CubeMars’ın AKE serisi artık 140 g’a kadar iniyor. İki yeni modül, AKE40-6 KV90 ve AKE50-8 KV110, ailenin küçük ucunu daha önce tutan 260 g’lık AKE60-8’in altında yer alıyor. İkisi de düşük oranlı bir planet kademesi etrafında kurulmuş kompakt QDD aktüatörleri; ikisi de 24 V veri yolunda çalışıyor ve ikisi de gövde ile sürücü kartını modülün dışında bırakıyor, böylece çerçeve bunların etrafında tasarlanabiliyor. Bu rehber, giyilebilir bir eklemin genellikle karşısında değerlendirildiği ölçütler — kütle, tork, indirgeme oranı, geri tahrik torku ve boşluk — üzerinden iki modülü karşılaştırıyor ve üreticinin yayımladığı uygulamaları, hâlâ yapılması gereken sistem düzeyi kontrollerden ayrı tutuyor.

Hızlı yanıt

AKE40-6 KV90, 140 g ile ikisinin daha hafifi; 6:1 planet kademesi, 1.8 Nm nominal tork ve 260 rpm nominal ile 330 rpm yüksüz hızda 5.5 Nm tepe tork sunuyor. AKE50-8 KV110 ise 190 g ağırlığında ve 8:1 kademe kullanıyor; 240 rpm nominal ve 320 rpm yüksüz hızda 2.5 Nm nominal, 7.5 Nm tepe tork veriyor. İkisi de boşluğu 0.15°’de tutuyor ve ikisi de 24 V olarak belirtiliyor.

Bu ayrım bilinçli ve yalnızca orandan çıkarılmıyor; yayımlanan değerlerde görülüyor. 6:1 modülü 5.5 Nm tepe ile 0.05 Nm geri tahrik torku olarak, 8:1 modülü ise 7.5 Nm tepe ile 0.09 Nm olarak belirtiliyor. Daha düşük bir oran genellikle yansıyan ataleti azaltır, ancak bu iki sayı aynı zamanda farklı motorları ve aktarma ayrıntılarını yansıtıyor; dolayısıyla fark tek başına orana atfedilemez.

İki kompakt QDD aktüatörünün hiçbirinde muhafaza ya da entegre sürücü kartı bulunmuyor. Bu bir eksiklik değil tasarım tercihi: bir dış iskelet çerçevesi bir uzvun etrafında şekillenir ve özel bir brakete cıvatalanan bir modül, evrensel bir kabuk yerine çıplak motor tabanından daha fazla kazanç sağlar.

İki 200 g sınıfı aktüatör AKE serisini neden genişletiyor

Serinin daha önce kapsadığı aralık

Bu iki modül gelene kadar AKE ailesi 260 g’dan başlıyordu. AKE60-8 KV80 hafif ucu 5 Nm nominal ve 12.5 Nm tepe ile kapsıyordu; AKE80-8 KV30 570 g’a ve 48 V veri yolunda 12 Nm nominale geçiyordu; AKE90-8 KV35 ise 1400 g ile 55 Nm nominal ve 170 Nm tepe değerleriyle aralığın tepesinde yer alıyordu. 260 g’ın altında ailenin hiçbir şeyi yoktu; bu yüzden en küçük Dış İskelet eklemleri — parmaklar, bilekler, ayak bilekleri, düşük ayak ortezleri — genellikle çerçevesiz kitlerle ya da kayış ve kablo tahrikleriyle karşılanıyordu, çünkü her AKE seçeneği tahrik etmesi gereken eklemden daha büyüktü.

İki yeni modülün değiştirdiği şey

140 g’lık bir kompakt QDD aktüatörü, bir uzvun ucundaki aritmetiği değiştirir; yeter ki montajın geri kalanı da onunla birlikte hesaba katılsın. Bileğe ya da ayak bileğine yerleştirilen kütle her adımda hızlandırılır ve gövdeden uzaklaştıkça taşınması daha pahalı hâle gelir. Ancak 140 g modülün kendisidir, monte edilmiş eklem değildir: braketler, bağlantı elemanları, kablolama ve sürücü elektroniği bu değere eklenir. Motorun uzakta monte edilip eklemi bir Bowden kablosuyla tahrik etmesi, kendi kütlesi, sürtünmesi ve kontrol sonuçları olan farklı bir mimaridir ve tek başına modül kütlesi hangi düzenlemenin daha hafif ya da giyilmesi daha kolay olduğunu çözmez. Daha küçük modülün sunduğu şey 24.5 mm’lik eksenel uzunluktur; bu, eklemin kompakt kalması gereken yerlerde paketlemeye yardımcı olabilir.

