Строительный экзоскелет: от кино-фантастики до реальных моделей

После того, как в одном из научно-фантастических фильмов был показан гигантский робот-погрузчик, ученые из разных стран мира задумались о возможности создания силового экзоскелета для людей. Эта конструкция значительно расширяет человеческие возможности. Он незаменим для медработников, осуществляющих уход за престарелыми людьми, спортсменов, представителей военных профессий, людей с ограниченными возможностями, а также грузчиков и строителей, которым приходится поднимать и переносить различные тяжести.

Экзоскелет не только снижает нагрузку на позвоночник при подъеме грузов, но и облегчает труд спасателей, которым необходимо извлекать пострадавших из-под завалов, а также является хорошим подспорьем для марафонцев-бегунов и спортсменов-тяжелоатлетов. Многие научно-инженерные компании мира занялись разработкой серийной модели полноразмерного гражданского экзоскелета. Заслуживает внимания продукция известной компании Panasonic, которая освоила серийное производство экзоскелетов для строительных и других целей.

Конструктивные особенности экзоскелета

На протяжении последних четырех лет компания Panasonic занимается изготовлением различных модификаций экзоскелетов, предназначенных для рабочих строительных специальностей, работников логистических центров, заводов, фабрик и сельскохозяйственных предприятий. Устройство, снижающее нагрузку на спину при работе с тяжестями, получило название «надеваемого робота». Выход этой продукции на рынок ознаменовал старт новой эры в робототехнической отрасли.

Экзоскелет хотя и выпускается серийно, но для большинства людей он по-прежнему является новинкой, позаимствованной из научно-фантастического фильма. Именно поэтому, мало кто имеет представление о конструкции «надеваемого робота» и его принципе действия. Давайте разберемся.

Начнем с конструктивных особенностей и характеристик. Для изготовления экзоскелета применяется особо прочное углеродное волокно. Масса первой модели вспомогательного устройства марки AWN-02 составляла порядка семи килограмм. Емкость аккумулятора позволяла работать на протяжении двух с половиной часов. Максимальный вес переносимого груза достигал 15 кг.

В результате модернизации устройства, масса экзоскелета снизилась вначале до шести, а затем до четырех с половиной килограмм. При этом продолжительность автономной работы достигла восьми часов. Экзоскелет укомплектовали электромотором и аккумуляторной батареей фирмы Panasonic. Снизить массу удалось за счет применения полимерного каркаса вместо металлического, а также благодаря установке более компактного электромотора и аккумулятора.

Инновационное устройство состоит из двух шарнирно соединенных частей, связанных между собой приводом от электромотора. Крепление нижней части осуществляется ремнями на уровне талии. Верхняя часть фиксируется к грудной клетке. Принцип работы довольно простой. При наклоне туловища человека для подъема того или иного предмета, поступает команда на встроенный двигатель, который помогает разогнуться с грузом в руках. При этом существенно снижается нагрузка на позвоночник.

Отслеживание положения тела пользователя в пространстве осуществляется локационными сенсорами. Контроллер экзоскелета работает по встроенному алгоритму, предугадывая возможность дальнейших действий. Снижение нагрузки на человеческие мышцы обеспечивается благодаря синхронной работе двигателей, выполняющих дублирующую функцию.

Знакомство с модельной линейкой

В недавно опубликованном видео представлено три типоразмера устройств:

• первая модель Assist Suit компании Panasonic предназначена для работников производственных предприятий и складов. Ее легко отличить по зеленовато-фиолетовому вспомогательному панцирю. Он разгружает поясничную область почти на 15 кг. Устройство может работать без перезарядки на протяжении восьмичасовой смены;
• вторая модификация названа «Ниндзя» и имеет марку PLN-01. Она предназначена для курьеров, бегунов и других людей, которым необходимо много передвигаться. Подошвы оборудованы датчиками движения, а в области талии установлено два мотора, облегчающих передвижение;
• третий тип устройства Power Loader создан специально для строителей и спасателей. Он имеет некоторое сходство с экзоскелетом P-5000 Power Loader, который был показан в известном фантастическом фильме «Чужой».

Устройства от компании Panasonic не являются объектами фантастики, так как они уже серийно выпускаются.

«Надеваемый робот» является не дешевым устройством – его стоимость составляет порядка восьми тысяч долларов. Ориентировочные объемы продаж достигнут порядка тысячи устройств ежегодно. В ближайших планах выпуск нового поколения экзоскелетов, грузоподъемность которых достигнет 80 кг.

Благодаря новому устройству, труд людей станет намного легче и позволит изменить целые отрасли. Несомненно, за экзоскелетами большое будущее!

Филонцев Виктор Николаевич

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках — 12 лет, из них 8 лет — за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

{} [+]

Имя*

Email*

{} [+]

Имя*

Email*

0 Комментарий

Inline Feedbacks

View all comments