外骨骼機(jī)器人將為人類“改變生活”

　　MarsiBionicsS.L.公司是一家領(lǐng)先的科技型初創(chuàng)企業(yè)，位于西班牙馬德里。

　　這家公司設(shè)計(jì)和制造用于醫(yī)療應(yīng)用的定制外骨骼機(jī)器人，以期未來取代許多患者每天依賴的輪椅。

　　數(shù)以百萬計(jì)的人患有截癱、腦性癱瘓和脊髓性肌萎縮癥(SMA)等神經(jīng)生理疾病。采用被動(dòng)式輔助工具（如手杖、拐杖和助行器）進(jìn)行神經(jīng)功能康復(fù)治療，對(duì)于改善因這些疾病造成的行動(dòng)不便至關(guān)重要。

　　得益于機(jī)器人技術(shù)的最新進(jìn)展，我們現(xiàn)在能夠使用主動(dòng)式外骨骼機(jī)器人進(jìn)行治療，以支撐患者的身體，并大大改善治療效果。

　　MarsiBionics公司制造的外骨骼機(jī)器人能夠使肢體殘障人士自由站立、移動(dòng)及與周圍環(huán)境互動(dòng)。

　　MarsiBionics選用雷尼紹關(guān)聯(lián)公司RLS提供的新型磁編碼器技術(shù)，打造出兩款新產(chǎn)品：兒童用ATLAS2030外骨骼機(jī)器人和成人用MB-ActiveKnee(MAK)單關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)器人。

　　挑戰(zhàn)

　　ATLAS2030外骨骼機(jī)器人的每肢有高達(dá)六個(gè)自由度。使用者穿戴外骨骼機(jī)器人能夠執(zhí)行獨(dú)立和自發(fā)動(dòng)作，例如行走和坐下。

　　MarsiBionics公司的MAK項(xiàng)目研發(fā)工程師兼經(jīng)理AlbertoPlaza先生，介紹了在人形外骨骼機(jī)器人應(yīng)用中對(duì)編碼器的嚴(yán)苛要求：

　　“我們?cè)陂_發(fā)外骨骼機(jī)器人時(shí)遇到的最大挑戰(zhàn)是能否可靠地獲取準(zhǔn)確的參考角度位置，因?yàn)闄C(jī)器人的結(jié)構(gòu)具有多種變化，導(dǎo)致設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化和組裝非常復(fù)雜。

　　以前，我們使用自己的定制PCB編碼器，將這些編碼器完全連接到MAK和ATLAS外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)上。但是這樣經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問題，因?yàn)殛P(guān)節(jié)電機(jī)產(chǎn)生的雜散磁場(chǎng)會(huì)干擾磁編碼器，導(dǎo)致讀數(shù)錯(cuò)誤。

　　在設(shè)計(jì)ATLAS和MAK外骨骼機(jī)器人時(shí)，我們決定在不影響性能的前提下，針對(duì)編碼器等關(guān)節(jié)組件采用最緊湊的設(shè)計(jì)，因?yàn)槲覀兠鎸?duì)的空間限制很大。

　　另一個(gè)考慮因素是功能性：我們需要采用絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器，以確保即使在斷電之后，也始終能夠可靠地知道每個(gè)軸的角度位置?！?/p>

　　左：MarsiBionics的MB-ActiveKnee單關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)器人

　　右：MarsiBionics的兒童用ATLAS2030外骨骼機(jī)器人

　　解決方案

　　MarsiBionics為ATLAS外骨骼機(jī)器人選擇了RLSOrbis編碼器，為MAK膝關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)器人選擇了RLSRM08編碼器。

　　Orbis編碼器是一款元件級(jí)絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器，設(shè)計(jì)用于空間受限的應(yīng)用：它采用通孔設(shè)計(jì)，可以直接安裝在關(guān)節(jié)電機(jī)軸上。

　　兩種編碼器均具有重量輕、體積小、慣性小的特點(diǎn)；采用非接觸、無摩擦設(shè)計(jì)以消除機(jī)械磨損；并且具有高角度分辨率和高精度，可確保出色的伺服性能。

　　結(jié)果

　　采用RLS磁編碼器，MarsiBionics能夠設(shè)計(jì)和制造外骨骼矯形設(shè)備，幫助改善患有SMA、多發(fā)性硬化和中風(fēng)偏癱等疾病的患者的生活質(zhì)量。

　　Plaza先生總結(jié)道：

　　“實(shí)現(xiàn)設(shè)備的每個(gè)關(guān)節(jié)的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)和精確位置至關(guān)重要。就這一點(diǎn)而言，編碼器采集的數(shù)據(jù)是生成參考位置的基礎(chǔ)。RLS和雷尼紹針對(duì)我們的應(yīng)用提供了最佳的編碼器反饋解決方案?！?/p>