190 g’lık kompakt QDD aktüatörü aynı işi bir beden büyük yapıyor. 22.5 mm ile, daha büyük çapa rağmen eksen boyunca küçük kardeşinden daha ince; bu da uzva yakın durması gereken bir breys için uygun olabilir. Bunun fazladan 50 g’a değip değmeyeceği çerçeveye, montaj yönüne ve konektörler ile kablo güzergâhı için gereken alana bağlıdır.

6:1 ve 8:1 modül neden birlikte geliyor

İki oran, iki sabit eklem kategorisini değil iki farklı tork ve hız gereksinimini karşılıyor. 6:1 kademe çıkışta daha fazla hız bırakır ve genellikle yansıyan ataleti azaltır; bu, bir eklemin düşük yükle geniş bir yay boyunca hareket ettiği yerlerde işe yarar. 8:1 kademe bu hızın bir kısmını tork çoğaltmayla değiştirir; bu da daha düşük hızda daha fazla çıkış gerektiren bir ekleme uyar. Belirli bir eklemin hangisini kullanması gerektiği tork-hız profili ve görev çevrimiyle belirlenir; oran bu kararın bir girdisidir, yanıtı değil.

AKE40-6 KV90 ve AKE50-8 KV110: spesifikasyonlar yan yana

Aşağıdaki tablo, iki yeni kompakt QDD aktüatörünü mevcut üç AKE boyutunun karşısına koyuyor. Değerler üreticinin her model için yayımladığı sayılardır; eksik olan bir değer tahmin edilmek yerine boş bırakılmıştır.

SpesifikasyonAKE40-6 KV90AKE50-8 KV110AKE60-8 KV80AKE80-8 KV30AKE90-8 KV35Birim
Nominal gerilim2424244848V
Nominal güç506595188700W
Nominal tork1.82.551255Nm
Tepe tork5.57.512.530170Nm
Nominal akım2.534.84.821A
Tepe akım89121272A
Nominal hız260240180150120rpm
Yüksüz hız330320240195210rpm
İndirgeme oranı6:18:18:18:18:1—
Boşluk0.150.150.150.150.15°
Kütle1401902605701400g
Dış çap5161.26987107.5mm
Eksenel uzunluk24.522.5253243.5mm
Kutup çiftleri1414142121—

Her AKE modeli için üreticinin ürün sayfalarından alınan yayımlanmış değerler. Boşluk derece cinsinden belirtiliyor; AKE serisi 9 arcmin olarak yayımlanıyor, bu da 0.15°’ye eşittir. KV, ayrı bir sütun olarak tekrarlanmak yerine model adında taşınıyor. Tork değerleri motor milinde değil, redüktörün eklem tarafındadır.

Tork satırları için bir uyarı geçerli. Nominal tork, üreticinin belirlediği çalışma ve termal koşullar altında yorumlanmalıdır; her kurulumda sürekli olarak çekilebilecek bir değer olarak değil. Eklem seçimi ayrıca gereken tork-hız profilini, görev çevrimini, montaj ve soğutma koşullarını ve geçici yükleri hesaba katmalıdır; tepe tork sürekli bir çalışma değeri olarak ele alınmamalıdır.

İlk iki sütun birlikte okunduğunda iki modül birbirine yakın görünüyor: aralarında 50 g kütle, 0.7 Nm nominal tork ve tek bir indirgeme oranı basamağı var. Gerilim satırı ise aileyi ayırıyor — iki yeni modül ve AKE60-8 24 V’ta çalışırken AKE80-8 ile AKE90-8 48 V olarak yayımlanıyor. Bataryayla çalışan bir giyilebilir cihazda bu satır besleme mimarisini değiştirir. İkisini karıştıran bir cihaz uyumlu bir düzenlemeye ihtiyaç duyar; bu ayrı paketler, bir DC-DC dönüştürücü ya da başka bir tasarım olabilir ve seçim modüle değil sisteme aittir.

