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Der ultimative Zweck der Technologie besteht darin, das Leben der Menschen zu verbessern. In diesem Video freuen wir uns sehr, eine bedeutungsvolle Anwendung von CubeMars im Bereich der Gesundheitsversorgung vorzustellen. Ein Forschungsteam der kanadischen Universität Sherbrooke (Université de Sherbrooke) hat erfolgreich ein innovatives Rehabilitationsgerät entwickelt, das speziell für Patienten mit Muskelatrophie konzipiert wurde.
Durch die Integration der CubeMars AK10-9 und AK80-64 Roboter-Gelenkmotoren erreicht das Gerät eine ideale Balance zwischen einem „kompakten Design“ und einer „hohen Drehmomentleistung“. Dadurch können Patienten sichere und präzise passive sowie aktive Dehnungsübungen zur Rehabilitation durchführen. Dieses Projekt zeigt das enorme Potenzial der Robotik im Bereich der medizinischen Rehabilitation.
Projekt Herausforderung: Das „Raum- und Leistungsparadoxon“ medizinischer Rehabilitationsgeräte
Bei der Dehnungsrehabilitation von Patienten mit Muskelatrophie basiert die traditionelle Physiotherapie häufig auf manuellen Techniken durch Therapeuten. Dieser Ansatz erfordert nicht nur viel Personalaufwand, sondern macht es auch schwierig, die ausgeübte Kraft zu quantifizieren und dauerhaft konstant zu halten. Die Entwicklung eines automatisierten Rehabilitationsroboters stellt daher äußerst anspruchsvolle technische Herausforderungen dar:
Extreme Einschränkungen bei Größe und Gewicht: Rehabilitationsgeräte müssen häufig nah am Körper des Patienten eingesetzt werden (z. B. als tragbare Geräte oder Bettassistenzsysteme). Der verfügbare mechanische Bauraum ist äußerst begrenzt, und das Gerät selbst muss leicht sein, um zusätzlichen Druck oder Unbehagen für den Patienten zu vermeiden.
Der Widerspruch zwischen hohem Drehmoment und kompakter Bauweise: Das Dehnen geschwächter Muskeln und Gelenke erfordert eine kontinuierliche und stabile Kraftabgabe. Herkömmliche Motoren werden jedoch oft groß und schwer, wenn sie ein ausreichendes Drehmoment liefern sollen.
Medizinische Sicherheit und Nachgiebigkeit: Die Muskeln und Gelenke von Patienten sind sehr empfindlich. Das Gerät darf daher niemals eine zu starke oder starre Kraft ausüben. Der Motor muss eine extrem präzise Kraftregelung sowie eine hohe Nachgiebigkeit bieten, um den Widerstand des Patienten in Echtzeit zu erfassen und sicher darauf zu reagieren.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, führte das Forschungsteam der Universität Sherbrooke eine sorgfältige Auswahl durch und entschied sich schließlich für die CubeMars AK10-9 und AK80-64 Motoren als zentrale Antriebseinheiten des Rehabilitationsgeräts. Ihre wichtigsten Vorteile im medizinischen Einsatz sind:
1. Hervorragende Drehmomentdichte zur Überwindung räumlicher Einschränkungen: Die AK10-9 und AK80-64 integrieren einen leistungsstarken bürstenlosen Motor, ein präzises Planetengetriebe und einen FOC-Treiber in ein äußerst kompaktes Aluminiumgehäuse.Diese außergewöhnlich hohe Leistungsdichte ermöglicht es den Forschern, eine leistungsstarke Antriebseinheit in einem sehr kleinen Robotergelenk unterzubringen. Dadurch können Größe und Gewicht des gesamten Rehabilitationsgeräts deutlich reduziert und gleichzeitig der Komfort für Patienten verbessert werden.
