Rehabilitasyon Robotu için BLDC Motor Seçimi

Rehabilitasyon robotu işi için bir BLDC motor seçmek, çoğu motor seçimini şekillendiren öncelikleri tersine çevirir. Bir terapi cihazının ürettiği hareket, kısıtlamadan değil tanımdan dolayı yavaştır; milisaniyeler içinde ulaşılan bir değer değil saniyeler boyunca tutulan bir değerdir ve çıkışa bağlı bir hasta uzvuyla bir tedavi seansı boyunca tekrarlanır. Bu nedenle eklemdeki aktüatör, uzun süre tutabildiği tork, çok düşük hızda doğru biçimde komut verebildiği tork ve hastanın redüksiyon üzerinden yükün ne kadarını hâlâ hissedebildiği üzerinden değerlendirilir. Bu rehber, bu üç soruyu Robotik Aktüatörler kategorisinde listelenen dokuz aktüatör üzerinden okur; 190 g ağırlıklı AK40-10 V3.0 KV170'ten 940 g ağırlıklı AK10-9 V3.0 KV60'a kadar, ve bunları bir Rehabilitasyon Robotu ekleminin gerçekte yüklediği göreve karşı koyar.

Hızlı yanıt

Rehabilitasyon robotu görevi için bir BLDC motor, genel amaçlı bir servo seçiminin baştan ele almayacağı üç değere göre seçilir. Birincisi eklemdeki sürekli torktur; çünkü bir terapi hareketi bir uzvu saniyeler boyunca yerçekimine karşı tutar ve sargının geçici durumu değil bu tutmayı atlatması gerekir. İkincisi, aktüatörün terapinin kullandığı hızlarda doğru biçimde komut verebildiği torktur; bu hızlar yayımlanan yüksüz değerin çok altındadır. Üçüncüsü redüksiyon oranıdır; çünkü oran, belirli bir motor için eklemin ne kadar torka sahip olduğunu ve yükün ne kadarının çıkış üzerinden hastaya ulaştığını birlikte belirler. Burada bir araya getirilen dokuz aktüatör genelinde nominal tork, AK40-10 V3.0 KV170 üzerindeki 1.3 Nm'den AK80-64 KV80 üzerindeki 48 Nm'ye kadar uzanır; kütle 190 g ile 940 g arasındadır ve redüksiyon oranı 6:1 ile 64:1 aralığını kapsar. Tork yayılımından çok bu oran yayılımı, hafif bir yardımcı eklemi yüklü bir yürüyüş eğitimi ekseninden ayıran şeydir.

Rehabilitasyon Robotu için Bir BLDC Motorun Karşılaması Gerekenler

Bir rehabilitasyon ekleminin yüklediği görev, hız bakımından dar ve süre bakımından uzundur ve çıkışa bağlı bir kişiyle birlikte gelir. Bundan üç özellik doğar ve bunlar, rehabilitasyon robotu eklemi için bir BLDC motoru aynı tork sınıfındaki bir robot için seçilen motordan ayıran özelliklerdir.

Terapi hareketi tasarım gereği yavaştır

Bir terapi hareketi, dakikadaki devir sayısıyla değil hareket açıklığının dereceleri ve sürenin saniyeleriyle tanımlanır. Birkaç saniye içinde açıklığı boyunca sürülen bir diz ya da dirsek, saniyede onlarca derece dönen bir eklemdir ve 9:1'lik bir kademenin arkasında bu, birkaç yüz rpm'de dönen bir motordur. Bu gruptaki aktüatörlerin yayımlanan yüksüz hızları AK80-6 KV100 üzerinde 800 rpm'ye ulaşır; bu, bir terapi hareketinin istediği herhangi bir çalışma noktasının çok üzerindedir, dolayısıyla seçim hız tavanına çarpmaz. Bunun yerine eğrinin karşı ucuna çarpar; orada yararlı sorular, aktüatörün düşük hızda torku ne kadar eşit biçimde verdiği ve geri bildirimin küçük bir açıyı ne kadar ince çözebildiğidir.

