Como escolher um motor BLDC para robô de reabilitação

Escolher um motor BLDC para trabalho de robô de reabilitação inverte as prioridades que moldam a maior parte das seleções de motor. O movimento que um dispositivo de terapia produz é lento por especificação e não por limitação, é mantido durante segundos em vez de ser alcançado em milissegundos, e repete-se ao longo de uma sessão de tratamento com um membro de paciente ligado à saída. O atuador na junta é, por isso, avaliado pela quantidade de torque que consegue sustentar durante muito tempo, pela quantidade de torque que consegue comandar com precisão a velocidades muito baixas, e por quanto da carga o paciente ainda consegue sentir através do redutor. Este guia analisa essas três questões ao longo de nove dos atuadores que estão atualmente listados na categoria Atuadores robóticos, do AK40-10 V3.0 KV170 de 190 g ao AK10-9 V3.0 KV60 de 940 g, e confronta-as com o regime que uma junta de Robô de reabilitação impõe de facto.

Resposta rápida

Um motor BLDC para serviço de robô de reabilitação escolhe-se com base em três valores que uma seleção de servo de uso geral não colocaria à frente de tudo o resto. O primeiro é o torque contínuo na junta, porque um movimento de terapia sustenta um membro contra a gravidade durante segundos de cada vez e o enrolamento tem de sobreviver à sustentação e não ao transitório. O segundo é o torque que o atuador consegue comandar com precisão às velocidades que a terapia realmente usa, que ficam muito abaixo do valor sem carga publicado pelo fabricante. O terceiro é a relação de redução, porque a relação decide tanto quanto torque a junta tem para um dado motor como quanto da carga chega ao paciente através da saída. Nos nove atuadores aqui reunidos, o torque nominal vai de 1.3 Nm no AK40-10 V3.0 KV170 a 48 Nm no AK80-64 KV80, a massa vai de 190 g a 940 g, e a relação de redução abrange de 6:1 a 64:1. Essa dispersão de relações, mais do que a dispersão de torque, é o que separa uma junta assistiva leve de um eixo carregado de treino de marcha.

O que um motor BLDC para robô de reabilitação tem de entregar

O regime que uma junta de reabilitação impõe é estreito em velocidade e longo em duração, e chega sempre com uma pessoa ligada à saída. Três propriedades decorrem dessa condição, e são precisamente elas que separam um motor BLDC para junta de robô de reabilitação de um motor escolhido para um robô que pertence à mesma classe de torque.

O movimento de terapia é lento por projeto

Um movimento de terapia descreve-se em graus de amplitude e segundos de duração, não em rotações por minuto. Um joelho ou um cotovelo conduzido ao longo da sua amplitude durante vários segundos é uma junta a girar a dezenas de graus por segundo e, atrás de um estágio de 9:1, isso é um motor a girar a algumas centenas de rpm. As velocidades sem carga publicadas dos atuadores deste grupo chegam a 800 rpm no AK80-6 KV100, muito acima de qualquer ponto de trabalho que um movimento de terapia possa exigir, pelo que a seleção não chega a esbarrar no teto de velocidade. Esbarra antes na extremidade oposta da curva, onde as questões úteis são quão uniformemente o atuador entrega torque a baixa velocidade e com que fineza a realimentação resolve um ângulo pequeno.

A carga é um membro humano, e muda ao longo do movimento

Ao contrário de uma junta de robô que transporta uma carga útil fixa, uma junta de reabilitação transporta um membro cuja carga efetiva muda com a geometria do movimento e com quanto o paciente contribui. Um paciente que ajuda reduz o torque que o atuador tem de fornecer; um paciente que resiste, ou cujo tônus muscular aumenta durante um alongamento, fá-lo aumentar num momento para o qual o controlador não planificou. Um torque nominal publicado é, por isso, um valor de base para o cálculo de dimensionamento e não uma descrição do pior caso, e um torque de pico publicado é a reserva que absorve o inesperado. Os dois valores têm dispersões diferentes neste grupo: o AK80-6 KV100 publica 12 Nm de pico contra 6 Nm nominais, enquanto o AK10-9 V3.0 KV60 publica 53 Nm de pico contra 18 Nm nominais e o AK80-64 KV80 publica 120 Nm de pico contra 48 Nm nominais.