2. Medizinische Präzisionskraftregelung und extrem sanfte Bewegung: Bei Rehabilitationsübungen müssen ruckartige Bewegungen und ungleichmäßige Kräfte vermieden werden. CubeMars Motoren verwenden fortschrittliche FOC-Technologie (Field-Oriented Control) und bieten ein extrem niedriges Rastmoment sowie eine hohe Drehmomentregelungsbandbreite. Dadurch kann der Motor besonders sanft anlaufen und stoppen und Dehnungsbewegungen mit einer Präzision im Millimeter- und Millinewtonmeter-Bereich ausführen. Patienten erleben dadurch eine sanfte und kontinuierliche Unterstützung anstelle eines mechanischen Ziehens oder erzwungenen Bewegens.
3. Hohe Integration vereinfacht die Mechanik und verbessert die Zuverlässigkeit: Herkömmliche Rehabilitationsgeräte benötigen häufig komplexe Kombinationen wie „Motor + Getriebe + Encoder + Treiber“. Dies beansprucht nicht nur wertvollen Bauraum, sondern erhöht auch die Anzahl potenzieller Fehlerquellen. Das integrierte Gelenkdesign von CubeMars ermöglicht eine Plug-and-Play-Integration und vereinfacht die mechanische Verkabelung sowie den Montageprozess erheblich. Dadurch können sich Forschungsteams stärker auf die Entwicklung von Rehabilitationsalgorithmen und ergonomischen Designs konzentrieren.
In diesem Video können Sie die herausragende Leistung der CubeMars Motoren in medizinischen Rehabilitationssystemen direkt erleben:
Demonstration des Gerätebetriebs:Eine Nahaufnahme des mit AK10-9 und AK80-64 Motoren ausgestatteten Rehabilitationsroboters zeigt besonders gleichmäßige und leise Dehnungsbewegungen.
Einblick in die kompakte Struktur:Entdecken Sie die kleinen Gelenkmodule im Inneren des Geräts und erfahren Sie, wie CubeMars Motoren auf begrenztem Raum ein hohes Drehmoment erzeugen.
Einblicke in das Forschungskonzept:Das Team der Universität Sherbrooke zeigt, wie es mithilfe der Antriebslösungen von CubeMars fortschrittliche Rehabilitationskonzepte in zuverlässige technische Anwendungen umgesetzt hat.
Q1: Welche besonderen Anforderungen stellen medizinische Rehabilitationsroboter an Gelenkmotoren?
A: Im Gegensatz zu Industrierobotern, bei denen „absolute Präzision und Geschwindigkeit“ im Vordergrund stehen, legen medizinische Rehabilitationsroboter besonderen Wert auf Sicherheit, Nachgiebigkeit (Fähigkeit zur Impedanzregelung), geringe Geräuschentwicklung sowie eine kompakte und leichte Bauweise. Dank hochauflösender Encoder und optimierter Steuerungsalgorithmen erfüllen die CubeMars AK-Serienmotoren die Anforderungen an eine medizinische, nachgiebige Kraftregelung ideal.
Q2: Ist der Motor sicher, wenn ein Patient während der Dehnung plötzlich Schmerzen verspürt und Widerstand leistet?
A: Ja. CubeMars Motoren unterstützen hochfrequente Drehmoment-Rückmeldung und Impedanzregelungsmodi.Wenn das System einen ungewöhnlichen Anstieg des externen Widerstands erkennt (z. B. durch Muskelkrämpfe oder bewussten Widerstand des Patienten), kann die Steuerung sofort reagieren und den Motor in einen nachgiebigen Folgemodus oder einen sicheren Stoppzustand versetzen.Dadurch wird das Risiko einer sekundären mechanischen Verletzung erheblich reduziert.
Ob Rehabilitationsgeräte für Muskelatrophie, Exoskelette für die unteren Gliedmaßen oder unterstützende Roboterarme für die oberen Gliedmaßen – CubeMars bietet kompakte Aktuatorlösungen mit hoher Leistungsdichte und hoher Sicherheit.
[Mehr über die technischen Daten und Abmessungen des CubeMars AK10-9 erfahren]