Yük bir insan uzvudur ve hareket boyunca değişir

Sabit bir yük taşıyan bir robot ekleminden farklı olarak, bir rehabilitasyon eklemi, etkin yükü hareketin geometrisiyle ve hastanın ne kadar katkı verdiğiyle değişen bir uzuv taşır. Yardım eden bir hasta, aktüatörün sağlaması gereken torku azaltır; direnen ya da bir germe sırasında kas tonusu yükselen bir hasta ise bunu denetleyicinin planlamadığı bir anda artırır. Bu nedenle yayımlanan nominal tork, en kötü durumun tanımı değil boyutlandırma hesabı için bir tabandır ve yayımlanan tepe tork, beklenmeyeni soğuran yedektir. Bu grupta iki değer farklı yayılımlar taşır: AK80-6 KV100, 6 Nm nominal değere karşı 12 Nm tepe yayımlar; buna karşılık AK10-9 V3.0 KV60, 18 Nm nominal değere karşı 53 Nm tepe ve AK80-64 KV80, 48 Nm nominal değere karşı 120 Nm tepe yayımlar.

Gereksinimi taşıyan üç değer

En küçük kümeye indirgendiğinde, bir rehabilitasyon seçiminin çoğunu üç yayımlanmış değer taşır. Nominal tork sürekli değerdir ve tutulan bir duruşun harcadığı değer odur. Redüksiyon oranı, eklemin gördüğü torku ve eklemin hastaya ne kadar şeffaf hissettirdiğini birlikte belirler. Sürekli akım, bu ikisinin elektriksel faturasıdır ve cihazla birlikte taşınan sürücüyü ve paketi boyutlandırır. Spesifikasyondaki geri kalan her şey, çaptan kutup sayısına kadar, bu üçünü makineye sığdırmanın bir kısıtıdır.

Rehabilitasyon Görev Çevriminde Düşük Hız ve Yüksek Tutma Torku

Rehabilitasyon robotu için bir BLDC motor seçiminin diğer her robot uygulamasından en çok ayrıldığı yer hızdır ve Rehabilitasyon Robotu görevinin ilk sabitlediği şey budur. Çalışma noktası hızlı değildir ve o noktadaki tork uzun süre tutulur; bu da iki yayımlanmış değeri seçimin merkezine taşır.

Çalışma torku hız aralığının alt ucunda yer alır

Aşağıdaki tablonun nominal hız sütunu, AK80-64 KV80 üzerinde 24 V veri yolunda 23 rpm'den AK80-6 KV100 üzerinde 603 rpm'ye kadar uzanır ve bir hareket açıklığı boyunca yavaşça ilerleyen bir terapi eklemi, zamanını bunların hepsinin çok altında geçirir. Bu gruptaki düşük hızlı aktüatörler o görev için bir ödün değildir; düşük hızın kendisi tasarımdır. AK45-36 V3.0 KV80 üzerindeki 36:1'lik bir kademe, 24 V veri yolunda çıkışta 40 rpm döner ve AK80-64 KV80 üzerindeki 64:1'lik bir kademe 23 rpm döner; ikisi de bir terapi hareketinin kapsadığı aralığın içinde yer alır ve başka bir redüksiyon gerektirmez.

Bir uzvu yerçekimine karşı tutmak sürekli torktur

Yerçekimine karşı tutulan bir duruş sürekli akım çeker ve akım ısıdır. Bir rehabilitasyon cihazında tutma, hareketler arasında bir ara değildir; sürekli pasif hareket makinesinde ya da statik bir germe düzeneğinde seansın çoğu odur. Bu nedenle belirleyici olan değer nominal torktur ve onu okumanın yolu, yanındaki yayımlanmış nominal akıma karşı değerlendirmektir. AK80-64 KV80, 7 A'da 48 Nm nominal yayımlar; buna karşılık AK10-9 V3.0 KV60, 10.7 A'da 18 Nm nominal yayımlar. Birincisi daha düşük akım için torkun iki katından fazlasını tutar ve bunun nedeni motorlarda değil ikisi arasındaki oranda yatar.

Termal görevi tepe değil tekrar belirler

Bir tedavi seansı aynı hareketi birçok kez tekrarlar ve her tekrarın başındaki sargının termal durumunu kendinden önceki belirler. Sürekli değer bir termal ifadedir ve aktüatör kaydının tam olarak taşımadığı bir montaj koşuluna karşı verilir. Kendi muhafazası ve kendi ısı yolu olan bir cihazın içinde bu değerin ne kadarının geçerli kaldığı üreticiye ait bir sorudur ve bir eklemden seansın büyük bir bölümünde yüksek tork tutması beklendiğinde gereksinim listesinin başında yer alır.