Akım satırları bir seçim kuralı değil, sürücü seçimine girdidir. AKE40-6’daki 2.5 A nominal çekiş ve AKE50-8’deki 3 A sürekli akımı; 8 A ve 9 A ise tepe akımı tanımlar. Sürücü, belirtilen sürekli akımı ve ilgili süre boyunca gereken tepe akımı desteklemelidir; termal düşüş, gerilim uyumu ve kuruluma uygun koruma ile birlikte. Yayımlanan değerler tek başına sürücü boyutunu belirlemez ve eklemin bir bozucu etki altında nasıl davrandığını da tanımlamaz. Söylenebilecek olan daha dardır: sürekli 3 A çeken bir kompakt QDD aktüatörü, sensörleri ve bir denetleyiciyi de çalıştıran bir paket için ölçülü bir yüktür; bu, elektronik boyutlandırma hakkında değil akım çekişi hakkında bir ifadedir.

Kütle ve dış çap ikisi arasında zıt yönlerde hareket ediyor: AKE50-8 50 g daha ağır ve 10.2 mm daha geniş, buna karşılık eksen boyunca 2 mm daha ince. Uzva yakın durması gereken bir eklem daha ince modülü tercih edebilir; radyal boşluğu olan bir eklem daha geniş olanı kabul edebilir.

AKE aralığı tek bakışta: 140 g’dan 1.4 kg’a

Beş modül, birbirinin yerine geçebilen beş ürün değil kütle ve çıkış torku bakımından bir merdiven oluşturuyor. En altta CubeMars AKE40-6 KV90 Yarı Doğrudan Tahrik Aktüatörü 1.8 Nm nominal ve 5.5 Nm tepe ile ailenin en küçük çıkışı olarak yayımlanıyor. CubeMars AKE50-8 KV110 Yarı Doğrudan Tahrik Aktüatörü bunu 190 g’da 2.5 Nm nominal ve 7.5 Nm tepe değerine çıkarıyor. Onların üstünde 260 g’daki CubeMars AKE60-8 KV80 Yarı Doğrudan Tahrik Aktüatörü 5 Nm nominal ve 12.5 Nm tepe, 570 g’daki CubeMars AKE80-8 KV30 Yarı Doğrudan Tahrik Aktüatörü 12 Nm nominal ve 30 Nm tepe, 1400 g’daki CubeMars AKE90-8 KV35 Yarı Doğrudan Tahrik Aktüatörü ise 55 Nm nominal ve 170 Nm tepe olarak yayımlanıyor. CubeMars ayrıca her model için bir dizi uygulama yayımlıyor; küçük uçta parmak ve bilek tahriklerinden en üstte kalça desteğine kadar. Bunlar üreticinin belirttiği yönlerdir ve aşağıdaki eklem bölümü bunları spesifikasyonlardan çıkarılan herhangi bir yorumdan ayrı tutar.

İki kompakt QDD aktüatörünün kapattığı boşluk 120 g genişliğinde. AKE60-8’den yukarısı 260 g’dan başlayıp 1.4 kg’a uzanan bir seçim rehberiyle zaten kapsanıyordu; bu çizginin altında hiç AKE modülü yoktu. 140 g ile 190 g bandındaki bir kompakt QDD aktüatörü, aralığın altına aynı mimariyi ekliyor — düşük oranlı bir planet kademesi, çıplak bir motor tabanı ve muhafaza yok.

Tork yoğunluğu, merdivenin uçlarını kütleden daha fazla ayırıyor. AKE90-8, 1400 g’lık bir pakette 170 Nm tepe değerinden gelen 121 Nm/kg değerine kadar yayımlanıyor. Küçük uçta tepe torkun kütleye oranı daha düşük — iki yeni modül için yaklaşık 39 Nm/kg, AKE40-6 için 39.3 Nm/kg ve AKE50-8 için 39.5 Nm/kg — yani mutlak tork ölçülü ve onunla birlikte hızlandırılması gereken kütle de öyle. O uçta oranın neden daha düşük olduğu sargı, rulmanlar ve dişli kademesi tasarımıyla ilgili bir sorudur ve yayımlanan tablo bunu yanıtlamıyor; tek bir neden adlandırmak verinin ötesine geçer. Değerlerin desteklediği şey, bir kompakt QDD aktüatörünün bir aralığın altında yaptığı takastır: teslim edilecek daha az tork ve onu teslim etmek için taşınan daha az kütle.