Três valores que sustentam o requisito

Reduzido ao conjunto mínimo possível, há três valores publicados que sustentam a maior parte de uma decisão de seleção de reabilitação. O torque nominal é o valor contínuo, e é o valor que uma postura sustentada consome ao longo do tempo. A relação de redução define tanto o torque que a junta vê como quão transparente a junta se sente para o paciente. A corrente contínua é a fatura elétrica dos dois, e dimensiona o acionamento e a bateria que viajam com o dispositivo. Todo o resto da especificação, do diâmetro ao número de polos, é uma restrição ao encaixe desses três na máquina.

Baixa velocidade e alto torque de sustentação no ciclo de trabalho de reabilitação

A velocidade é onde uma seleção de motor BLDC para robô de reabilitação mais diverge de qualquer outra aplicação robótica, e é a primeira coisa que o regime de Robô de reabilitação fixa. O ponto de trabalho não é rápido, e o torque nesse ponto é mantido durante muito tempo, o que coloca dois valores publicados no centro da seleção.

O torque de trabalho fica no fundo da faixa de velocidade

A coluna de velocidade nominal da tabela abaixo vai de 23 rpm num barramento de 24 V no AK80-64 KV80 a 603 rpm no AK80-6 KV100, e uma junta de terapia que avança lentamente ao longo de uma amplitude de movimento passa a maior parte do seu tempo bem abaixo de todas elas. Os atuadores de baixa velocidade deste grupo não são um compromisso para esse regime; a baixa velocidade é o projeto. Um estágio de 36:1 no AK45-36 V3.0 KV80 gira a 40 rpm na saída num barramento de 24 V, e um estágio de 64:1 no AK80-64 KV80 gira a 23 rpm, ambos dentro da faixa que um movimento de terapia cobre sem qualquer redução adicional.

Sustentar um membro contra a gravidade é torque contínuo

Uma postura mantida contra a gravidade consome corrente de forma contínua, e corrente é calor. Num dispositivo de reabilitação, sustentar não é um interlúdio entre movimentos; numa máquina de movimento passivo contínuo ou numa estrutura de alongamento estático é a maior parte da sessão. O valor que governa esta situação é, por isso, o torque nominal, e a forma correta de o ler é colocá-lo contra a corrente nominal publicada que o acompanha no mesmo registro. O AK80-64 KV80 publica 48 Nm nominais a 7 A, enquanto o AK10-9 V3.0 KV60 publica 18 Nm nominais a 10.7 A. O primeiro sustenta mais do dobro do torque com a corrente mais baixa, e a razão está na relação entre eles e não nos motores.

A repetição define o regime térmico, não o pico

Uma sessão de tratamento repete o mesmo movimento muitas vezes, e o estado térmico do enrolamento no início de cada repetição é definido pela anterior. Uma classificação contínua é uma afirmação térmica, e é feita contra uma condição de montagem que o registro do atuador não transporta por completo. Dentro de um dispositivo que tem invólucro próprio e caminho térmico próprio, a quantidade dessa classificação que sobrevive é uma questão para o fabricante, e pertence à frente da lista de requisitos quando se espera que uma junta sustente um torque elevado durante grande parte da sessão.

Por que uma junta segura tem de permanecer retroacionável sob carga

Uma junta de reabilitação partilha a sua saída com uma pessoa. Um terapeuta que guia um membro à mão, ou um paciente que tenta o movimento sem assistência, aplica torque no mesmo eixo que o atuador aciona, e a junta tem de aceitar esse torque em vez de o combater. Até que ponto o faz é definido pelo estágio de redução e não pelo motor isoladamente.

O retroacionamento é definido pela relação e pelo estágio

A relação de redução multiplica o torque do motor até ao torque da junta e divide o movimento da junta até ao movimento do motor na mesma proporção, e faz o mesmo ao torque que uma pessoa aplica na saída. Um único estágio planetário de 64:1 no AK80-64 KV80 é muito mais difícil de acionar a partir do lado da saída do que o estágio de 6:1 no AK60-6 V3.0 KV80 ou no AK80-6 KV100, e essa diferença é de natureza mecânica e não eletrônica. Uma junta que tem de ser movida por uma mão, ou que tem de ceder quando um paciente empurra contra ela, é o caso que pede um motor BLDC retroacionável, e é na relação que se estabelece o compromisso entre a multiplicação de torque e essa liberdade.