Güvenli Bir Eklem Neden Yük Altında Geri Tahrik Edilebilir Kalmalıdır

Bir rehabilitasyon eklemi çıkışını bir kişiyle paylaşır. Bir uzvu elle yönlendiren bir terapist ya da hareketi yardımsız deneyen bir hasta, aktüatörün tahrik ettiği aynı mile tork uygular ve eklemin bu torka karşı koymak yerine onu kabul etmesi gerekir. Bunu ne ölçüde yaptığını motorun kendisi değil redüksiyon kademesi belirler.

Geri tahrik edilebilirliği oran ve kademe belirler

Redüksiyon oranı, motor torkunu eklem torkuna yükseltir ve eklem hareketini aynı oranda motor hareketine indirger; aynısını bir kişinin çıkışta uyguladığı torka da yapar. AK80-64 KV80 üzerindeki 64:1'lik tek bir planet kademesi, çıkıştan tahrik edilmesi bakımından AK60-6 V3.0 KV80 ya da AK80-6 KV100 üzerindeki 6:1'lik kademeden çok daha zordur ve fark elektronik değil mekaniktir. Elle hareket ettirilmesi gereken ya da bir hasta ona bastığında boyun eğmesi gereken bir eklem, geri tahrik edilebilir bir BLDC motor gerektiren durumdur ve tork çoğaltma ile bu serbestlik arasındaki ödünün kurulduğu yer orandır.

Yüksek bir redüksiyon oranının elinden aldığı şey

Torku çoğaltan aynı oran, iki başka özelliğe karşı çalışır. Herhangi bir yük iletilmeden önce çıkışın aşması gereken kademenin sürtünmesini ve boşluğunu artırır ve hastanın eklemde hissettiği etkin eylemsizliği değiştirir. Bu gruptaki yayımlanmış boşluk değerleri, AK80-64 KV80 üzerindeki 0.18° ile AK40-10 V3.0 KV170, AK45-10 V3.0 KV75 ve AK70-9 V3.0 KV60 üzerindeki 0.3° arasında yer alır; AK45-36 V3.0 KV80, AKH70-16 V1.0 KV41 ve AK80-6 KV100 ise aralarında 0.2° ve 0.22° yayımlar. Boşluk, eklemde her yön değişiminin başında bir ölü bant olarak hissedilir ve bir rehabilitasyon cihazında bu büyüklükte bir ölü bant, yalnızca ölçülebilir değil hareketin içinde görülebilir.

Aktüatörün hasta temas yolundaki yeri

Güvenlik gerekçesi aktüatörde bitmez. Bir uzvu tutan bir cihaz ayrıca sınırları, tork komut aralığını, acil durdurmayı ve mekanik son dayamaları taşır ve bunlar modülün değil makinenin parçasıdır. Aktüatörün katkısı, sınırlı bir torka komut verilebilmesi ve komut kaldırıldığında kilitlenmemesidir. İkisi de kendi sürücüsü olan entegre bir aktüatörün özelliğidir ve ikisi de, üzerinde bir kişi varken uyumlu kalması gereken bir eklem için sızdırmaz bir modülün çoğu zaman daha basit başlangıç noktası olmasının nedenidir.

Kuvvet Kontrolü ve Arkasındaki Tork Bandı

Yardımcı terapi, bir konum sorunu olmadan önce bir tork sorunudur. Bir hastanın bir hareketi tamamlamasına yardım eden bir eklem, hastanın zaten yaptığıyla orantılı tork eklemek zorundadır ve bu, sürücüsüne tork cinsinden komut verilebilen ve küçük değerlerde güvenilen bir rehabilitasyon robotu aktüatörü gerektirir.

Tork kontrolü, sürücünün üzerinde işlem yapabileceği bir tahmin gerektirir

Bir tork modu komutu, sürücünün üzerinden çalıştığı çıkış torku tahmini kadar iyidir ve bu tahmin faz akımından ve aktüatörün taşıdığı konum geri bildiriminden kurulur. Bu gruptaki sızdırmaz modüller motoru, redüksiyon kademesini ve sürücüyü tek bir gövdenin içine koyar ve kayıt, yayımladığı yerde geri bildirim düzenini belirtir: AK10-9 V3.0 KV60 ve AK70-9 V3.0 KV60 ikisi de çift enkoder ile belgelenmiştir; bu, yalnızca bir konum döngüsü değil bir tork döngüsü de destekleyen düzendir.