140 g ile 190 g: bir kompakt QDD aktüatöründe kütle nereye gidiyor

Elli gram, 570 g’lık bir modülün yanında yuvarlama hatası gibi görünür ve tezgâhta öyledir. Bir uzvun ucunda ise daha fazla önem taşır, çünkü oradaki kütle her salınımda taşınır ve ceza gövdeden uzaklıkla ölçeklenir. Sayıyı orantılı tutan iki uyarı var: 140 g ve 190 g modül kütleleridir, monte edilmiş eklem kütleleri değildir ve braketler, bağlantı elemanları, kablolama ve elektronik her ikisine de eklenir. Yararlı karşılaştırma iki veri sayfası kütlesi arasında değil, iki tam montaj arasındadır.

Eksenel ölçü en az kütle kadar önemli. 24.5 mm’lik bir modül, bir giysinin içinde motor, dişli kutusu ve kaplin yığınından daha fazla yer bırakır ve 22.5 mm’deki AKE50-8 daha da kısadır. Bu, bir breysin eklem üzerinde düz kalmasına yardımcı olabilir, ancak nihai profili braket, montaj yönü, konektörler ve kablolama için bırakılan alan belirler; bu nedenle eksenel uzunluk bitmiş bir zarf değil başlangıç avantajıdır.

İkisi arasında seçim genellikle eklemin, giyen kişinin hareket hızında gereksindiği torktan başlar. 1.8 Nm nominaldeki 6:1 kompakt QDD aktüatörü daha düşük torklu seçenektir; bu da düşük modül kütlesi ile küçük tork gereksiniminin öncelik olduğu yerlerde değerlendirmeye değer kılar. 2.5 Nm nominaldeki 8:1 modül ise benzer kompakt bir zarfta daha fazla çıkış torku gerektiğinde seçenektir. Gereksinim ikisinin arasına düştüğünde genellikle kütle belirler ve 140 g’lık modül avantajlıdır — yeter ki monte edilmiş eklem tork-hız ve görev çevrimi gereksinimlerini hâlâ karşılasın.

6:1 ve 8:1: 0.05 Nm ile 0.09 Nm’de hız, tork ve geri tahrik

İki kompakt QDD aktüatörü indirgeme oranı, nominal çıkış ve yayımlanan geri tahrik torku bakımından farklılaşıyor. Daha düşük bir indirgeme oranı genellikle yansıyan motor ataletini azaltabilir, ancak gerçek geri tahrik davranışı motor özelliklerine, aktarma sürtünmesine ve verime de bağlıdır. Yayımlanan 0.05 Nm ve 0.09 Nm değerleri bu belirli modelleri tanımlar; tek başına indirgeme oranına atfedilmemelidir. Oranın doğrudan belirlediği şey çıkıştaki hız ve torktur: AKE40-6’daki 6:1 kademe yüksüz motor hızını eklemde 330 rpm’e çevirir ve AKE50-8’deki 8:1 kademe 7.5 Nm tepe tork karşılığında eklemde 320 rpm verir.

Geri tahrik torku, bir kompakt QDD aktüatörünü dişli bir servodan ayırmak için en sık kullanılan değerdir ve karşılaştırma mutlak terimlerde değil yön bakımından adildir. Onlar ya da yüzler mertebesindeki bir oran motoru ve dişli kutusunu çıkışa yansıtır ve eklemi hareket ettiren giyen kişi bu yansıyan yüke karşı çalışmak zorundadır; düşük oranlı bir kademe yansıyan yükü daha küçük tutar. Belirli bir yüksek oranlı servonun ne kadar direnç gösterdiği yine motoruna, aktarmasına ve kontrol durumuna bağlıdır; bu nedenle buradaki yayımlanmış değerler mimarilerin genel bir sıralaması olarak değil bu iki modül arasında bir karşılaştırma olarak okunmalıdır.

Takas her eklemde farklı yere düşüyor ve yayımlanan uygulamalar farklı yönleri gösteriyor. Bir bilek ya da parmak düşük yükle geniş bir yay boyunca hareket eder; 6:1 modülünün fazladan çıkış hızının en kullanışlı olduğu yer burasıdır. Bir diz ya da dirsek daha büyük bir yüke karşı daha dar bir yayda çalışır; 8:1 modülünün fazladan torkunun ilgili olduğu yer burasıdır. Bunlar yayımlanan değerlerden ve uygulamalardan çıkan başlangıç noktalarıdır, modüllerden birinin belirli bir eklemin yük durumunu karşıladığının kanıtı değildir. Yansıyan ataletin arkasındaki mekanik ve bir oranın giyen kişinin hissettiği yüke ne yaptığı Yarı Doğrudan Tahrik Aktüatörleri: 8:1 Oranın Sağladığı yazısında ele alınıyor.

