Регистрировать
Конечная цель технологий — улучшать качество жизни людей. В этом видео мы с гордостью представляем значимое применение решений CubeMars в сфере здравоохранения. Исследовательская команда Университета Шербрука (Université de Sherbrooke) в Канаде успешно разработала инновационное реабилитационное устройство, специально предназначенное для пациентов, страдающих мышечной атрофией.
Благодаря интеграции роботизированных суставных приводов CubeMars AK10-9 и AK80-64 устройство достигает идеального баланса между «компактной конструкцией» и «высоким выходным крутящим моментом», обеспечивая пациентам безопасные и точные пассивные и активные упражнения на растяжку. Этот проект демонстрирует огромный потенциал робототехники в области медицинской реабилитации.
При проведении реабилитационной растяжки для пациентов с мышечной атрофией традиционная физиотерапия часто зависит от ручных методов, выполняемых специалистами. Такой подход требует значительных человеческих ресурсов, а также затрудняет количественную оценку и поддержание постоянного уровня прилагаемой силы. Разработка автоматизированного реабилитационного робота сталкивается с крайне сложными инженерными задачами:
Жёсткие ограничения по размеру и весу: Реабилитационные устройства обычно должны располагаться рядом с телом пациента (например, носимые устройства или системы, устанавливаемые возле кровати). Внутреннее механическое пространство сильно ограничено, а само устройство должно быть лёгким, чтобы не создавать дискомфорт или дополнительное давление на пациента.
Противоречие между высоким крутящим моментом и компактными размерами: Растяжение атрофированных мышц и суставов требует непрерывного и стабильного усилия. Однако традиционные электродвигатели часто становятся большими и тяжёлыми при необходимости обеспечить достаточный крутящий момент.
Медицинская безопасность и податливость: Мышцы и суставы пациентов очень чувствительны, поэтому устройство ни в коем случае не должно применять чрезмерное или жёсткое усилие. Двигатель должен обладать высокой точностью управления силой и гибкостью реакции, позволяя в реальном времени определять сопротивление пациента и безопасно реагировать.
Чтобы решить эти задачи, исследовательская команда Университета Шербрука провела тщательный выбор и в итоге использовала двигатели CubeMars AK10-9 и AK80-64 в качестве основных приводных компонентов реабилитационного устройства. Их ключевые преимущества в медицинских приложениях:
1. Превосходная плотность крутящего момента, преодолевающая ограничения пространства: AK10-9 и AK80-64 объединяют высокопроизводительный бесщёточный двигатель, точный планетарный редуктор и FOC-драйвер в чрезвычайно компактном корпусе из алюминиевого сплава. Такая высокая плотность мощности позволяет исследователям разместить мощный привод внутри небольшой роботизированной суставной конструкции, значительно уменьшая общий размер и вес реабилитационного устройства и повышая комфорт пациента.
2. Медицинская точность управления усилием и сверхплавное движение: В процессе реабилитационной растяжки необходимо избегать резких движений и нестабильного приложения силы. Двигатели CubeMars используют передовые алгоритмы FOC (Field-Oriented Control — управление с ориентацией по полю), обеспечивая сверхнизкий момент зубчатости и высокую полосу пропускания управления моментом. Это позволяет двигателю работать и останавливаться исключительно плавно, выполняя траектории растяжки с точностью на уровне миллиметров и миллиньютон-метров. В результате пациент ощущает мягкую и непрерывную поддержку, а не механическое натяжение или принудительное движение.
3. Высокая интеграция упрощает механическую конструкцию и повышает надёжность: Традиционные реабилитационные устройства могут требовать сложной сборки по схеме «двигатель + редуктор + энкодер + драйвер». Это не только занимает ценное пространство, но и увеличивает количество потенциальных точек отказа. Интегрированная конструкция роботизированных суставов CubeMars обеспечивает принцип plug-and-play, значительно упрощая механическую проводку и процесс сборки. Благодаря этому исследовательские команды могут уделять больше внимания разработке алгоритмов реабилитации и эргономичного дизайна.
В этом видео вы сможете увидеть выдающуюся работу двигателей CubeMars в медицинском реабилитационном оборудовании:
Демонстрация работы устройства: Крупный план реабилитационного роботизированного манипулятора, оснащённого двигателями AK10-9 и AK80-64, демонстрирует чрезвычайно плавные и тихие движения растяжки.
Демонстрация компактной конструкции: Познакомьтесь с небольшими суставными модулями внутри устройства и узнайте, как двигатели CubeMars обеспечивают высокий крутящий момент в условиях ограниченного пространства.
Представление исследовательской концепции: Команда Университета Шербрука рассказывает, как с помощью приводных решений CubeMars им удалось превратить передовые идеи медицинской реабилитации в надёжное инженерное решение.
Q1: Какие особые требования предъявляются к суставным двигателям медицинских реабилитационных роботов?
A: В отличие от промышленных роботизированных манипуляторов, где основное внимание уделяется «абсолютной точности и скорости», медицинские реабилитационные роботы больше ориентированы на безопасность, податливость (возможность управления импедансом), низкий уровень шума, а также компактность и малый вес конструкции. Благодаря высокоточным энкодерам и оптимизированным алгоритмам управления двигатели серии CubeMars AK идеально подходят для медицинского управления податливым усилием.
Q2: Безопасен ли двигатель, если пациент внезапно почувствует боль и окажет сопротивление во время растяжки?
A: Да. Двигатели CubeMars поддерживают высокочастотную обратную связь по моменту и режимы управления импедансом. Если система обнаруживает резкое увеличение внешнего сопротивления (например, мышечный спазм или сопротивление пациента), система управления мгновенно реагирует и переводит двигатель в режим мягкого следования или безопасной остановки. Это значительно снижает риск вторичных механических повреждений.
Будь то оборудование для восстановления после мышечной атрофии, экзоскелеты нижних конечностей или роботизированные ассистирующие манипуляторы верхних конечностей — CubeMars предлагает компактные решения на базе приводов с высокой плотностью мощности и высоким уровнем безопасности.