Çözünürlük rotorda değil eklemde

Bir terapinin istediği hareket çıkışta küçük, motor tarafında ise daha büyüktür ve redüksiyon oranı ikisi arasındaki çarpandır. Çıkışta bir derecenin bir kesrini çözmesi istenen bir eklem, motor tarafındaki geri bildirimden bu kesrin oranla çarpılmış hâlini çözmesini ister; bu yüzden yüksek oranlı bir aktüatör ince kontrol edilmesi otomatik olarak daha kolay olan değildir. Bu gruptaki yayımlanmış çıkış hızları bu noktayı zaten ortaya koyar: AK80-64 KV80 üzerinde 23 rpm'de 48 Nm tutan aktüatörün ta kendisi, bunu aralığın yavaş ucunda tutar; orada kontrol döngüsünün en çok zamanı ve en az sinyali vardır.

Uyumluluk, empedans ve ihtiyaç kadar yardım kipleri

Empedans kontrolü, admittans kontrolü ve seri elastik elemanlar, bir aktüatör kaydındaki girdiler değil kontrol katmanının özellikleridir ve hiçbiri tek başına modülle satın alınmaz. Aktüatörün sağlaması gereken şey, bir tork komutunu izleyecek bant genişliği ve o komutun küçük olmasına izin verecek düşük sürtünmedir. Düşük torkta sürtünmesi ve boşluğu baskın olan bir eklem yazılımla uyumlu hâle getirilemez; bu da oran ve boşluk değerlerinin bir rehabilitasyon seçiminde tork değeri kadar ağırlık taşımasının pratik nedenidir.

Bir Seansta Sürekli Tutma Torku ile Tepe Tork

Bir aktüatör etiketindeki iki tork değeri iki farklı soruyu yanıtlar ve bir rehabilitasyon görevi zamanının çoğunu bunlardan biri üzerinde geçirir.

Bir seansın harcadığı değer nominal torktur

Nominal tork, üreticinin sürekli çalışma için yayımladığı en büyük değerdir ve tutulan bir duruşun ya da tekrarlanan yavaş bir hareketin harcadığı değer odur. Bu grupta AK40-10 V3.0 KV170 üzerindeki 1.3 Nm'den AK80-64 KV80 üzerindeki 48 Nm'ye kadar uzanır; aralığın ortasını 8.5 Nm'de AK70-9 V3.0 KV60, 8 Nm'de AK45-36 V3.0 KV80 ve 6 Nm'de AK80-6 KV100 kaplar. Bir uzvu destekleyen, bir hareket açıklığı boyunca yerçekimine direnen ya da bir germeye karşı bir konumu tutan bir eklem, o sürenin tamamında nominal sütunda çalışır.

Tepe tork, tutmayı değil geçişi kapsar

Tepe tork kısa bir sapmadır ve arkasındaki yayımlanmış tepe akımlar, aynı kayıttaki nominal akımların birkaç katıdır. AK10-9 V3.0 KV60, 10.7 A nominal değere karşı 31.9 A tepe yayımlar ve AK70-9 V3.0 KV60, 6.25 A nominal değere karşı 23.8 A tepe yayımlar; bu, hiçbir sargının uzun süre tutamayacağı bir farktır. Tepe tork, bir rehabilitasyon hareketinin yön değiştirdiği, düşmeye başlamış bir uzvu yakaladığı ya da kas tonusundaki ani bir değişimi soğurduğu anlara aittir. Onu bir seans içinde çalışma noktası olarak kullanmak, eklemi üreticinin sürekli hizmet için yayımlamadığı bir değere taşır.

