Transmission ondulée pour exosquelettes

Que ce soit dans le domaine de la technologie médicale, de l'industrie, de la logistique ou de l'artisanat, les exosquelettes ouvrent de nouvelles perspectives. Ils facilitent les mouvements, voire les rendent possibles, réduisent la charge physique et garantissent davantage de sécurité, de stabilité et d'endurance. Cependant, reproduire le système musculo-squelettique humain au plus haut niveau est un véritable défi et impose des exigences élevées à la technologie des transmissions, notamment en termes de compacité, de densité de puissance, d'absence de jeu, de sécurité et de robustesse. Les transmissions à arbre offrent ici des avantages évidents.

Les transmissions à arbre sans jeu sont une solution idéale pour les exosquelettes

Les transmissions par arbre fonctionnent sans jeu, réagissent de manière dynamique et offrent une densité de couple élevée. Cela permet de réaliser des unités d'entraînement compactes, légères et performantes, ce qui est particulièrement avantageux pour les exosquelettes dont l'espace de montage est limité. Leur fonctionnement silencieux et sans à-coups augmente le confort de port. La capacité de surcharge élevée augmente également la fiabilité de fonctionnement. De plus, grâce à leur conception avec peu de points de contact sujets à l'usure, ils nécessitent peu d'entretien.

Exigences et avantages des réducteurs à arbre creux dans les exosquelettes

Densité de couple élevée L'espace
d'installation limité et les contraintes de poids exigent des réducteurs compacts à haute densité de puissance. Les réducteurs à arbre permettent des rapports de transmission et des couples élevés tout en étant de petite taille, ce qui favorise la réalisation de systèmes légers et portables.

Absence de jeu et grande précision de positionnement
Comme la transmission agit directement sur les articulations de la hanche, du genou ou de l'épaule, elle influence directement la précision du mouvement. Les transmissions à arbre sans jeu garantissent un positionnement précis et une grande répétabilité. Cela assure des mouvements stables et reproductibles, même en cas de changements de direction et de charges variables.

Rigidité torsionnelle
élevée Une rigidité torsionnelle élevée minimise les torsions sous charge. Ainsi, la force est transmise directement même en cas de couples articulaires élevés et le mouvement articulaire reste précis.

Haute résistance à la surcharge
Les mouvements dynamiques ou les charges inattendues entraînent des pics de charge. La réserve de surcharge élevée contribue à éviter les dommages et l'usure prématurée. Cela augmente la fiabilité en utilisation continue.

Rétroaction
définie Une rétroaction définie permet la retransmission des couples de l'articulation au système d'entraînement. Les réducteurs Nabtesco offrent un couple de rétroaction réglable. Cela permet d'adapter de manière ciblée l'interaction entre l'exosquelette et l'utilisateur.

Longue durée de vie et absence d'entretien
Les exosquelettes sont conçus pour un nombre élevé de cycles. Les réducteurs à arbre creux Nabtesco sont conçus pour une utilisation continue et ne nécessitent aucun entretien. Cela réduit les temps d'arrêt et simplifie le fonctionnement.

Exemple d'application : projet RISE de l'université technique de Berlin
Pour l'exosquelette actif du projet étudiant RISE de l'université technique de Berlin, nous avons co-développé six actionneurs sur notre site de Limburg (Lahn), trois de chaque côté du corps : deux au niveau de la hanche (1x flexion/extension et 1x abduction/adduction) et un au niveau du genou (flexion/extension). Au total, trois types d'actionneurs sont utilisés dans deux constructions différentes (genou/hanche) et plusieurs rapports de transmission. Le projet était axé sur des délais de développement courts, une masse réduite et une conception compacte. 

Les entraînements électromécaniques intégrés se composent d'un réducteur à arbre creux, d'un moteur électrique et de capteurs de position. Ils permettent des couples élevés dans un espace d'installation limité et répondent aux exigences en matière d'absence de jeu, de rétroaction et de capacité de surcharge. Les réducteurs à arbre creux sont fabriqués selon les normes automobiles et sont conçus pour une longue durée de vie. Il en résulte des mouvements dynamiques et précis avec un maximum de sécurité.

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