CubeMars alimente un exosquelette de genou à rigidité variable

Au cours des dernières décennies, les exosquelettes robotiques et les dispositifs portables ont connu un développement rapide, devenant des outils essentiels dans la rééducation et l’assistance à la mobilité. Dans la rééducation du genou, les exosquelettes offrent un soutien actif et des fonctionnalités améliorées, augmentant l’efficacité de la récupération des patients tout en réduisant la charge de travail des kinésithérapeutes.

Recherche de l’Université Khalifa

Une équipe de recherche de l’Université Khalifa a développé un nouvel exosquelette de genou à compliance réglable, répondant aux limites des systèmes traditionnels qui n’offrent souvent qu’une plage de rigidité étroite ou une réponse lente. Cette nouvelle conception permet un ajustement de la rigidité en temps réel tout au long du cycle de marche, reproduisant avec précision la variation naturelle de la rigidité du genou humain.

Des études montrent que, lors de la marche normale, l’articulation du genou nécessite une plage de mouvement d’environ 10° à 105°, avec des exigences de couple passant d’environ 40 N·m sur terrain plat à plus de 100 N·m lors de la descente d’escaliers. La rigidité du genou elle-même fluctue de manière significative au cours du cycle de marche — atteignant jusqu’à 450 N·m/rad au début de la phase d’appui et descendant à environ 30 N·m/rad à la fin de la phase de soutien. La conception de l’Université Khalifa répond avec succès à ces exigences biomécaniques, offrant une plage de rigidité optimale de 30 à 450 N·m/rad.

Le rôle du CubeMars AK80-64 KV80

Pour atteindre ces performances, le système intègre le CubeMars AK80-64 KV80 Le moteur d’exosquelette est intégré comme actionneur externe à couple élevé pour entraîner l’actionneur à rigidité variable (VSA). L’AK80-64 fournit la précision et la puissance nécessaires pour reproduire la mécanique naturelle du genou :

• Densité de couple élevée – Format compact avec une sortie puissante, idéal pour les exosquelettes des membres inférieurs.

• Contrôle précis – Permet des transitions de rigidité rapides au début du cycle de marche et des ajustements plus fluides pendant la phase de balancement.

• Efficacité énergétique – Prolonge l’autonomie et réduit la consommation d’énergie pendant les séances de rééducation.

• Intégration transparente – La conception modulaire simplifie l’intégration dans les systèmes d’exosquelettes robotiques.

Validation expérimentale et résultats

Les tests ont confirmé que le prototype pouvait ajuster dynamiquement la rigidité en accord avec la biomécanique humaine, en suivant avec précision les variations de la rigidité du genou à des vitesses de marche de 1,0 à 1,5 m/s. Comparée aux conceptions précédentes, la vitesse de réponse a été considérablement améliorée, permettant une rééducation de la marche sûre, naturelle et efficace.

CubeMars et l’avenir de la robotique de rééducation

Cette collaboration met en évidence à la fois le potentiel des exosquelettes de genou à rigidité variable pour la rééducation clinique et la fiabilité des actionneurs CubeMars dans la robotique de pointe.Grâce à ses performances élevées éprouvées, l’actionneur robotique CubeMars AK80-64 continue de soutenir la recherche et les applications industrielles dans la robotique de rééducation, les exosquelettes portables et les systèmes d’interaction homme-robot.