Sürücüyü ve paketi boyutlandıran sayı akımdır

Entegre bir aktüatör sürücüsünü gövdenin içinde taşır; ancak akımın yine de cihazın taşıdığı bir paketten ve bir veri yolundan gelmesi gerekir ve bir rehabilitasyon cihazı çoğu zaman taşınabilirdir. Bu gruptaki yayımlanmış nominal akımlar, AK45-10 V3.0 KV75 üzerindeki 1.9 A'den AK10-9 V3.0 KV60 üzerindeki 10.7 A'ye kadar uzanır ve birkaç eklemli bir cihaz bu değeri aynı anda hareket ettirdiği eksen sayısıyla çarpar. Bu nedenle akım, eklemdeki mekanik gereksinim ile cihazın tamamının elektriksel tasarımı arasındaki köprüdür ve bu yüzden erken sabitlenmeye değer.

Hafiften Yüklüye, Rehabilitasyon Eklemleri için Bir Spesifikasyon Kümesi

Aşağıdaki tablo, burada ele alınan dokuz aktüatörü bir rehabilitasyon eklemini belirleyen sütunlarda toplar. Her değer, üreticinin o aktüatör için yayımladığı değerdir.

Üreticinin (CubeMars) yayımladığı şekilde redüksiyon oranı, nominal tork, tepe tork, nominal akım, çıkış hızı ve kütle. Bir çıkış hızı iki değer taşıdığında bunlar bu sırayla 24 V ve 48 V çalışma noktalarıdır. Nominal tork sürekli değerdir ve tepe tork kısa süreli bir değerdir. Her aktüatör için sargı, termal ve montaj verileri üreticinin ürün sayfasındadır.

Oran sütununda aşağı doğru okunduğunda grup dokuz nokta yerine üç banda ayrılır. Üç aktüatör 24 V veri yolunda 10:1 ya da altında çalışır: AK40-10 V3.0 KV170, AK45-10 V3.0 KV75 ve AK60-6 V3.0 KV80; hepsi 4 Nm nominal değerin ve 400 g'ın altındadır. Üçü 48 V'ta 9:1'de çalışır: AK70-9 V3.0 KV60, AK10-9 V3.0 KV60 ve aynı veri yolunda 6:1'de AK80-6 KV100; bunlar 6 Nm ile 18 Nm nominal arasında yer alır. Son bant, küçük bir motordan yüksek tork elde etmek için uzun bir redüksiyon kademesi kullanan iki aktüatördür: 36:1'de AK45-36 V3.0 KV80 ve 64:1'de AK80-64 KV80; 16:1'de AKH70-16 V1.0 KV41 ise 9:1 grubunun üzerindeki boşluğu doldurur. Bunun yerine yatay okunduğunda akım sütunu bantları yeniden ayırır: hafif 10:1 grubu torkunu tutmak için 1.9 A ile 3.8 A arasında akım gerektirir; buna karşılık AK80-64 KV80'in 48 Nm'si 7 A'ya ve AK10-9 V3.0 KV60'ın 18 Nm'si 10.7 A'ye mal olur.

Aralığı Elden ve Bilekten Yürüyüş Eğitimine Kadar Okumak

Aşağıdaki dört bant, bir rehabilitasyon cihazının tahrik etmesi muhtemel en küçük eklemden yürüyen bir hastayı taşıyan eksene kadar uzanır ve her bant bir sayıyla değil bir görevle tanımlanır. Dokuzunun tamamı Robotik Aktüatörler kategorisinde yer alır ve bu uygulamanın platformda belgelendiği sayfa Rehabilitasyon Robotu sayfasıdır.

190 g ve 262 g ucu: el, bilek ve parmak eksenleri

AK40-10 V3.0 KV170, 53 mm'de 190 g'lık bir gövdeden 1.3 Nm nominal ve 4.1 Nm tepe yayımlar ve AK45-10 V3.0 KV75, aynı 53 mm çapta 262 g'dan 2.5 Nm nominal ve 7 Nm tepe yayımlar. İkisi de 24 V veri yolunda çalışır ve ikisi de 10:1'lik bir kademe kullanır; her ikisi de bir uzvun ucundaki eklemler için boyutlandırılmıştır; orada hastanın bir hareket boyunca taşımak zorunda olduğu kütle doğrudan terapiye yazılır. Bir çerçeveye monte edilmek yerine giyilmesi gereken bir parmak ya da bilek ortezi, bu ikisinin tasarlandığı durumdur.