O que uma relação de redução alta retira

A mesma relação que multiplica o torque atua contra duas outras propriedades. Aumenta o atrito e a folga do estágio que a saída tem de vencer antes de qualquer carga poder ser transmitida, e altera a inércia efetiva que o paciente acaba por sentir na junta. Os valores de folga publicados neste grupo situam-se entre 0.18° no AK80-64 KV80 e 0.3° no AK40-10 V3.0 KV170, no AK45-10 V3.0 KV75 e no AK70-9 V3.0 KV60, com o AK45-36 V3.0 KV80, o AKH70-16 V1.0 KV41 e o AK80-6 KV100 a publicarem 0.2° e 0.22° entre eles. A folga sente-se na junta como uma zona morta no início de cada inversão e, num dispositivo de reabilitação, uma zona morta desse tamanho é visível no movimento e não apenas mensurável nele.

Onde o atuador se situa num caminho de contato com o paciente

O argumento de segurança não termina no atuador. Um dispositivo que sustenta um membro também transporta os limites, a faixa de comando de torque, a parada de emergência e os batentes mecânicos, e esses são parte da máquina e não do módulo. O que o atuador contribui para essa discussão é poder ser comandado para um torque limitado e não bloquear quando o comando é retirado. Ambas são propriedades de um atuador integrado com o seu próprio driver, e ambas são a razão pela qual um módulo selado é muitas vezes o ponto de partida mais simples para uma junta que tem de permanecer complacente enquanto uma pessoa permanece ligada a ela.

Controle de força e a faixa de torque por trás dele

A terapia assistiva é um problema de torque antes de ser um problema de posição. Uma junta que ajuda um paciente a completar um movimento tem de acrescentar torque em proporção ao que o paciente já está a fazer, e isso exige um atuador de robô de reabilitação cujo acionamento possa ser comandado em torque e no qual se possa confiar em valores pequenos.

O controle de torque precisa de uma estimativa sobre a qual o acionamento possa atuar

Um comando em modo de torque vale apenas o que vale a estimativa de torque de saída a partir da qual o acionamento trabalha, e essa estimativa é construída a partir da corrente de fase e da realimentação de posição que o atuador transporta. Os módulos selados deste grupo colocam o motor, o estágio de redução e o driver dentro de um único invólucro, e o registro do atuador indica o arranjo de realimentação sempre que publica um: o AK10-9 V3.0 KV60 e o AK70-9 V3.0 KV60 estão ambos documentados com encoders duplos, que é o arranjo que suporta uma malha de torque e não apenas uma malha de posição.

Resolução na junta, não no rotor

O movimento que uma terapia pede é pequeno na saída e maior do lado do motor, e a relação de redução é o multiplicador entre os dois. Uma junta à qual se pede que resolva uma fração de grau na saída está a pedir à realimentação do lado do motor que resolva essa fração multiplicada pela relação, e é exatamente por isso que um atuador de relação alta não é automaticamente o mais fácil de controlar com fineza. As velocidades de saída publicadas neste grupo já o demonstram: o mesmo atuador que sustenta 48 Nm a 23 rpm no AK80-64 KV80 fá-lo na extremidade lenta da faixa, onde a malha de controle tem mais tempo e menos sinal com que trabalhar.

Modos de complacência, impedância e assistência conforme a necessidade

O controle de impedância, o controle de admitância e os elementos elásticos em série são propriedades da camada de controle e não entradas de um registro de atuador, e nenhum deles se compra só com o módulo. Aquilo que o atuador tem de fornecer é a largura de banda necessária para seguir um comando de torque e o baixo atrito que permite que esse comando seja pequeno. Uma junta cujo atrito e folga dominam em torque baixo não pode ser tornada complacente por software, o que é a razão prática pela qual a relação e os valores de folga pesam tanto numa seleção de reabilitação como o valor de torque.

