机器人外骨骼:为了更美好的生活品质。

来自奥克兰市(新西兰)的一家公司研制出了一种革命性的机器人技术,可帮助那些行动不便的患者重新站立起来:这就是Rex Bionics公司的机器人外骨骼。内置的maxon电机可确保各部件协调运动。

海登·艾伦是一名来自新西兰的普通青年。在遭遇了摩托车事故后,他的脊椎受到严重的创伤,之后他只能坐在轮椅里面。医生告诉他,他永远再不能下地行走。但奇迹发生了。海登成为世界上首批机器人外骨骼(Rex)的受益者之一。当他第一次使用机器人仿生腿时,他的朋友提醒他在走路的时候不要老是盯着自己的脚。“但是我真没有办法控制自己不去看我的脚”,海登这样描述他在Rex的帮助下迈出的第一步(请观看视频/QR码)。机器人仿生腿帮助他恢复了生活质量并带来了新的生活前景。对他来说,他又能去那些之前难以接近的地方。而且作为一名机械师,他又可以重返工作岗位并参加各种各样的休闲娱乐活动。

在大约九年以前,Rex Bionics公司的两位创建者Richard Little和Robert Irving首次提出了打造这类机器人仿生腿的创意。原因很简单:Robert Irving当时被确诊患有多发性硬化症,他明白总有一天自己也不得不坐上轮椅。此外,两人的母亲都是轮椅使用者,因此他们比大多数人更能体谅残障人士的不便。两人决定运用他们的工程学知识来服务于那些不良于行的人士,研制一种可帮助他们摆脱轮椅、重新站立行走的机器。该公司就这样在新西兰诞生了。

为什么选择机器人外骨骼?
机器人外骨骼可从外部为人体提供支撑。外骨骼设计用于帮助那些不良于行的人重新站立行走,并增强他们的力量和耐力。Rex能帮助他们重新站立、行走、起身、转身并自行坐下。甚至可以助其完成侧身动作、上下楼梯和在坚硬平坦的表面上(包括上下斜坡)行走。该款仿生腿虽然不能完全取代轮椅,但用户却能在它的帮助下重新站起来。对于这些人士来说,仅仅是在谈话时能再次平视对方,就已经是一种非常奇妙的经历。“通过先进的技术以及对功能、外形和可用性的不断改进,我们希望能在全球范围内为更多人提供帮助。用户在使用Rex时所流露的欣喜和难以置信的表情使我们万分激动,这也是整个Rex团队的动力源泉”,公司创建者之一的Richard Little这样告诉我们。

在Rex Bionics公司的两个生产基地目前共生产两种型号的Rex外骨骼,以满足不同的需求。“Rehab Rex”专供康复中心使用。“Rex”则针对私人用户设计,以帮助他们完成那些在轮椅中无法完成的工作。据Richard Little介绍,在研发过程中遇到的最大挑战便是设计出极其复杂,但同时重量极轻的机器人平台。此外,还需要满足的一个基本前提条件就是要使用户受限的身体条件能与安装在外部的机器人仿生腿完美协调,并能保证安全站立和运动。

整套设备重38公斤,无需用户分担任何重量。该设备动力系统由内置且可拆卸的电池提供,该电池可持续运行两个小时。Rex通过控制杆和控制面板控制–而其它外骨骼则常常需要通过传感器进行控制。使用控制杆操作的一大优势在于,无需运动或神经功能便能使外骨骼移动。使用Rex每分钟大约能行走3米,速度虽然不算太快,但对于用户来说却是一大进步。而且用户不会失去“依靠”–无论处于接通还是关闭状态,外骨骼设备始终稳如泰山,这样即使是在一个繁忙的环境中(例如体育赛事或音乐会),用户也无需担心因人群推搡而摔倒。Rex也不需要额外的支撑辅助工具(例如拐杖),用户可以自由运用其手臂。

十台强大的电机确保运动过程安全性
Rex是一台极其复杂的机电设备–每个外骨骼都拥有上千个精密零件,包括通过由29个微型控制器组成的网络进行控制的仿生腿部件。Rex中的微型控制器采用特殊布局设计,使设备能在几秒内运动起来并作出反应。与此同时又能让Rex用户感觉运动均匀流畅。确保运动过程平稳流畅的“功臣”便是maxon电机。

这些电机能保证部件的所有运动均采用完全相同的方式,就像真正的人腿一样。每台外骨骼上都安装有十台DC RE 40 maxon电机。RE 40功率为150瓦,效率高达90%。这种机械换向的直流电动机具有扭矩性能低、动态范围高、转速范围极宽且使用寿命长的特点。该电机的核心部件是获得国际专利的无铁芯绕组,能确保驱动的无顿转运行。Rex Bionics正是看中了maxon电机的这些优秀品质,因为Rex是一种高度敏感的医疗产品,确保人员安全更是重中之重。

电机所面临的最大挑战在于:要同时满足对质量、尺寸和性能的要求。新西兰目前约有18名用户正在使用Rex,而且每个月都有新的受益者,他们对Rex的评价可以通过Mitch Brogan的话来总结:“我高兴得不能自已,因为我知道,我的生活已焕然一新。”

 © maxon motor ag

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