349 g ve 380 g basamağı: dirsek ve hafif ayak bileği eklemleri

AK45-36 V3.0 KV80 aynı küçük gövdeyi alır ve arkasına 36:1'lik bir kademe koyar; 24 V'ta yalnızca 40 rpm çıkış hızında 8 Nm nominal ve 24 Nm tepe yayımlar; bu, hız pahasına kütle sınıfının çok üzerinde bir tork değeridir. AK60-6 V3.0 KV80 aynı zarfta karşıt konumu alır; 380 g'da 6:1'lik bir kademe üzerinden 3 Nm nominal ve 9 Nm tepe yayımlar; nominal hızı 24 V'ta 233 rpm ve 48 V'ta 490 rpm'dir. Bir açıklık boyunca hızlı hareket etmesi gereken bir dirsek yardımı ile bir torku yavaşça tutması gereken bir ayak bileği eklemi, onları ayıran iki görevdir.

485 g ve 540 g ortası: omuz ve diz yardımı

AK80-6 KV100, 98 mm çapta 485 g'dan 6 Nm nominal ve 12 Nm tepe yayımlar; bu gruptaki en yüksek çıkış hızı 603 rpm ile ondadır. AK70-9 V3.0 KV60 ise 89 mm'de 540 g'dan, 9:1'lik bir kademe ve belgelenmiş bir çift enkoder düzeniyle 8.5 Nm nominal ve 29.2 Nm tepe yayımlar. İkisi de bir omzun ya da bir dizin bir terapi açıklığı boyunca tahrik edilebildiği ölçekte yer alır ve aralarındaki seçim, eklemin mütevazı bir torkta hız mı yoksa mütevazı bir hızda tork mu gerektirdiğine iner.

850 g ile 940 g ucu: yürüyüş eğitimi ve yüklü eklemler

AK80-64 KV80, 850 g'dan 48 Nm nominal ve 120 Nm tepe yayımlamak için 64:1'lik bir kademe kullanır ve AKH70-16 V1.0 KV41, 879 g'dan 16:1'lik bir kademe ve eksen boyunca içi boş bir mille 26 Nm nominal ve 78 Nm tepe yayımlar. AK10-9 V3.0 KV60, 940 g ile kütle sütununun tepesinde yer alır; 18 Nm nominal ve 53 Nm tepe ile belgelenmiş bir çift enkoder düzenine sahiptir. Bunlar, ayakta duran bir hastayı taşıyan ya da bütün bir uzvu yerçekimine karşı hareket ettiren eksenlerdir ve 64:1 ile 16:1 kademeleri, daha ağır bir motor olmadan bunu mümkün kılan şeydir.

Yayımlanmış Rehabilitasyon Araştırmasının Arkasındaki İki Aktüatör

Bir rehabilitasyon eklemi genellikle işaret edilecek yayımlanmış bir kurulum var olmadan önce tanımlanır; bu da belgelenmiş vakaları yakından okumaya değer kılar. Bunlardan biri buradaki kayıtta yer alır: CubeMars’ın öne çıkardığı, Université de Sherbrooke'tan bir kas atrofisi rehabilitasyon sistemi; bu sistem, hassas germe hareketleri üretmek için bu karşılaştırmadaki iki aktüatörü kullanır.

İki ünite, 18 Nm nominal değerdeki AK10-9 V3.0 KV60 ile 48 Nm nominal değerdeki AK80-64 KV80'dir ve bu çift, yukarıdaki tablonun tek bir noktasına değil en ağır iki bandına denk gelir. Tek bir sistemin ikisini birden taşımasının nedeni değerlerden okunmaya değer: bir germe hareketi, eklemin sargı ısınmadan tutabileceği bir tork ve eklemin cihaz ile terapist tarafından hareket ettirilebildiği bir hareket açıklığı gerektirir. Tek bir makinenin içinde farklı eksenler bu nedenle farklı oranlara düşebilir ve 9:1'lik ünite ile 64:1'lik ünite birbirinin alternatifi değil tamamlayıcısıdır: bir rehabilitasyon robotu aktüatörü cihaz başına değil eksen başına seçilir.

Bir Aktüatörü Bir Eğitim Kipine Eşleştirmek

Bir rehabilitasyon eklemi bir terapi kipine göre tanımlanır ve kipler, aktüatörün işin ne kadarını yaptığına ve yükün ne kadar hızlı değiştiğine göre farklılaşır. Rehabilitasyon robotu için bir BLDC motor uygulamasında kip, tork değerinden daha iyi bir başlangıç noktasıdır; çünkü hasta ile aktüatörün yükü nasıl paylaştığını sabitler.

