Exosquelettes : mobilité et efficacité de nouvelle génération

Les exosquelettes d’aujourd’hui combinent l’intelligence, l’instinct et le jugement humains avec la force et l’endurance robotiques pour rendre les tâches plus sûres, plus faciles et plus efficaces. Jeff Breakey, directeur des ventes d’automatisation, explique comment la précision Cone Drive Harmonic Solutions® permet à la future main-d’œuvre industrielle mondiale grâce à la robotique.

Les humains et la robotique évoluent en harmonie

Le marché mondial des exosquelettes devrait passer de 500 millions de dollars en 2021 à 5 milliards de dollars en 2030. Deux grandes tendances sont à l’origine de cette multiplication par dix :

• Les gens et les employeurs veulent plus de sécurité et d’ergonomie au travail, et
• Les pénuries de main-d’œuvre obligent les gens à travailler plus efficacement.

Les exosquelettes permettent les deux, surtout lorsqu’ils sont alimentés par batterie. Soudain, un travailleur qui peut ramasser 40 livres. à eux seuls peuvent gérer 200 livres. sans effort. La lourde charge est allégée pour les personnes qui entretiennent des avions ou qui assemblent des automobiles. En effet, les solutions d’engrenages dans les articulations des exosquelettes supportent de manière synchrone le fardeau du poids de l’unité et de la tâche à accomplir, tout en augmentant la force du corps du porteur.

Cone Drive , qui fait partie du groupe Industrial Motion de Timken, conçoit et fabrique une gamme de solutions d’engrenages harmoniques utilisées dans ces joints, des ensembles d’engrenages aux actionneurs, qui sont des ensembles de moteurs à engrenages complets.

Breakey, qui travaille avec Cone Drive depuis 26 ans, affirme que l’entreprise est digne de confiance dans l’industrie de la robotique industrielle sur la base de décennies d’expertise en contrôle de mouvement. Leurs solutions harmoniques sont adoptées dans les applications d’exosquelette haut de gamme en raison de leurs caractéristiques légères, compactes et à forte densité de couple.

« Les exosquelettes alimentés par batterie ont des défis similaires à ceux des voitures électriques », dit-il. « Ils doivent obtenir une autonomie ou une productivité maximale avec une seule charge. Cela rend la légèreté extrêmement importante. Le fait que des exosquelettes soient portés par des personnes rend la réduction de poids encore plus cruciale.

Pour réduire la masse, les ingénieurs de Cone Drive commencent avec des entraînements à engrenages harmoniques standard et optimisent la conception pour qu’ils soient plus légers tout en conservant les mêmes performances. Le rapport de démultiplication élevé inhérent à la conception conduit à une plus grande capacité de couple – ce qui est essentiel pour garantir que les articulations de l’exosquelette sont aussi flexibles que les humains qui les portent.

Technologie Cone Drive Harmonic Solutions® dans les exosquelettes

La technologie harmonique permet le mouvement et le positionnement précis de l’exosquelette. Ce système d’engrenage mécanique permet aux exosquelettes de se déplacer de manière plus fluide avec le corps du travailleur, ce qui réduit les contraintes musculo-squelettiques et améliore la productivité.

Les entraînements à engrenages Cone Drive Harmonic Solutions sont personnalisés pour des conceptions d’exosquelette uniques et réduisent la masse jusqu’à 45 % par rapport aux autres solutions. Les trous d’alésage centraux permettent aux câbles et à l’équipement de passer à travers l’engrenage.

Les capacités adjacentes offrent aux clients

La course pour mettre de nouveaux exosquelettes sur le marché arrive à son paroxysme, avec de nombreux développeurs qui prouvent maintenant leurs concepts. Lors de récents essais sur le terrain de prototypes, un client de Cone Drive a démontré les avantages en matière de sécurité et d’efficacité de l’utilisation d’exosquelettes pour le levage de charges lourdes dans l’aviation commerciale et d’autres applications industrielles.

Au-delà de l’assistance technique continue pour les solutions d’engrenages, y compris les entraînements à engrenages cycloïdaux de précision SPINEA pour la robotique et les exosquelettes plus lourds, les clients profitent du portefeuille de mouvements industriels élargi de Cone Drive, y compris des solutions adjacentes telles que les encodeurs magnétiques pour la robotique .

« Les encodeurs utilisent la technologie de détection pour surveiller et réagir au mouvement, un peu comme le fait le système nerveux dans le corps humain », explique Breakey. « Les capteurs détectent l’intention humaine et anticipent la charge articulaire afin que le système puisse fournir une puissance suffisante à cette articulation au bon moment. »

En plus de l’ingénierie, les capacités de fabrication de Cone Drive sont cruciales pour un nouveau marché à l’aube d’une montée en puissance rapide de la production. La demande augmente déjà pour les exosquelettes industriels, ainsi que pour les exosquelettes médicaux qui aident les patients à améliorer leur réadaptation physique et leur mobilité.

Le haut niveau de personnalisation de l’industrie en fonction de l’application, de la taille et des exigences de performance peut avoir un impact sur les temps de cycle de production. Le réseau de fabrication agile et l’outillage flexible de Cone Drive lui permettent de gérer de nombreux écarts tout en respectant les délais serrés des producteurs d’exosquelettes.

« Les exosquelettes sont nouveaux, mais nous existons depuis 100 ans », déclare Breakey. « Les ingénieurs connaissent Cone Drive comme une entreprise technique et de fabrication solide. Ils apprécient notre relation avec Timken car elle cimente notre stabilité sur le marché. Ils savent qu’ils peuvent s’attendre à de la valeur et de l’intégrité dans chacune de nos solutions.

Une innovation en entraîne une autre. Découvrez comment les solutions harmoniques Cone Drive pour la robotique ont été inspirées par le développement approfondi de la technologie d’engrenage à vis sans fin de l’entreprise pour l’industrie solaire.

Published: 2022/12/27