Torque de sustentação contínuo contra torque de pico numa sessão

Os dois valores de torque numa etiqueta de atuador respondem a duas perguntas diferentes, e um regime de reabilitação passa a maior parte do seu tempo de funcionamento num deles.

O torque nominal é o valor que uma sessão consome

O torque nominal é o valor mais elevado que o fabricante publica para funcionamento em regime contínuo, e é o valor que uma postura sustentada ou um movimento lento e repetido consome. Neste grupo vai de 1.3 Nm no AK40-10 V3.0 KV170 a 48 Nm no AK80-64 KV80, com o meio da faixa ocupado pelo AK70-9 V3.0 KV60 a 8.5 Nm, pelo AK45-36 V3.0 KV80 a 8 Nm e pelo AK80-6 KV100 a 6 Nm. Uma junta que apoia um membro, resiste à gravidade ao longo de uma amplitude de movimento ou mantém uma posição contra um alongamento trabalha na coluna nominal durante todo esse período.

O torque de pico cobre a transição, não a sustentação

O torque de pico é uma excursão curta, e as correntes de pico publicadas por trás dele são várias vezes as correntes nominais no mesmo registro. O AK10-9 V3.0 KV60 publica 31.9 A de pico contra 10.7 A nominais e o AK70-9 V3.0 KV60 publica 23.8 A de pico contra 6.25 A nominais, o que é uma diferença que nenhum enrolamento consegue sustentar por muito tempo. O torque de pico pertence aos momentos em que um movimento de reabilitação muda de direção, apanha um membro que começou a cair ou absorve uma mudança súbita no tônus muscular. Utilizá-lo como ponto de trabalho normal dentro de uma sessão coloca a junta numa classificação que o fabricante não publicou para serviço contínuo.

A corrente é o número que dimensiona o acionamento e a bateria

Um atuador integrado transporta o seu driver dentro do invólucro, mas a corrente ainda tem de chegar de uma bateria e de um barramento que o dispositivo transporta, e um dispositivo de reabilitação é muitas vezes portátil. As correntes nominais publicadas neste grupo vão de 1.9 A no AK45-10 V3.0 KV75 a 10.7 A no AK10-9 V3.0 KV60, e um dispositivo com várias juntas multiplica esse valor pelo número de eixos que move ao mesmo tempo. A corrente é, por isso, a ponte entre o requisito mecânico que existe na junta e o projeto elétrico de todo o dispositivo, e vale a pena fixá-la numa fase inicial precisamente por essa razão.

Um conjunto de especificações para juntas de reabilitação, do leve ao carregado

A tabela abaixo reúne os nove atuadores aqui discutidos, organizados pelas colunas que decidem uma junta de reabilitação. Cada valor apresentado é exatamente aquele que o fabricante publica para esse atuador.

Relação de redução, torque nominal, torque de pico, corrente nominal, velocidade de saída e massa conforme publicados pelo fabricante (CubeMars). Quando uma velocidade de saída apresenta dois valores, são os pontos de trabalho de 24 V e 48 V, por essa ordem. O torque nominal é o valor contínuo e o torque de pico é um valor de curta duração. Os dados de enrolamento, térmicos e de montagem de cada atuador estão na sua página de produto do fabricante.

Se lermos a coluna da relação de cima para baixo, o grupo divide-se em três faixas distintas e não em nove pontos separados. Três atuadores trabalham a 10:1 ou menos num barramento de 24 V, o AK40-10 V3.0 KV170, o AK45-10 V3.0 KV75 e o AK60-6 V3.0 KV80, todos abaixo de 4 Nm nominais e abaixo de 400 g. Três trabalham a 9:1 em 48 V, o AK70-9 V3.0 KV60, o AK10-9 V3.0 KV60 e o AK80-6 KV100 a 6:1 no mesmo barramento, e esses situam-se entre 6 Nm e 18 Nm nominais. A última faixa são os dois atuadores que usam um estágio de redução longo para alcançar um torque elevado a partir de um motor pequeno, o AK45-36 V3.0 KV80 a 36:1 e o AK80-64 KV80 a 64:1, com o AKH70-16 V1.0 KV41 a 16:1 a preencher a lacuna acima do grupo de 9:1. Lendo ao longo das linhas, em vez disso, a coluna da corrente volta a separar as faixas: o grupo leve de 10:1 precisa de entre 1.9 A e 3.8 A para sustentar o seu torque, enquanto os 48 Nm do AK80-64 KV80 custam 7 A e os 18 Nm do AK10-9 V3.0 KV60 custam 10.7 A.