Pasif ve sürekli pasif hareket

Pasif kipte cihaz uzvu hareket ettirir ve hasta hiçbir katkı vermez; bu nedenle aktüatör bütün yükü taşır ve yük yalnızca hareketin geometrisiyle değişir. Gereksinim, geçişin süresi boyunca tutulan bir torktur; hız, hareketin akıcı okunmasını sağlayacak kadar düşüktür ve bunu belirleyen değerler aktüatörün nominal torku ve nominal akımıdır. Yalnızca pasif hareket için kurulan bir eklem, gruptaki en uzun oranı kullanabilir; çünkü görevde hiçbir şey hız istemez.

Aktif destekli ve ihtiyaç kadar yardım

Aktif destekli kipte hasta katkı verir ve cihaz boşluğu doldurur; boşluk tekrardan tekrara değişir. Konum kontrolü yerine tork kontrolü isteyen kip budur ve AK10-9 V3.0 KV60 ya da AK70-9 V3.0 KV60 üzerindeki belgelenmiş bir çift enkoder düzeninin anlam kazandığı kip de budur; çünkü bir tork döngüsü, hem motor tarafını hem de çıkışı yansıtan bir geri bildirime gereksinim duyar. Düşük sürtünme ve düşük boşluğun en çok önem taşıdığı kip de budur; çünkü yardım, hastanın kendi çabasının altında kalacak kadar küçük olmalıdır.

Direnç ve güç antrenmanı

Direnç kipinde cihaz hareketi üretmek yerine ona karşı koyar ve aktüatör programlanabilir bir fren gibi çalışır. Yük yine süreklidir ve hastanın bastığı yönde uygulanır; bu da eklemi, sargının eklem hareket etmeden akım çektiği aralık bölümüne yerleştirir. Bu görevi sınırlayan değer, nominal hız değil nominal akımdır ve oran pasif kiptekinden farklı bir nedenle önemlidir: uzun bir kademe, küçük bir motorun büyük bir direnç torku tutmasına izin verir; 36:1'de AK45-36 V3.0 KV80 ile 64:1'de AK80-64 KV80'in yapmak üzere düzenlendiği şey budur.

Yürüyüş eğitimi ve vücut ağırlığı desteği

Yürüyüş eğitiminde eklem, tek bir hareket açıklığı yerine bir yürüyüş çevrimini izler ve yük, eklemin tuttuğu duruş fazı ile hareket ettiği salınım fazı arasında değişir. Bu değişim, bir yürüyüş ekseninin genellikle tablonun daha ağır ucuna düşmesinin nedenidir: tutma fazı nominal değeri, salınım fazı ise bir kadansa ayak uyduracak kadar hızı gerektirir ve ikisi birlikte seçimi, hızın tamamını kaybetmeden tork satın alan bir orana doğru iter. Eksen boyunca, eklemin üstünü ve altını kablolamak için içi boş bir mil taşıyan AKH70-16 V1.0 KV41 ile 53 Nm tepede AK10-9 V3.0 KV60, bu görevin yöneldiği iki düzenlemedir.

Seçim kontrol listesi

Görev ve güvenlik gerekçesi

• Herhangi bir model numarasına bakılmadan önce, eklemin tutması gereken sürekli tork ve her tutmanın süresi yazılmalıdır.
• Hareketin bir yön değişiminde gereksinim duyduğu tepe tork yazılmalı ve tutma değerinden ayrı tutulmalıdır.
• Eklem elle mi hareket ettirilecek yoksa bir hastanın itişi altında mı boyun eğecek, buna karar verilmeli ve redüksiyon oranı bu yanıta göre sabitlenmelidir.
• Tork komut aralığı ve makinenin uygulayacağı sınırlar doğrulanmalıdır; çünkü bunlar aktüatöre değil cihaza aittir.

