendi baik oleh perangkat maupun oleh terapis. Di dalam satu mesin, sumbu yang berbeda karena itu dapat jatuh pada rasio yang berbeda, dan unit 9:1 serta unit 64:1 bukan alternatif satu terhadap yang lain melainkan saling melengkapi: aktuator robot rehabilitasi dipilih per sumbu, bukan per perangkat.

Mencocokkan Aktuator dengan Mode Pelatihan

Sendi rehabilitasi ditentukan terhadap mode terapi, dan mode-mode itu berbeda dalam seberapa besar pekerjaan yang dilakukan aktuator dan seberapa cepat beban berubah. Untuk aplikasi motor BLDC untuk robot rehabilitasi, mode adalah titik awal yang lebih baik daripada angka torsi, karena mode menetapkan bagaimana pasien dan aktuator berbagi beban.

Pasif dan gerak pasif kontinu

Dalam mode pasif, perangkat menggerakkan anggota gerak dan pasien tidak menyumbang apa pun, sehingga aktuator membawa seluruh beban dan beban hanya berubah mengikuti geometri gerakan. Persyaratannya adalah torsi yang ditahan sepanjang lintasan, pada kecepatan yang cukup rendah sehingga gerakan terbaca halus, dan angka yang menentukannya adalah torsi nominal serta arus nominal aktuator. Sendi yang dibuat hanya untuk gerakan pasif dapat memakai rasio terpanjang dalam kelompok ini, karena tidak ada bagian dari tuntutan yang meminta kecepatan.

Bantuan aktif dan bantuan sesuai kebutuhan

Dalam mode bantuan aktif, pasien menyumbang dan perangkat mengisi celahnya, dan celah itu berubah dari satu pengulangan ke pengulangan berikutnya. Inilah mode yang meminta kendali torsi alih-alih kendali posisi, dan inilah mode tempat susunan enkoder ganda yang terdokumentasi pada AK10-9 V3.0 KV60 atau AK70-9 V3.0 KV60 menjadi relevan, karena lingkar torsi memerlukan umpan balik yang mencerminkan sisi motor sekaligus keluaran. Ini juga mode tempat gesekan rendah dan backlash rendah paling penting, karena bantuan harus cukup kecil agar tetap di bawah usaha pasien sendiri.

Resistensi dan latihan kekuatan

Dalam mode resistensi, perangkat melawan gerakan alih-alih menghasilkannya, dan aktuator bekerja sebagai rem yang dapat diprogram. Bebannya tetap kontinu, dan diterapkan ke arah dorongan pasien, yang menempatkan sendi pada bagian rentangnya tempat belitan menarik arus tanpa sendi bergerak. Arus nominal, bukan kecepatan nominal, adalah angka yang membatasi tuntutan ini, dan rasio menjadi penting karena alasan yang berbeda dari mode pasif: tahap yang panjang memungkinkan motor kecil menahan torsi penahan yang besar, dan itulah yang dirancang untuk dilakukan oleh AK45-36 V3.0 KV80 pada 36:1 dan AK80-64 KV80 pada 64:1.

Pelatihan gaya berjalan dan penopang berat badan

Dalam pelatihan gaya berjalan, sendi mengikuti siklus berjalan alih-alih satu rentang gerak, dan bebannya bergantian antara fase tumpu, tempat sendi menahan, dan fase ayun, tempat sendi bergerak. Pergantian itulah alasan sumbu gaya berjalan biasanya jatuh pada ujung tabel yang lebih berat: fase penahanan memerlukan angka nominal dan fase ayun memerlukan kecepatan yang cukup untuk mengikuti irama langkah, dan keduanya bersama-sama mendorong pemilihan ke rasio yang membeli torsi tanpa kehilangan seluruh kecepatan. AKH70-16 V1.0 KV41, dengan poros berongga melalui sumbu untuk pengkabelan sendi di atas dan di bawahnya, dan AK10-9 V3.0 KV60 pada 53 Nm puncak adalah dua susunan yang cenderung dipilih untuk tuntutan ini.

Daftar periksa pemilihan

Tuntutan dan kasus keselamatan

• Tuliskan torsi kontinu yang harus ditahan sendi dan durasi setiap penahanan, sebelum melihat nomor model apa pun.
• Tuliskan torsi puncak yang dibutuhkan gerakan pada saat perubahan arah, dan pisahkan dari angka penahanan.
• Putuskan apakah sendi harus dapat digerakkan dengan tangan atau mengalah di bawah dorongan pasien, dan tetapkan rasio reduksi berdasarkan jawaban itu.
• Konfirmasikan rentang perintah torsi dan batas yang akan diberlakukan mesin, karena itu milik perangkat, bukan aktuator.