Ler a gama da mão e do punho ao treino de marcha

As quatro faixas abaixo vão da menor junta que um dispositivo de reabilitação provavelmente aciona até ao eixo que transporta um paciente a caminhar, e cada faixa é definida por um regime e não por um número. Todos os nove estão na categoria Atuadores robóticos, e a página Robô de reabilitação é onde esta aplicação está documentada na plataforma.

A extremidade de 190 g e 262 g: eixos de mão, punho e dedo

O AK40-10 V3.0 KV170 publica 1.3 Nm nominais e 4.1 Nm de pico a partir de um corpo de 190 g com 53 mm, e o AK45-10 V3.0 KV75 publica 2.5 Nm nominais e 7 Nm de pico a partir de 262 g com o mesmo diâmetro de 53 mm. Ambos funcionam num barramento de 24 V e ambos usam um estágio de 10:1, e ambos estão dimensionados para as juntas na extremidade de um membro, onde a massa que o paciente tem de transportar ao longo de um movimento é debitada diretamente contra a terapia. Uma órtese de dedo ou de punho que tem de ser usada em vez de montada numa estrutura é o caso para o qual estes dois foram construídos.

O degrau de 349 g e 380 g: juntas de cotovelo e de tornozelo leve

O AK45-36 V3.0 KV80 pega na mesma estrutura pequena e coloca por trás dela um estágio de 36:1, publicando 8 Nm nominais e 24 Nm de pico a apenas 40 rpm de velocidade de saída em 24 V, o que é um valor de torque muito acima da sua classe de massa à custa da velocidade. O AK60-6 V3.0 KV80 assume a posição oposta no mesmo envelope, publicando 3 Nm nominais e 9 Nm de pico através de um estágio de 6:1 com 380 g, com uma velocidade nominal de 233 rpm em 24 V e 490 rpm em 48 V. Uma assistência de cotovelo que tem de se mover rapidamente ao longo de uma amplitude e uma junta de tornozelo que tem de sustentar um torque lentamente são os dois regimes que os separam.

O meio de 485 g e 540 g: assistência de ombro e joelho

O AK80-6 KV100 publica 6 Nm nominais e 12 Nm de pico a partir de 485 g com um diâmetro de 98 mm, com a velocidade de saída mais elevada deste grupo a 603 rpm, e o AK70-9 V3.0 KV60 publica 8.5 Nm nominais e 29.2 Nm de pico a partir de 540 g com 89 mm, com um estágio de 9:1 e um arranjo de encoders duplos documentado. Ambos se situam na escala em que um ombro ou um joelho podem ser acionados ao longo de uma amplitude de terapia, e a escolha entre eles resume-se a saber se a junta precisa de velocidade a um torque modesto ou de torque a uma velocidade modesta.

A extremidade de 850 g a 940 g: treino de marcha e juntas carregadas

O AK80-64 KV80 usa um estágio de 64:1 para publicar 48 Nm nominais e 120 Nm de pico a partir de 850 g, e o AKH70-16 V1.0 KV41 publica 26 Nm nominais e 78 Nm de pico a partir de 879 g com um estágio de 16:1 e um furo passante no eixo. O AK10-9 V3.0 KV60 fica no topo da coluna de massa com 940 g, 18 Nm nominais e 53 Nm de pico e um arranjo de encoders duplos documentado. Estes são os eixos que transportam um paciente que está em pé ou que movem um membro inteiro contra a força da gravidade, e os estágios de 64:1 e 16:1 são aquilo que torna isso possível sem recorrer a um motor mais pesado.

Os dois atuadores por trás de investigação publicada em reabilitação

Uma junta de reabilitação é habitualmente especificada antes de existir qualquer implantação publicada à qual se possa apontar como referência, o que torna os casos documentados dignos de uma leitura atenta e demorada. Um deles consta do registro aqui: um sistema de reabilitação de atrofia muscular da Université de Sherbrooke, apresentado pela CubeMars, que usa dois dos atuadores desta comparação para produzir movimentos de alongamento precisos.