Yayımlanan geri tahrik torku değerleri iki modülü karşılaştırmak için yararlı bir başlangıç noktası sunar, ancak monte edilmiş bir dış iskeletin kullanıcıya nasıl hissettireceğini ortaya koymaz. Algılanan direnç aynı zamanda aktarma sürtünmesine, eklem hizasına, hareket hızına, kontrol durumuna ve çevreleyen mekanizmaya bağlıdır. İnsan tarafından giyilen sistemler tam eklem ve cihaz düzeyinde doğrulama gerektirir ve yukarıdaki sayıların kullanılması amaçlanan düzey de budur.

9 arcmin boşluk ve bilekte ne anlama geldiği

İki modül de 9 arcmin boşlukla yayımlanıyor, bu da 0.15° demek. 90°’lik bir eklem aralığına göre bu küçük bir nominal açısal değerdir — aralığın kabaca altı yüzde biri — ancak pratik etkisi eklem mekanizmasına, sensör yerleşimine, kontrol stratejisine ve yük yön değişimlerine bağlıdır. Değer tek başına konumlandırma doğruluğunu ya da kuvvet kontrolü kararlılığını ortaya koymaz.

Boşluk, küçük bir açısal hatanın bir bağlantının ucunda daha büyük bir yer değiştirmeye dönüştüğü distal eksenlerde daha görünür hâle gelir. 40 mm’lik bir kolda 0.15°, çıkışta yaklaşık 0.1 mm boşluk anlamına gelir. Bu, giyen kişinin ne algıladığının ölçümü değil idealleştirilmiş bir geometrik dönüşümdür; çünkü eşik ekleme, göreve ve arayüze bağlıdır ve uzun bağlantılı bir kalça ekleminde aynı boşluk yine farklı biçimde önem taşır. Daha küçük kompakt QDD aktüatörünün el ve bilek işleri için değerlendirmeye değer olmasının bir nedeni de budur; orada mutlak yer değiştirme küçük kalır.

Bir kompakt QDD aktüatörü için bu değer aynı zamanda bir beklenti belirler. Düşük oranlı bir planet kademesi sıfır boşluklu bir aktarma değildir ve yön değiştiren bir yük altında çıkışın konumunu korumasını gerektiren bir tasarım önce 0.15°’lik hareketi planlamak zorundadır. Kapalı çevrim kontrol, çevrim çıkış üzerinde kapandığında etkiyi azaltabilir, ancak mekanik boşluğu ortadan kaldırmaz: ölü bandın telafi edilip edilmediği ya da hissedilip edilmediği sensörün nerede durduğuna, çevrimin nasıl kapandığına, yükün ne sıklıkla yön değiştirdiğine ve çevreleyen mekanizmanın ne kadar rijit olduğuna bağlıdır.

24 V veri yolu, nominal akım ve bir kompakt QDD aktüatörü için sürücü boyutlandırma

Giyilebilir bir cihazdaki kompakt QDD aktüatörü için 24 V veri yolu, cihaz taşınacak kadar küçük bir batarya paketinden çalıştığında pratik seçimdir. AKE40-6 2.5 A nominal ve 8 A tepe, AKE50-8 3 A nominal ve 9 A tepe çekiyor. İki sayı farklı amaçlara hizmet eder: nominal akım sürekli termal yükü tanımlarken tepe akım, süresi ve termal düşüşü kurulum için belirtilmesi gereken kısa süreli bir gereksinimi tanımlar. Hiçbir değer tek başına bir sürücüyü boyutlandırmaz ve hiçbiri eklemin, giyen kişi bir bozucu etkiye maruz kaldığında nasıl davranacağını tanımlamaz.