Mekanik dan antarmuka pasien

• Periksa massa yang dipublikasikan terhadap cara perangkat dibawa, dan bebankan massa distal pada gerakan alih-alih pada rangka.
• Periksa backlash yang dipublikasikan terhadap gerakan terkecil yang harus diselesaikan terapi.
• Periksa diameter dan panjang yang dipublikasikan terhadap selubung yang diizinkan anggota gerak, sebelum membandingkan angka torsi.
• Bila konduktor harus melewati sendi, periksa apakah poros berongga melalui sumbu tersedia.

Integrasi, umpan balik dan penggerak

• Konfirmasikan susunan umpan balik yang dipublikasikan untuk aktuator, dan apakah ia mendukung lingkar torsi alih-alih hanya lingkar posisi.
• Ubah torsi penahanan menjadi arus nominal dengan angka yang dipublikasikan, lalu kalikan dengan jumlah sumbu yang digerakkan perangkat sekaligus.
• Tetapkan tegangan bus dari kecepatan yang dibutuhkan gerakan pada torsi yang dibutuhkannya, dengan memakai kolom kecepatan keluaran yang dipublikasikan.
• Mintalah resistansi termal dan kondisi pemasangan di balik nilai kontinu kepada produsen, karena catatan tidak memuatnya.

Pertanyaan yang sering diajukan

Sumber resmi

CubeMars mendokumentasikan rangkaian AK di situsnya sendiri, dan setiap aktuator dalam perbandingan ini memiliki halaman resmi yang memuat spesifikasi lengkapnya, tahap reduksi dan gambar pemasangannya. Rangkaian produk produsen adalah titik masuknya, dan dua unit yang disebut dalam sistem rehabilitasi didokumentasikan secara terpisah: AK10-9 V3.0 KV60 dan AK80-64 KV80. Profil produsen CubeMars menghimpun rangkaian yang sama di ToBMS, dan dokumentasi produk di seluruh kategori platform dihimpun di bawah Referensi. Produsen tetap menjadi sumber rujukan untuk opsi belitan, nilai termal dan varian umpan balik; ToBMS menyimpan lapisan penemuan dan perbandingan, dan setiap angka yang dipakai dalam panduan ini adalah nilai yang dipublikasikan yang tersimpan dalam catatan produk platform.

Ke mana selanjutnya

Pendamping terdekat panduan ini adalah Aktuator Eksoskeleton: Tiga Aktuator QDD CubeMars dari 260 g hingga 1.4 kg, yang membahas tuntutan sendi yang sama untuk perangkat yang dipakai di tubuh, dan Motor BLDC untuk Eksoskeleton: Motor Torsi Tanpa Rangka vs Aktuator Terintegrasi membahas keputusan sebelumnya tentang apakah sendi harus berupa kit stator dan rotor telanjang atau modul tersegel. Untuk kelas aktuatornya sendiri, Aktuator Robotik: Cara Memilih Aktuator Terpadu untuk Sendi Robot menelusuri himpunan spesifikasi lengkapnya, dan Cara memilih modul sendi: lima aktuator CubeMars dari 190 g hingga 1.4 kg mengikuti ujung ringan rentang yang sama secara lebih rinci. Di tempat aplikasi ini bersebelahan dengan yang lain, Motor BLDC untuk Robot Humanoid: Cara Mencocokkan Torsi, Kecepatan dan Ukuran dan Apa yang Perlu Dicari pada Motor BLDC untuk Lengan Cobot mencakup tuntutan yang bertetangga.

Untuk menyaring alih-alih meneliti, mulailah dari kategori lengkap Aktuator Robotik, saring kandidat berdasarkan torsi, rasio dan massa di Seleksi, lalu adu satu sama lain di Perbandingan Produk. Bila sendi harus berupa kit telanjang alih-alih modul tersegel, kategori Motor Torsi Frameless mencakup ujung rentang itu, dan alternatif penggerak langsung berada di Aktuator QDD. Halaman Robot Rehabilitasi adalah titik masuk aplikasi untuk tuntutan ini, dan halaman Modul Sendi, Lengan Cobot, Robot Humanoid dan Robot Berkaki Empat yang bertetangga mencakup aplikasi yang berbagi aktuator ini.