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工业工人的新原型外骨骼
2022年06月19日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

意大利理工学院(IIT Instituto Italiano di Tecnologia)和意大利劳工赔偿局(INAIL)的研究人员设计并制造了工业用可穿戴机器人外骨骼的创新原型,以使工业和制造业的工作更加安全。通过电机和人工智能算法,这些可穿戴机器人设备将帮助从事体力最为繁重任务的工人,大大减少多达40%的工作量,并降低工作事故和慢性职业病的百分比。研究人员开始在真实场景中测试原型,并计划进一步开发,以达到几年后将其推向市场所需的技术水平。

在意大利,影响肌肉骨骼系统的职业伤害是工作场所最常见的投诉:据INAIL报告,68%的职业伤害与肌肉骨骼系统有关。在这一比例中,最大的部分(约41%)涉及脊柱。

IIT和INAIL的研究人员正在共同努力,寻找可能在不久的将来帮助工人的解决方案。新的可穿戴机器人技术解决了最常见的关注领域:第一个名为Xotunk的机器人为下背部提供支撑;第二个是Xo肩部,目标是肩部;第三个是Xo肘部,加强肘部。研究人员研究了工人在执行特定任务时身体的力量分布和过度用力。利用这些信息,他们设计了外骨骼来应对这些压力,从而限制可能的肌肉骨骼损伤。与此同时,研究人员研究了人体与这三个外骨骼之间的相互作用,获得了重要信息,这将使他们能够改进原型,并为上市做好准备。

这三个原型是IIT的XoLab研究团队(可穿戴机器人、外骨骼和外套装实验室)在Jes领导下开展的协作控制论系统项目的成果煤在卡洛·德佩特里斯领导的INAIL工厂、产品和人为设施技术创新和安全部的合作与支持下,s Ortiz公司进行了全面的合作。

XoTrunk设计用于减少重量高达20 kg的重复负载提升动作的压力,更一般而言,它专门用于所有可能使操作员背部疲劳的工作。此外,它是同类设备中唯一能够为牵引操作提供支持的设备,牵引操作在物流部门非常常见。外骨骼重6.5公斤,装有两台总功率为200瓦、扭矩为30牛顿/米的电动机。XoTrunk还可以与XoKnee协同使用,XoKnee是一种连接到机器人的软外骨骼,在重复的负载提升任务中为操作员提供更大的支持。

XoAnsweal的开发是为了满足那些在日常工作中努力工作的人的需要。典型的情况是机械车间的情况,操作员在放置在汽车升降机上的车辆下工作,并且由于必须将重型工具长时间保持在高于肩部水平的位置,因此肩部疲劳。该原型重约7.7 kg,配有两个70瓦的电机,每个电机的扭矩为12 N/m,目前从机电和控制角度来看,它代表了一种独特的设计。

XoElbow是一款原型,可帮助将重物提升到靠近操作员身体的位置。其应用的一个例子是将重型轮胎提升到汽车升降机上的汽车上。它配备了与XoBeall相同的电机,重量约为7 kg。与XoSoulk类似,该设备在外骨骼领域具有独特的特性。

这三种可穿戴机器人均由通常用于航空航天应用的工程塑料和铝合金制成,它们设计用于主要工业环境,在这些环境中,男性和女性操作员都可能对其肌肉骨骼系统施加过大压力:制造、维护、食品加工、物流、建筑和农业。

这些原型使用人工智能算法根据工作类型和执行方式提供适当的帮助。所有这些设备的另一个共同特点是透明度,也是此类设备的基本特征。事实上,机器人不应该阻碍或限制移动,而应该只在最苛刻的任务中使用,为工人的肌肉骨骼系统提供支持。

目前,Xotrank正在选定的公司进行初步测试,以进行现场试验,并通过今年启动的IIT启动项目(Proteso),预计将在未来几个月投放市场。Xo肘部和XoHealk将在接下来的几个月内开始他们的真实场景测试,预计它们将在未来几年内上市。

标签:工业机器人机器人机械应用技术中心配件与装备系统及软件
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