Hiçbir modül sürücü kartıyla birlikte gönderilmiyor; bu nedenle elektronik modülün değil sistem tasarımının parçası. Bu, AKE aralığı boyunca tutarlı ve bir denetleyicinin birkaç ekleme hizmet etmesini sağlayan şey — ancak elektriksel zarf kontrol edildikten sonra. İki yeni modül de 14 kutup çifti kullanıyor; bu, belirli bir eklem hızında elektriksel frekansı sabitler. Paylaşılan bir kart yine de her modülün elektriksel parametrelerine, kontrol yöntemine, veri yolu gerilimine, sürekli ve tepe akım kapasitesine, elektriksel hız aralığına ve koruma ayarlarına göre doğrulanmalıdır. Aynısı üç büyük AKE modeli için de geçerli: CubeMars seri için ayrı bir sürücü kartı listeliyor, dolayısıyla kontrol şeması çerçeve için seçilen elektronik tarafından belirleniyor.

Montaj: motor tabanındaki dişli ve geçiş delikleri

Her kompakt QDD aktüatöründeki motor tabanı dişli delikler ve geçiş delikleri taşır; bu, modülün her iki taraftan sabitlenmesine ve iki yönde monte edilmesine olanak tanır. Bir dış iskelet eklemi için bu göründüğünden daha yararlıdır: bir breys genellikle bir uzvun etrafında monte edilmek zorundadır ve bir karbon plakanın dışından olduğu gibi içinden de cıvatalanabilen bir modül, çerçeve tasarımcısına yük yolu seçeneği sunar.

İki kompakt QDD aktüatörünün hiçbirinde çıkıştan geçen bir delik yok. Geçiş delikleri bağlantı elemanları için tabanda; kablosunun kendi ekseninden geçmesini gerektiren bir eklem başka bir aileye bakmak zorundadır. Bu ayrım, bir tasarım sensör ya da aktüatör kablolarının eklemin merkezinden geçirilmesini gerektirdiğinde önem kazanır ve çerçeve geometrisi sabitlenmeden önce netleştirilmeye değer.

Her model hangi ekleme uygun: düşük ayak, el ve diz desteği

İki kompakt QDD aktüatörü kütle ve çıkış torku bakımından farklı ve CubeMars her biri için bir dizi uygulama yayımlıyor. Aşağıdaki tablo yayımlanan uygulamaları kendi sütununda tutuyor ve bunlardan çıkan eklem rollerini ayırıyor; böylece ikisi bağımsız okunabiliyor.

ModelKütleNominal torkTepe torkİndirgemeYayımlanan uygulamalardan çıkan eklem rolüYayımlanan uygulama
AKE40-6 KV90140 g1.8 Nm5.5 Nm6:1Bilek, parmak ve ayak bileği eksenleriDüşük ayak ve ayak bileği dorsifleksiyon desteği, bilek fleksiyonu ve parmak kavrama tahrikleri
AKE50-8 KV110190 g2.5 Nm7.5 Nm8:1Diz mikro desteği, dirsek ve omuz desteğiDiz desteği, dirsek kuvvet telafisi, omuz kaldırma desteği
AKE60-8 KV80260 g5 Nm12.5 Nm8:1Ayak bileği ve hafif alt ekstremite eksenleriKompakt alt ekstremite ve ayak bileği desteği
AKE80-8 KV30570 g12 Nm30 Nm8:1Diz, ilk prototip ölçeğiDış iskelet ve rehabilitasyon diz eklemleri
AKE90-8 KV351400 g55 Nm170 Nm8:1Kalça ve yük taşıyan eksenlerKalça desteği ve yük taşıma eklemleri

Yayımlanan uygulama sütunu, üreticinin her model için listelediği uygulamaları tekrarlar. Eklem rolü sütunu bu uygulamaların bir okumasıdır, yük durumu doğrulaması değildir: tork, kütle ve zarf tek başına belirli bir insan eklemi için uygunluğu ortaya koymaz. Tork ve kütle yukarıdaki spesifikasyon tablosunu tekrarlar, böylece eşleme kendi başına okunabilir.

Düşük ayak ortezi için yayımlanan uygulama listesinin işaret ettiği model AKE40-6. Eklem düşük yükle geniş bir yay boyunca hareket ediyor ve modül 140 g ile ailenin en hafifi, 6:1 kademesiyle. Belirli bir cihaza uyup uymadığı yine ortez ekleminde gereken torka, görev çevrimine, montaja ve o cihazın geçmesi gereken doğrulamaya bağlıdır. Aynı modül, zarfın torktan daha önemli olduğu bilek fleksiyonu ve parmak kavrama tahrikleri için de yayımlanıyor.

