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DER KONSTRUKTEUR 3/2020

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DER KONSTRUKTEUR 3/2020

ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK HANDFESTE UNTERSTÜTZUNG PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Die Fähigkeit, unsere Hände zu benutzen, ist für uns Menschen von zentraler Bedeutung. Ein enthusiastisches Technologie- und Entwicklungsunternehmen aus Schweden hat es sich zur Aufgabe gemacht, bionische Produkte zur Unterstützung bei zusätzlichem Kraftbedarf, bei der Rehabilitation und zur Vorbeugung von Verletzungen herzustellen. Auf der Suche nach einer perfekten Antriebslösung für ein Hand-Exoskelett kommen filigrane Kugelgewindetriebe ins Spiel. Autorin: Ursula Schädeli, Eichenberger Gewinde AG, Burg, Schweiz Die schwedische Bioservo Technologies AB ist ein Anbieter im Bereich des weichen Exoskeletts und der motorischen Unterstützung, der sich auf die Hand und andere Extremitäten des Oberkörpers konzentriert. Das Bioservo-Team hatte die Idee, einen Handschuh zu entwickeln, der zur Vorbeugung von Stressverletzungen, zur Rehabilitation und zur Unterstützung von Menschen bei ihren täglichen Aktivitäten zu Hause oder bei der Arbeit beitragen kann. Die Ironhand, die 2019 auf dem Markt eingeführt wurde, vereint medizinisches Know-how, Roboter- und Computertechnologie. Der Schweizer Gewindespezialist Eichenberger verleiht dieser „Zauberhand“ besondere Kräfte. PARTNER FÜR AUSSERGEWÖHNLICHE PROJEKTE Für den Schweizer Gewindeprofi Eichenberger sind exotische Materialien und Dimensionen oder Gewindeformen, die sich außerhalb der Norm befinden, willkommene Herausforderungen. Außergewöhnliche Geometrien, eigene Interfaces, besondere Werkstoffe und Härteverfahren führen zu Speziallösungen. So kann der Gewindespezialist einen Kugelgewindetrieb mit den Maßen 9,3 × 2 125 mm anbieten. Die dafür notwendigen Werkzeuge stellt das Unternehmen selbst her. Damit gewährleistet der Gewindespezialist eine kurze Time-to-Market für anwendungsoptimierte Produkte höchster Präzision und Wirtschaftlichkeit. Das Projekt Ironhand war also wie gemacht für Eichenberger. Gemeinsam mit Bioservo entwickelte Eichenberger die passende Gewindetrieb- Lösung für den Handschuh. 26 DER KONSTRUKTEUR 3/2020

01 Weich aber kraftvoll – in der Ironhand treiben Servomotoren fünf filigrane Kugelgewindetriebe an, die durch dünne Drahtsehnen mit den Fingern des Handschuhs verbunden sind SUPERKRÄFTE LEICHT GEMACHT Ironhand basiert auf der Soft-Extra-Muscle-Technologie (siehe Infokasten). Das modulare System besteht aus einem leichten Handschuh, der fünf Finger abdeckt und einem Antriebssystem; die Steuereinheit, wird als Rucksack getragen. Innerhalb von Millisekunden kann Ironhand die Griffkraft des Trägers um bis zu 80 N erhöhen. Ein menschlicher Handgriff wird normalerweise von den Muskeln des Unterarms und der Hand eingeleitet. Diese Muskeln ziehen die Sehnen, die von den fünf Fingern ausgehen. Ironhand funktioniert genauso: Die druckempfindlichen Sensoren in den Fingerspitzen des Handschuhs erkennen, wann der Benutzer ein Objekt ergreift. Ein Mikrocomputer berechnet die erforderliche Leistung. Servomotoren treiben fünf filigrane Kugelgewindetriebe 5 × 2 mm (Ø 5 mm, Steigung 2 mm) von Eichenberger an. Sie setzen die Drehbewegung der kleinen Servomotoren in eine Linearbewegung um, dabei erreichen sie einen Wirkungsgrad von über 94 %. Die Kugelgewindetriebe sind durch dünne Drahtsehnen mit den Fingern des DIE KALTVERFORMTEN, INDUKTIV GEHÄRTETEN KUGELGEWINDETRIEBE BRINGEN SCHNELLIGKEIT, PRÄZISION UND MINIMALE PLATZVERHÄLTNISSE UNTER EINEN HUT Handschuhs verbunden. Die feinen Verbindungen bewegen die Finger und die zusätzliche Kraft wird durch den schlanken Handschuh erzeugt. Je höher der Druck auf die Sensoren ist, desto mehr Leistung liefert der Handschuh. Ironhand erkennt also, wie der Benutzer einen Gegenstand greift und passt die Greifbewegung intuitiv und automatisch an. SOFT-EXTRA-MUSCLE-TECHNOLOGIE Das Soft-Extra-Muscle (SEM)-Technologiekonzept geht über den Stand der Technik hinaus. Zur Unterstützung des Trägers werden Daten gesammelt und analysiert um griffintensive Anwendungsfälle mit einem hohen ergonomischen Risiko zu bewerten und zu identifizieren. Die eingeführte „Intent- Detection-Logik“, aktiviert die Unterstützung nur dann, wenn der Träger die Bewegung mit einem natürlichen und intuitiven Krafteinsatz einleitet. Dies wird durch Sensoren erreicht, welche die Aktion des Benutzers erfassen. Die Motoren werden automatisch angesteuert und verstärken den Krafteinsatz des Trägers. Die Antriebe reagieren sofort und auf natürliche Weise, um die beabsichtigte Bewegung zu erleichtern. Dies bedeutet, dass Ironhand berechnet, wie der Benutzer einen Gegenstand greift. Je schwerer die Greifbewegung ist, desto mehr Leistung wird bereitgestellt. smart plastics Ungeplante Ausfälle vermeiden Industrie 4.0 – smart plastics erhöhen die Ausfallsicherheit Intelligente Energieketten, Leitungen und Linearlager sagen Austauschtermine im laufenden Betrieb voraus und integrieren sich nahtlos in Ihre Prozesse (vorausschauende Wartung). Dank smart plastics steigt die Anlagenverfügbarkeit und die Wartungskosten sinken. Video "Industrie 4.0 – vorausschauende Wartung" unter igus.de/smartplastics plastics for longer life ® Tel. 02203-9649-800 info@igus.de Besuchen Sie uns: Hannover Messe – Halle 6 Stand D25 D-1131-smart plastics 188x88N2.indd 1 13.02.20 13:57 Unbenannt-3 1 DER KONSTRUKTEUR 19.02.2020 3/202011:25:09 27

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