Какую Роль Играют Функциональные Текстильные Анкерные Устройства В Разработке Мягких Экзоскелетов? Максимизация Передачи Силы

В разработке мягких экзоскелетов эффективность системы определяется интерфейсом. Функциональные текстильные анкерные устройства, такие как обертывания для икр и полужесткие стельки, действуют как критически важный механический мост между роботизированным оборудованием и человеком-пользователем. Их основная роль заключается в том, чтобы служить точками крепления для передачи натяжения, обеспечивая эффективное приложение силы, генерируемой системой, к телу.

Эффективные мягкие экзоскелеты требуют бесшовной передачи энергии от машины к человеку. Эти текстильные якоря разработаны для равномерного распределения вспомогательных нагрузок по конечности, увеличения крутящего момента в суставах при сохранении естественной амплитуды движений пользователя.

Механика передачи силы

Действуя как основной интерфейс

Основная инженерная задача в мягкой робототехнике — передача силы без жесткой рамы. Анкерные устройства решают эту проблему, функционируя как необходимый механический интерфейс.

Они соединяют приводы ( «мышцы» робота) с костной структурой пользователя. Без этих якорей нет стабильной точки, от которой система могла бы отталкиваться или тянуть.

Распределение вспомогательных нагрузок

Концентрация силы на небольшой площади мягких тканей может вызвать боль или травму. Эти устройства специально разработаны для равномерного распределения вспомогательных нагрузок по поверхности конечности.

Такое распределение предотвращает точки давления и обеспечивает широкое приложение силы, делая помощь комфортной и устойчивой в течение длительного времени.

Взаимодействие с физиологией человека

Параллельное усиление крутящего момента

Эти устройства разработаны для работы параллельно с мышцами тела, особенно в областях с параличом или слабостью.

Зеркалируя путь биологических мышц, якоря позволяют экзоскелету генерировать дополнительный крутящий момент в суставах. Это дополняет остаточную силу пользователя, а не полностью заменяет ее.

Сохранение естественной амплитуды движений

Ключевым отличием мягких экзоскелетов является их гибкость. Анкерные устройства сконструированы так, чтобы обеспечивать поддержку, не создавая жесткой клетки.

Они позволяют пользователю сохранять естественную амплитуду движений, гарантируя, что роботизированная помощь не будет непреднамеренно ограничивать свободу движений суставов во время движений без помощи.

Понимание компромиссов

Баланс гибкости и стабильности

Хотя эти устройства обеспечивают превосходный комфорт по сравнению с жесткими системами, они сталкиваются с особой проблемой: управление натяжением.

Поскольку они изготовлены из текстиля, они должны быть достаточно плотными для передачи силы без проскальзывания, но достаточно свободными, чтобы не нарушать кровообращение или не вызывать потертости кожи.

Зависимость от посадки

Эффективность распределения нагрузки полностью зависит от посадки якоря.

Если устройство не идеально повторяет контуры конечности, «равномерное распределение» нагрузок не происходит, что может привести к неэффективной передаче крутящего момента или дискомфорту при высоких нагрузках.

Сделайте правильный выбор для вашего дизайна

Чтобы максимизировать эффективность мягкого экзоскелета, вы должны согласовать стратегию крепления с конкретными потребностями пользователя.

Если ваш основной фокус — реабилитация: Отдавайте предпочтение якорям, которые точно совпадают с парализованными группами мышц, чтобы эффективно дополнять крутящий момент в суставах.
Если ваш основной фокус — мобильность пользователя: Убедитесь, что текстильный дизайн минимизирует объем и жесткость, чтобы полностью сохранить естественную амплитуду движений суставов.

Успех мягкого экзоскелета в конечном итоге зависит от того, насколько хорошо текстильный якорь преобразует механическую силу в биологическое движение.

Сводная таблица:

Функция	Функция в мягких экзоскелетах	Преимущество для пользователя
Анкерное крепление натяжения	Действует как механический интерфейс для приводов	Обеспечивает стабильное и эффективное приложение силы
Распределение нагрузки	Распределяет вспомогательные нагрузки по поверхности конечности	Предотвращает точки давления и раздражение кожи
Усиление крутящего момента	Работает параллельно с биологическими мышцами	Увеличивает силу суставов для слабых или парализованных конечностей
Текстильная гибкость	Нежесткие конструкционные материалы	Сохраняет естественную амплитуду движений пользователя

Улучшите свои инновации в обуви с 3515

Являясь ведущим крупномасштабным производителем, обслуживающим мировых дистрибьюторов и владельцев брендов, 3515 предоставляет техническую экспертизу и производственные мощности, необходимые для передовых решений в области обуви. Независимо от того, разрабатываете ли вы передовые защитные ботинки, тактические ботинки или специализированные тренировочные кроссовки, наши комплексные производственные возможности гарантируют, что ваша продукция будет соответствовать самым высоким стандартам производительности и комфорта.

Наша ценность для вас:

Флагманская экспертиза: Серия защитных ботинок — лидер рынка, разработанная для экстремальной долговечности.
Разнообразный портфель: От официальной классической обуви до высокопроизводительной обуви для активного отдыха и спортивной обуви.
Масштабируемое производство: Надежная поддержка цепочки поставок для эффективного удовлетворения крупномасштабных оптовых заказов.

Готовы воплотить в жизнь ваши специализированные концепции обуви? Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваш проект!

Ссылки

Lizeth H. Sloot, Conor J. Walsh. Effects of a soft robotic exosuit on the quality and speed of overground walking depends on walking ability after stroke. DOI: 10.1186/s12984-023-01231-7

Эта статья также основана на технической информации из 3515 База знаний .