Diz desteği için AKE50-8, CubeMars’ın AKE40-6 üzerinde listelediği iki seçeneğin küçüğü. 190 g’lık bir pakette 7.5 Nm tepe olarak yayımlanıyor; kütlede 260 g’lık AKE60-8’in ve 570 g’lık AKE80-8’in altında ve diz desteği, dirsek kuvvet telafisi ve omuz kaldırma desteği için listeleniyor. Bunlar yük durumu sonuçları değil üretici uygulamaları: diz ve omuz görevleri tork profili, aralık ve güvenlik gereksinimleri bakımından geniş ölçüde farklılaşır ve bir eklemin uygun olarak tanımlanabilmesi için cihaz düzeyinde doğrulanması gerekir.

İkisi arasında çözülecek az örtüşme var. Bir bilek için seçilen kompakt QDD aktüatörü akım yükseltilerek diz tahrikine dönüşmez ve bir diz için seçilen modül, bileğin ihtiyaç duymadığı kütleyi ekler. Tablodaki ayrım bir tasarım kuralı değil başlangıç sınırıdır ve ona en yakın duran ayak bileğidir; hafif uçtan AKE40-6 ile ya da daha fazla tork gerektiğinde AKE60-8 ile karşılanır. 260 g üzerindeki daha geniş Dış İskelet eklem kümesi Dış iskelet aktüatörleri: 260 g'dan 1.4 kg'a üç CubeMars QDD modülü yazısında kapsanıyor.

Seçim kontrol listesi

Beş soru, herhangi bir çizim yapılmadan önce ilk turun çoğunu çözer.

  1. Eklem, durma noktasında değil hareket hızında hangi torka ihtiyaç duyuyor? Bu yanıt 6:1 ile 8:1 kademe arasındaki ilk filtredir.
  2. Uzvun ucunda ne kadar kütle durabilir? Bir bilek ya da ayak bileği bütçesi diz bütçesinden daha dardır ve 140 g ile 190 g arasındaki fark, her adımda hızlandırıldığı bir bağlantının ucunda yer alır.
  3. Çerçeve eklem ekseninden bir kablo geçmesini gerektiriyor mu? Hiçbir modül çıkıştan geçen bir delik sunmuyor, dolayısıyla eksenden geçiş gereksinimi aileyi değiştirir.
  4. Cihazın geri kalanı hangi veri yolunu kullanıyor? Tek bir giyilebilir cihazda 24 V ve 48 V modülleri karıştırmak uyumlu bir besleme mimarisi gerektirir — ayrı paketler, bir DC-DC dönüştürücü ya da başka bir düzenleme — ve seçim sisteme bağlıdır.
  5. Modül çerçeveye nasıl sabitleniyor? Tabandaki dişli ve geçiş delikleri iki yöne de olanak tanır ve braket bu seçim etrafında tasarlanmalıdır.

İlk sorunun yanıtı iki modülün arasına düşerse genellikle belirleyici değer kütledir: 50 g daha hafif bir kompakt QDD aktüatörü, her iki montaj tork-hız ve görev çevrimi gereksinimini karşıladığı sürece eklemin taşıdığı şeyi değiştirir. Bir veri sayfasının çözemeyeceği kısım bu koşuldur. Eklemin yük durumunu, termal ortamını, montajını ve cihaz için planlanan doğrulamayı gerektirir.

Sıkça sorulan sorular

QBir kompakt QDD aktüatörünü dişli bir servo modülünden ayıran nedir?

İndirgeme oranı ve bunun algılanan hisse etkisi. Bir QDD modülü düşük oranlı bir planet kademesi kullanır — buradaki iki modülde 6:1 ve 8:1 — ve bu, yansıyan ataleti ve geri tahrik torkunu aynı sınıftaki yüksek oranlı bir servodan daha düşük tutar. Bu iki modül için yayımlanan değerler 0.05 Nm ve 0.09 Nm. Onlar ya da yüzler mertebesinde orana sahip dişli bir servo, motorun ve dişli kutusunun daha fazlasını çıkışa yansıtır; yine de belirli bir servonun ne kadar direnç gösterdiği motoruna, aktarmasına ve kontrol durumuna bağlıdır.

QAKE40-6 KV90 ve AKE50-8 KV110 aynı sürücüyü paylaşır mı?

