Здесь представлена работа посвященная способам рекуперации энергии при движении эккзоскелета.Это позволит солдатам в поле, а также всем носителям тяжелых ранцев и вещмешков удерживать более тяжелые грузы, испытывая меньшие мышечные напряжения и меньшую усталость.

Студент: Ракель Ригер (Rachel Rieger)
Руководитель: Джейкоб Розен (Jacob Rosen)
Университет: UC Davis
Год: 2011

Экзоскелеты нижних конечностей являются ключевым продуктом в военных исследованиях, так как они позволяют солдатам переносить тяжелые грузы, не испытывая при этом на себе их тяжести. Существующие экзоскелеты нижних конечностей получают питание либо от газа, либо от батарей, и поэтому не могут быть практичными для длительного использования. Целью моего исследования была механическая модернизация пневматической системы экзоскелета LEX (экзоскелет нижней конечности, разработанный при Калифорнийском университете) с целью сбора энергии, принятой от коленного и голеностопного суставов во время цикла ходьбы (походки) человека и ее выброс назад через тазобедренные и голеностопные суставы в качестве восстановленной энергии.

Цикл походки состоит из управляемых падений, которые, по сути, являются толчком вперед. Используя такой толчок и гравитацию, эта энергия можно собрать в периоды осуществления суставами сгиба. Эта передача энергии достигается сжатием пневмоцилиндров в коленях и голеностопах в определенных точках цикла походки и сохранением ее в баке коллектора. Сжатый воздух затем выпускается через различные промежутки времени к тазобедренным и голеностопным суставам, расширяя соответствующие пневмоцилиндры для создания движения вперед. Расчет времени работы клапанов был основан на оценке плавности движений LEX и количества работы, которое он может произвести. Мгновенный выпуск давления вызвал бы толчкообразное движение с максимальным количеством работы, в то время как более длительный выпуск позволяет получить на выходе меньше работы и более плавную ходьбу.

Повторно используя энергию от коленных и голеностопных суставов, LEX сможет удерживать часть груза пользователей экзоскелета без какого-либо пневматического питания или ограничения по времени. Энергия, собранная от колена, будет выпускаться в тазобедренный сустав, а энергия, полученная от голеностопа, вернется назад в голеностоп. При помощи такого баланса, около 10% всей энергии, необходимой для удержания тяжелого груза, будет приходиться на восстановленную энергию. Это позволит солдатам в поле, а также всем носителям тяжелых ранцев и вещмешков удерживать более тяжелые грузы, испытывая меньшие мышечные напряжения и меньшую усталость.

Категория: LEX | Нет комментариев »

Комментарии