As duas unidades são o AK10-9 V3.0 KV60 com 18 Nm nominais e o AK80-64 KV80 com 48 Nm nominais, e o par mapeia nas duas faixas mais pesadas da tabela acima e não num único ponto dela. A razão pela qual um único sistema transporta ambos vale a pena ser lida a partir dos valores: um movimento de alongamento precisa de um torque que a junta consiga sustentar sem que o enrolamento aqueça, e precisa de uma amplitude de movimento através da qual a junta possa ser movida pelo dispositivo e pelo terapeuta. Dentro de uma só máquina, eixos diferentes podem, por isso, acabar por assentar em relações de redução diferentes, e a unidade de 9:1 e a unidade de 64:1 não são alternativas uma à outra mas sim complementos: um atuador de robô de reabilitação é escolhido eixo a eixo e não dispositivo a dispositivo.

Compatibilizar um atuador com um modo de treino

Uma junta de reabilitação é especificada em função de um modo de terapia, e os modos diferem em quanto do trabalho o atuador faz e com que rapidez a carga muda. Para uma aplicação de motor BLDC para robô de reabilitação, o modo de terapia é um ponto de partida melhor do que o valor de torque, porque fixa desde logo como o paciente e o atuador partilham entre si a carga.

Passivo e movimento passivo contínuo

No modo passivo, o dispositivo move o membro e o paciente não contribui com nada, pelo que o atuador transporta toda a carga e a carga muda apenas com a geometria do movimento. O requisito é um torque mantido durante a duração da passagem, a uma velocidade suficientemente baixa para que o movimento se leia como suave, e os valores que o decidem são o torque nominal e a corrente nominal do atuador. Uma junta construída apenas para movimento passivo pode utilizar a relação de redução mais longa de todo o grupo, porque nada no regime de trabalho pede velocidade.

Ativo-assistido e assistência conforme a necessidade

No modo ativo-assistido, o paciente contribui e o dispositivo preenche a lacuna, e a lacuna muda de repetição para repetição. Este é o modo que pede controle de torque e não controle de posição, e é o modo em que um arranjo de encoders duplos documentado no AK10-9 V3.0 KV60 ou no AK70-9 V3.0 KV60 se torna relevante, porque uma malha de torque precisa de realimentação que reflita tanto o lado do motor como a saída. É também o modo em que o baixo atrito e a baixa folga mais importam, uma vez que a assistência tem de ser suficientemente pequena para ficar sempre abaixo do esforço que o próprio paciente faz.

Resistência e treino de força

No modo de resistência, o dispositivo opõe-se ao movimento em vez de o produzir, e o atuador funciona como um freio programável. A carga continua a ser contínua, e é aplicada na direção em que o paciente empurra, o que coloca a junta na parte da sua amplitude em que o enrolamento consome corrente sem que a junta se mova. A corrente nominal e não a velocidade nominal é o valor que limita este tipo de regime, e a relação de redução importa aqui por uma razão diferente da do modo passivo: um estágio longo permite que um motor pequeno sustente um grande torque de resistência, que é o que o AK45-36 V3.0 KV80 a 36:1 e o AK80-64 KV80 a 64:1 estão dispostos a fazer.

Treino de marcha e suporte de peso corporal

No treino de marcha, a junta segue um ciclo de caminhada e não uma única amplitude de movimento, e a carga alterna entre a fase de apoio, em que a junta sustenta, e a fase de balanço, em que se move. Essa alternância entre as duas fases é a razão pela qual um eixo de marcha costuma cair na extremidade mais pesada da tabela: a fase de sustentação precisa do valor nominal e a fase de balanço precisa de velocidade suficiente para acompanhar uma cadência, e as duas em conjunto empurram a seleção para uma relação que compra torque sem perder toda a velocidade. O AKH70-16 V1.0 KV41, com um furo passante no eixo para encaminhar cabos para as juntas acima e abaixo dele, e o AK10-9 V3.0 KV60 com 53 Nm de pico são os dois arranjos que este regime tende a procurar.