İki kompakt QDD aktüatörü de 24 V veri yolunda çalışıyor ve hiçbiri kart üstü sürücü kademesi taşımıyor, bu nedenle denetleyici çerçeveyle birlikte seçiliyor. Tek bir kartı paylaşmak bir sonuç değil olasılıktır: kart her modülün sürekli akımını, süresi boyunca gereken tepe akımını, veri yolu gerilimini, kontrol yöntemini ve elektriksel hız aralığını kapsamak zorundadır. AKE50-8’in 3 A ve 9 A değerleri AKE40-6’nın 2.5 A ve 8 A değerlerini aralıyor; bu paylaşılan bir kartı akla yatkın kılar, ancak elektriksel parametreler modül başına kontrol edilmelidir. İkisi de 14 kutup çifti kullanıyor; bu, belirli bir eklem hızında elektriksel frekansı sabitler ve kontrolün tamamı değil bir girdisidir.

QBilek ekleminde 9 arcmin boşluk ne anlama gelir?

9 arcmin 0.15°’dir; dolayısıyla 90° hareket eden bir eklemde ölü bant aralığın kabaca altı yüzde biridir. 40 mm’lik bir kolda bu, çıkışta yaklaşık 0.1 mm boşluk demektir — giyen kişinin fark ettiğinin ölçümü değil idealleştirilmiş bir geometrik değerdir. Ölü bandın konumlandırmayı ya da akım tabanlı kuvvet kontrolünü etkileyip etkilemediği sensör yerleşimine, kontrol mimarisine, yük yön değişimlerine ve mekanizma rijitliğine bağlıdır; boşluk değeri tek başına bunu çözmez.

QAKE40-6 neden 6:1 kademe kullanırken AKE50-8 8:1 kullanıyor?

Çünkü eklem gereksinimleri farklı. Bir bilek ya da parmak düşük yükle geniş bir yay boyunca hareket eder ve 6:1 kademenin çıkışta bıraktığı fazladan hızı kullanabilir; bir diz ya da dirsek daha düşük hızda daha fazla torka ihtiyaç duyar ve 8:1 kademe 190 g’da 7.5 Nm tepeye ulaşır. Oran eşleşmenin bir parçasıdır — eklemin tork-hız profili ve görev çevrimi, modüllerden birinin uyup uymadığını belirler.

QBir kompakt QDD aktüatörü hiç dişli kutusu olmadan kullanılabilir mi?

Doğrudan tahrikli bir eklem, kendi tork ve kütle sonuçları olan farklı bir mimaridir ve AKE modülleri bu değildir. 6:1 ve 8:1 kademeler, 140 g ya da 190 g’lık bir modülün 5.5 Nm ve 7.5 Nm tepe torka ulaşmasını sağlayan şeydir. Bir tasarım hiç kademesi olmayan bir motor gerektirdiğinde olağan yol çerçevesiz kittir.

QAKE40-6 KV90 ya da AKE50-8 KV110 bir AKE60-8’in yerini alabilir mi?

Yalnızca daha düşük tork zarfı içinde. AKE60-8 5 Nm nominal ve 12.5 Nm tepe, AKE50-8 2.5 Nm ve 7.5 Nm tepe, AKE40-6 ise 1.8 Nm ve 5.5 Nm tepe olarak derecelendirilmiştir. AKE60-8 zarfının yalnızca bir bölümünü kullanan bir eklem 190 g’lık modüle geçebilir; 5 Nm’nin tamamını zaten kullanan bir eklem geçemez. AKE40-6 dışında üçü de 8:1 kademe çalıştırır, dolayısıyla burada farklılaştırıcı oran değil — nominal tork ve kütledir.

Resmî kaynaklar

Üretici, her modülün tam spesifikasyonunu, ölçüler ve montaj çizimi dahil, kendi ürün sayfalarında yayımlıyor.

Bu sayfadaki spesifikasyonlar üreticinin yayımladığı değerleri izler. Bu değerlerin dışındaki özel gereksinimler ya da varyantlar için doğrudan üreticiyle iletişime geçilmelidir.

Sonraki adım

İki yeni kompakt QDD aktüatörü, 260 g’dan yukarısı ayrı bir rehberde kapsanan bir ailenin küçük ucu ve 6:1 ile 8:1 kademelerin arkasındaki oran mekaniği başka bir rehberde ortaya konuyor. Bir eklem mimarisi sabitlenmeden önce ikisi de okunmaya değer.