Экзоскелет BBEX: передовая технология поддержки на основе биомеханики позвоночника для многомерной силовой поддержки

В современных промышленных условиях и условиях высокоинтенсивного труда многократное поднятие тяжестей часто приводит к травмам позвоночника и мышц спины, особенно поясничного отдела. Распространенность этой проблемы на рабочем месте привлекает широкое внимание. В ответ на этот вызов были разработаны технологии экзоскелетов, призванные обеспечить эффективную поддержку, снизить физическую нагрузку и повысить эффективность труда.

Человеческий позвоночник - это сложная биомеханическая структура, состоящая из множества позвонков и межпозвоночных суставов, которые обеспечивают множество степеней свободы движений. Каждый межпозвоночный сустав состоит из межпозвоночного диска, который амортизирует удар, и двух пар мелких суставов, которые контролируют сгибание и скручивание позвоночника. Такая структура позволяет позвоночнику быть гибким в трех степенях свободы: сгибание, разгибание, боковое сгибание и осевое вращение. Мышцы спины (erector spinae) расположены по бокам позвоночника и работают в тесном контакте с анатомическим строением позвоночника, помогая выполнять различные движения позвоночника, и играют важнейшую роль в координации нескольких степеней свободы движения позвоночника, особенно во время асимметричных подъемов тяжестей.

Группа исследователей из Сеульского национального университета недавно представила комплект экзоскелета Active Bilateral Back Extensor Exoskeleton Kit (BBEX). Хотя сама технология экзоскелета не является первой в своем роде, BBEX представляет новые инновации в дизайне и функциональности, в частности, в моделировании позвоночника и мышц-разгибателей спины, стремясь улучшить существующие устройства для поддержки спины.

Технические характеристики

Биомеханическое моделирование: экзоскелет BBEX имеет конструкцию с несколькими степенями свободы, которая имитирует естественную структуру и движения позвоночника и мышц-разгибателей спины с помощью тандемных линейных приводов. Такая конструкция позволяет экзоскелету обеспечивать разнонаправленную силовую поддержку и адаптироваться к различным асимметричным тяжелоатлетическим задачам.

ПОДДЕРЖКА И КОМФОРТ: BBEX снижает нагрузку на позвоночник, точно имитируя работу спинных мышц, обеспечивая естественную поддержку во время выполнения высокоинтенсивных задач. Он разработан таким образом, чтобы гармонировать с естественным движением человеческого позвоночника для повышения комфорта и эффективности.

Многомерная силовая поддержка: экзоскелет BBEX оснащен вторичным механизмом эректора спины (SES), состоящим из ряда тандемных приводных модулей, включающих позвоночные блоки, шаровидные шарниры и линейные приводы, которые имитируют двустороннюю конфигурацию мышц эректора спины. Этот механизм обеспечивает вращение на три градуса свободы, аналогичное вращению позвоночника человека, обеспечивая эффективную многомерную поддержку при подъеме тяжестей, снимая нагрузку с мышц спины и уменьшая нагрузку на суставы позвоночника, особенно в тех случаях, когда силы мышц спины в основном вызывают сдвиг суставов, и когда вспомогательные силы эффективно минимизируют воздействие этих сил.

Проверка безопасности: Несмотря на технологические инновации BBEX, проверка безопасности остается ключевой. Устройство проходит строгие испытания, чтобы обеспечить стабильность и надежность в реальных условиях применения.

Перспективы применения

Экзоскелет BBEX имеет широкий спектр применения, включая:

Промышленная среда: в таких областях, как строительство, производство и складское хозяйство, BBEX поможет снизить нагрузку на работников и повысить их производительность.

Реабилитация: в медицинской сфере вспомогательные и ассистирующие функции BBEX могут помочь пациентам восстановить двигательные способности и улучшить качество жизни.

Другие сценарии применения: Дополнительная силовая поддержка, оказываемая BBEX в высокоинтенсивных миссиях, таких как военные и спасательные операции, также имеет потенциальное прикладное значение.

Комплект экзоскелета Active Bilateral Back Extensor Kit (BBEX) представляет собой значительное достижение в области экзоскелетных технологий. Благодаря точному моделированию биомеханических свойств позвоночника BBEX демонстрирует новые возможности в обеспечении многомерной силовой поддержки.