Lista de verificação para a seleção

O regime e o caso de segurança

• Anote o torque contínuo que a junta tem de sustentar e a duração de cada sustentação, antes de olhar para qualquer referência de modelo.
• Anote o torque de pico que o movimento precisa numa mudança de direção, e mantenha-o separado do valor de sustentação.
• Decida se a junta tem de ser movida por uma mão ou ceder sob o empurrão de um paciente, e fixe a relação de redução em função dessa resposta.
• Confirme a faixa de comando de torque e os limites que a máquina vai impor, uma vez que pertencem ao dispositivo e não ao atuador.

Mecânica e a interface com o paciente

• Verifique a massa publicada face ao modo como o dispositivo é transportado, e debite a massa distal contra o movimento e não contra a estrutura.
• Verifique a folga publicada face ao menor movimento que a terapia tem de resolver.
• Verifique o diâmetro e o comprimento publicados face ao envelope que o membro permite, antes de comparar valores de torque.
• Onde condutores tiverem de atravessar a junta, verifique se está disponível um furo passante no eixo.

Integração, realimentação e o acionamento

• Confirme o arranjo de realimentação publicado para o atuador, e se suporta uma malha de torque e não apenas uma malha de posição.
• Converta o torque de sustentação em corrente nominal com o valor publicado, e depois multiplique-o pelo número de eixos que o dispositivo move ao mesmo tempo.
• Fixe a tensão do barramento a partir da velocidade de que o movimento precisa ao torque de que precisa, usando a coluna de velocidade de saída publicada.
• Peça ao fabricante a resistência térmica e a condição de montagem por trás da classificação contínua, uma vez que o registro não as transporta.

Perguntas frequentes

Recursos oficiais

A CubeMars documenta a gama AK no seu próprio site, e cada atuador desta comparação tem uma página oficial com a sua especificação completa, o estágio de redução e o desenho de montagem. A gama de produtos do fabricante é o ponto de entrada, e as duas unidades nomeadas no sistema de reabilitação estão documentadas individualmente: o AK10-9 V3.0 KV60 e o AK80-64 KV80. O perfil do fabricante CubeMars reúne a mesma gama na ToBMS, e a documentação de produto das categorias da plataforma está reunida em Recursos. O fabricante continua a ser a fonte de verdade no que diz respeito a opções de enrolamento, classificações térmicas e variantes de realimentação; a ToBMS mantém a camada de descoberta e comparação, e cada valor usado neste guia é um valor publicado mantido nos registros de produto da plataforma.

Para onde ir a seguir

O texto companheiro mais próximo deste guia é Atuadores para exoesqueleto: três módulos CubeMars QDD de 260 g a 1.4 kg, que lê o mesmo regime de junta para um dispositivo vestível, e Motores BLDC para exoesqueleto: motor de torque sem carcaça vs atuador integrado retoma a decisão anterior de saber se a junta deve ser um kit de estator e rotor nus ou um módulo selado. Para a própria classe de atuador, Atuadores robóticos: como escolher o atuador integrado para juntas de robô percorre o conjunto completo de especificações, e Como escolher um módulo de junta: cinco atuadores CubeMars de 190 g a 1.4 kg segue a extremidade leve da mesma gama com mais detalhe. Onde a aplicação fica ao lado desta, Motores BLDC para robô humanoide: como compatibilizar torque, velocidade e tamanho e O que procurar num motor BLDC para um braço de robô colaborativo cobrem os regimes vizinhos.

Para fazer uma pré-seleção em vez de uma investigação aprofundada, comece pela categoria completa Atuadores robóticos, filtre candidatos por torque, relação e massa em Seleção, e depois confronte-os uns com os outros em Comparar produtos. Onde a junta tem de ser um kit nu e não um módulo selado, a categoria Motores de torque sem carcaça cobre essa extremidade da gama, e a alternativa de acionamento direto está em Atuadores de acionamento quase direto. A página Robô de reabilitação é o ponto de entrada de aplicação para este regime, e as páginas vizinhas Módulo de junta, Braço de robô colaborativo, Robô humanoide e Robô quadrúpede cobrem as aplicações que partilham estes atuadores.