Mekanik ve hasta arayüzü

• Yayımlanan kütle, cihazın nasıl taşındığına karşı kontrol edilmeli ve distal kütle çerçeveye değil harekete yazılmalıdır.
• Yayımlanan boşluk, terapinin çözmesi gereken en küçük harekete karşı kontrol edilmelidir.
• Tork değerleri karşılaştırılmadan önce, yayımlanan çap ve uzunluk uzvun izin verdiği zarfa karşı kontrol edilmelidir.
• İletkenlerin eklemi geçmesi gerektiği durumlarda, eksen boyunca içi boş bir milin bulunup bulunmadığı kontrol edilmelidir.

Entegrasyon, geri bildirim ve sürücü

• Aktüatör için yayımlanan geri bildirim düzeni ve bunun yalnızca bir konum döngüsü değil bir tork döngüsü de destekleyip desteklemediği doğrulanmalıdır.
• Tutma torku, yayımlanan değerle bir nominal akıma dönüştürülmeli ve ardından cihazın aynı anda hareket ettirdiği eksen sayısıyla çarpılmalıdır.
• Veri yolu gerilimi, yayımlanan çıkış hızı sütunu kullanılarak, hareketin gereksinim duyduğu torkta gereksinim duyduğu hızdan sabitlenmelidir.
• Sürekli değerin arkasındaki termal direnç ve montaj koşulu üreticiden istenmelidir; çünkü kayıt bunları taşımaz.

Sıkça sorulan sorular

Resmî kaynaklar

CubeMars’ın AK serisi kendi sitesinde belgelenmiştir ve bu karşılaştırmadaki her aktüatörün tam spesifikasyonunu, redüksiyon kademesini ve montaj çizimini taşıyan resmî bir sayfası vardır. üreticinin ürün yelpazesi giriş noktasıdır ve rehabilitasyon sisteminde adı geçen iki ünite tek tek belgelenmiştir: AK10-9 V3.0 KV60 ve AK80-64 KV80. CubeMars üretici profili aynı yelpazeyi ToBMS üzerinde toplar ve platformun kategorileri genelindeki ürün belgeleri Kaynaklar altında bir araya getirilmiştir. Üretici, sargı seçenekleri, termal değerler ve geri bildirim varyantları için doğruluk kaynağı olarak kalır; ToBMS keşif ve karşılaştırma katmanını korur ve bu rehberde kullanılan her değer, ToBMS’in ürün kayıtlarında tutulan yayımlanmış bir değerdir.

Sonraki adım

Bu rehbere en yakın eşlikçi, giyilebilir bir cihaz için aynı eklem görevini okuyan Dış iskelet aktüatörleri: 260 g'dan 1.4 kg'a üç CubeMars QDD modülü; eklemin çıplak bir stator ve rotor takımı mı yoksa sızdırmaz bir modül mü olması gerektiğine dair daha erken kararı ise Dış İskelet için BLDC Motorları: Çerçevesiz Tork Motoru mu, Entegre Aktüatör mü ele alır. Aktüatör sınıfının kendisi için Robotik Aktüatörler: Robot Eklemleri İçin Doğru Entegre Aktüatör Nasıl Seçilir tam spesifikasyon kümesini işler ve Eklem modülü nasıl seçilir: 190 g'dan 1.4 kg'a beş CubeMars aktüatör aynı aralığın hafif ucunu daha ayrıntılı izler. Uygulamanın buna komşu olduğu yerde İnsansı Robot için BLDC Motorlar: Tork, Hız ve Boyut Nasıl Eşleştirilir ve İşbirlikçi Robot Kolu için BLDC Motorda Nelere Bakılmalı komşu görevleri kapsar.

Araştırmak yerine kısa liste çıkarmak için, tam Robotik Aktüatörler kategorisinden başlanmalı, adaylar Seçim içinde torka, orana ve kütleye göre süzülmeli ve ardından Ürün Karşılaştırma içinde birbirine karşı konmalıdır. Eklemin sızdırmaz bir modül yerine çıplak bir takım olması gerektiğinde, Çerçevesiz Tork Motorları kategorisi aralığın o ucunu taşır ve doğrudan tahrik alternatifi Yarı Doğrudan Tahrik Aktüatörleri içinde yer alır. Rehabilitasyon Robotu sayfası bu görev için uygulama giriş noktasıdır ve komşu Eklem Modülü, Kobot Kolu, İnsansı Robot ve Dört Ayaklı Robot sayfaları bu aktüatörleri paylaşan uygulamaları kapsar.