外骨格: 次世代のモビリティと効率性

今日の外骨格は、人間の知性、本能、判断力をロボットの力と持久力と組み合わせて、タスクをより安全、簡単、効率的にします。 オートメーション セールス ディレクターの Jeff Breakey が、精密 Cone Drive Harmonic Solutions® がロボティクスを通じて世界の将来の産業労働力をどのように実現するかを説明します。

人間とロボットが調和して動く

世界の外骨格市場は、2021 年の 5 億ドルから 2030 年には 50 億ドルに成長すると予想されています。 この 10 倍の拡大を推進しているのは、次の 2 つの主な傾向です。

• 人々と雇用主は、職場の安全性と人間工学の向上を望んでいます。
• 労働力不足は、人々がより効率的に働くことを困難にしています。

外骨格は、特にバッテリー駆動の場合、両方を可能にします。 突然、40ポンドを持ち上げることができる労働者。 単独で 200 ポンドを管理できます。 楽に。 航空機の整備や自動車の組み立てなど、重い負担を軽減します。 これは、外骨格の関節にあるギア ソリューションが、ユニットの重量と目前のタスクの負担を同期的に担い、着用者自身の身体の強度を高めているためです。

ティムケンのインダストリアル モーション グループの一員であるCone Driveは、コンポーネント ギア セットから完全なギア モーター アセンブリであるアクチュエータまで、これらのジョイントで使用される一連のハーモニック ギア ソリューションを設計および製造しています。

Cone Drive と 26 年間協力してきた Breakey 氏は、同社は数十年にわたるモーション コントロールの専門知識に基づいて、産業用ロボット業界で信頼されていると述べています。 その高調波ソリューションは、軽量、コンパクト、トルク密度の高い特性により、ハイエンドの外骨格アプリケーションに採用されています。

「バッテリー駆動の外骨格には、電気自動車と同様の課題があります」と彼は言います。 「1 回の充電で最大の航続距離、つまり生産性を実現する必要があります。これにより、軽量化が非常に重要になります。外骨格が人々によって着用されるという事実は、軽量化をさらに重要なものにします。」

質量を減らすために、Cone Drive のエンジニアは、標準のハーモニック ギア ドライブから始めて、設計を最適化し、同じ性能評価を維持しながら軽量化を図っています。 設計に固有の高いギア比は、より大きなトルク容量につながります。これは、外骨格関節が人間が着用するのと同じくらい柔軟であることを保証するために重要です。

外骨格における Cone Drive Harmonic Solutions® テクノロジー

高調波技術により、外骨格の正確な動きと位置決めが可能になります。 この機械的ギア システムにより、外骨格は作業者の体に合わせてより滑らかに動くことができるようになり、筋骨格への負担が軽減され、生産性が向上します。

Cone Drive Harmonic Solutions ギア ドライブは、独自の外骨格設計用にカスタマイズされており、他のソリューションよりも質量を最大 45% 削減します。 中央のボアホールにより、ケーブルと機器をギアに通すことができます。

隣接する機能がお客様に提供

新しい外骨格を市場に投入する競争は頭角を現しており、多くの開発者がその概念を証明しています。 最近のプロトタイプ フィールド テストでは、Cone Drive の顧客の 1 人が、商用航空やその他の産業用途で重量物を持ち上げるための外骨格を使用することの安全性と効率性の利点を実証しました。

より頑丈なロボティクスおよび外骨格用のSPINEA 精密サイクロイド ギア ドライブを含む、ギア ソリューションの継続的なエンジニアリング サポートを超えて、お客様は、ロボティクス用の磁気エンコーダーなどの隣接ソリューションを含む、Cone Drive の拡張された産業用モーション ポートフォリオを利用しています。

「エンコーダーはセンシング技術を使用して、人体の神経系と同じように動きを監視して反応します」と Breakey 氏は言います。 「センサーは人間の意図を検出し、関節の負荷を予測するため、システムは適切なタイミングで関節に十分な電力を供給できます。」

エンジニアリングに加えて、Cone Drive の製造能力は、急速な生産増強の先端にある新しい市場にとって重要です。 産業用外骨格だけでなく、患者の身体的リハビリテーションと可動性を改善するのに役立つ医療用外骨格の需要もすでに高まっています。

アプリケーション、サイズ、およびパフォーマンス要件に応じた業界の高度なカスタマイズは、生産サイクル時間に影響を与える可能性があります。 Cone Drive の機敏な製造ネットワークと柔軟なツーリングは、多くの差異を処理し、外骨格メーカーからの厳しい納期にも対応できることを意味します。

「外骨格は新しいものですが、私たちは 100 年前から存在しています」と Breakey 氏は言います。 「エンジニアは、Cone Drive が強力な技術および製造会社であることを知っています。彼らはティムケンとの関係を高く評価しています。それが市場における当社の安定性を強化するからです。彼らは、当社のすべてのソリューションに価値と完全性を期待できることを知っています。」

1 つのイノベーションが別のイノベーションにつながります。 ロボティクス向けの Cone Drive ハーモニック ソリューションが、同社の太陽光産業向けウォーム ギア技術の広範な開発にどのように着想を得たかをご覧ください。

Published: 2022/12/27