Exoesqueletos: movilidad y eficiencia de última generación

Los exoesqueletos de hoy combinan la inteligencia, el instinto y el juicio humanos con la fuerza y la resistencia robóticas para hacer que las tareas sean más seguras, fáciles y eficientes. Jeff Breakey, director de ventas de automatización, explica cómo Cone Drive Harmonic Solutions® de precisión posibilita la futura fuerza laboral industrial del mundo a través de la robótica.

Humanos y robótica moviéndose en armonía

Se espera que el mercado global de exoesqueletos crezca de $ 500 millones en 2021 a $ 5 mil millones en 2030. Dos tendencias principales están impulsando esta expansión diez veces mayor:

• Las personas y los empleadores quieren mayor seguridad y ergonomía en el lugar de trabajo, y
• La escasez de mano de obra desafía a las personas a trabajar de manera más eficiente.

Los exoesqueletos permiten ambos, especialmente cuando funcionan con baterías. De repente, un trabajador que puede levantar 40 lbs. por sí solos pueden manejar 200 lbs. sin esfuerzo La carga pesada se aligera para las personas que mantienen aeronaves o ensamblan automóviles. Esto se debe a que las soluciones de engranajes en las articulaciones de los exoesqueletos soportan sincrónicamente la carga del peso de la unidad y la tarea en cuestión, al tiempo que aumentan la fuerza del propio cuerpo del usuario.

Cone Drive , parte del grupo de movimiento industrial de Timken, diseña y fabrica una variedad de soluciones de engranajes armónicos que se utilizan en estas uniones, desde conjuntos de engranajes de componentes hasta actuadores, que son conjuntos completos de motores de engranajes.

Breakey, que ha trabajado con Cone Drive durante 26 años, dice que la industria de la robótica industrial confía en la empresa gracias a décadas de experiencia en control de movimiento. Sus soluciones armónicas se están adoptando en aplicaciones de exoesqueleto de gama alta debido a sus características ligeras, compactas y densas en torsión.

“Los exoesqueletos que funcionan con baterías tienen desafíos similares a los de los autos eléctricos”, dice. “Deben obtener el máximo alcance o productividad con una sola carga. Esto hace que el peso ligero sea extremadamente importante. El hecho de que las personas usen exoesqueletos hace que la reducción de peso sea aún más crucial”.

Para reducir la masa, los ingenieros de Cone Drive comienzan con transmisiones de engranajes armónicos estándar y optimizan el diseño para que sea más liviano y retengan las mismas calificaciones de rendimiento. La alta relación de transmisión inherente al diseño conduce a una mayor capacidad de torsión, lo cual es fundamental para garantizar que las articulaciones del exoesqueleto sean tan flexibles como los humanos que las usan.

Tecnología Cone Drive Harmonic Solutions® en exoesqueletos

La tecnología armónica permite el movimiento y posicionamiento precisos del exoesqueleto. Este sistema de engranajes mecánicos permite que los exoesqueletos se muevan con mayor fluidez con el cuerpo del trabajador, lo que reduce la tensión musculoesquelética y mejora la productividad.

Los engranajes impulsores Cone Drive Harmonic Solutions se personalizan para diseños únicos de exoesqueleto y reducen la masa hasta en un 45 % en comparación con otras soluciones. Los orificios perforados centrales permiten que los cables y el equipo pasen a través del engranaje.

Las capacidades adyacentes se entregan a los clientes

La carrera para llevar nuevos exoesqueletos al mercado está llegando a un punto crítico, con muchos desarrolladores probando sus conceptos ahora. En pruebas de campo de prototipos recientes, un cliente de Cone Drive demostró los beneficios de seguridad y eficiencia del uso de exoesqueletos para levantar objetos pesados en la aviación comercial y otras aplicaciones industriales.

Más allá del soporte de ingeniería continuo para soluciones de engranajes, incluidos los engranajes cicloidales de precisión SPINEA para exoesqueletos y robótica de servicio más pesado, los clientes están aprovechando la cartera de movimiento industrial ampliada de Cone Drive, que incluye soluciones adyacentes como codificadores magnéticos para robótica .

“Los codificadores usan tecnología de detección para monitorear y responder al movimiento, de manera muy similar a como lo hace el sistema nervioso en el cuerpo humano”, dice Breakey. “Los sensores detectan la intención humana y anticipan la carga conjunta para que el sistema pueda proporcionar suficiente energía a esa articulación en el momento adecuado”.

Además de la ingeniería, las capacidades de fabricación de Cone Drive son cruciales para un nuevo mercado en la cúspide de un rápido aumento de la producción. La demanda ya está aumentando de exoesqueletos industriales, así como de exoesqueletos médicos que ayudan a los pacientes a mejorar la rehabilitación física y la movilidad.

El alto nivel de personalización de la industria según los requisitos de aplicación, tamaño y rendimiento puede afectar los tiempos del ciclo de producción. La red de fabricación ágil y las herramientas flexibles de Cone Drive significan que puede manejar muchas variaciones y aun así cumplir con los plazos ajustados de los productores de exoesqueletos.

“Los exoesqueletos son nuevos, pero existen desde hace 100 años”, dice Breakey. “Los ingenieros conocen a Cone Drive como una sólida empresa técnica y de fabricación. Aprecian nuestra relación con Timken porque consolida nuestra estabilidad en el mercado. Saben que pueden esperar valor e integridad en cada una de nuestras soluciones”.

Una innovación lleva a otra. Conozca cómo las soluciones armónicas de Cone Drive para robótica se inspiraron en el amplio desarrollo de tecnología de engranajes helicoidales de la empresa para la industria solar.

Published: 2022/12/27