Виды экзоскелетов

 → Экзоскелет (робототехника)

Экзоскелеты по области применения

1. инвалидные.
2. медицинские (переноска и укладка больных, вынос раненных с поля боя...).
3. военные.
4. грузовые.
5. спасательные.
6. пожарные.
7. спортивные.
8. экзоскелеты электродистанционные
9. управляющие экзоскелеты.
10. экзоскелеты управления аватаром.

По типу управления

Экзоскелеты управляемые

1. через пропорциональные датчики силы (момента, давления). Человек жмет датчики силы рук, ног: датчики включая привод убегают от человека двигая руками, ногами экзоскелета. Используют пропорциональные (плавно меняют выходной сигнал пропорционально входному действию) датчики короткого (для уменьшения задержки управления экзоскелетом) хода (тензодатчики). Для быстродействия приводов экзоскелет может иметь систему пружин. В системе защиты экзоскелета от падения могут быть пружины. Датчики угла (перемещения) не нужны. Только датчики силы (момента, давления): сила привода экзоскелета пропорциональна приложенной человеком силе.
2. через миодатчики: слабые биотоки (0,1В на коже; задержка прихода сигнала от мозга 0,1сек) мышц на коже рук, ног электроусилителями (включают приводы) двигают экзоскелет.
3. по проводам через отдельные управляющие экзоскелеты рук, ног: экзоскелет электродистанционный. Южнокорейская фирма Korea Future Technology построила электродистанционный экзоскелет METHOD-1. Двухсторонняя силомоментная отрицательная обратная связь соединяет части-А-В машины 2 каналами связи + 2 привода (актуатора) + 2 датчика угла (перемещения) + 2 датчика силы (момента, давления). Канал-1 разностью углов (перемещений) датчиков частей-А-В найдет знак перемещения привода. По знаку канал-2 уравняет цифры датчиков углов, сил двигая приводом часть машины, где меньше сила. Без датчиков силы двухсторонняя отрицательная обратная связь работает, но больше расход энергии, амплитуда паразитных колебаний; сила захвата, прижима резко колеблется 0-100% при совпадении углов. При требовании малой задержки управления электродистанционная двухсторонняя отрицательная обратная связь передает не 2, а 4 канала: угол (перемещение) + угловая скорость (скорость перемещения) + сила (момент, давление) + скорость изменения силы (скорость изменения момента, давления).
4. через нейроинтерфейс. Напряжение сигнала от мозга 0,01В, задержка прихода сигнала от мозга 0,1сек.

Управляющие экзоскелеты

Управляющие экзоскелеты используют для костюма телеприсутствия, для костюма виртуальной реальности, для электродистанционного экзоскелета.

По обратной связи

1. экзоскелеты с прямой механической силовой обратной связью от окружающей среды к человеку.
2. экзоскелеты с чисто информационной (провод, оптоволокно или другие виды связи) силовой обратной связью от окружающей среды к человеку: электродистанционные экзоскелеты.

Экзоскелеты инвалидные

1. управляемые миодатчиками: слабые биотоки (0,1В на коже; задержка прихода сигнала от мозга 0,1сек) мышц на коже рук, ног электроусилителями (включают приводы) двигают экзоскелет.
2. управляемые датчиками силы (момента, давления).
3. управляемые нейроинтерфейсом.

Экзоскелеты управляемые датчиками силы (момента, давления)

1. однодатчиковые экзоскелеты: привод двигая руку (ногу), держит постоянной силу в управляющем датчике. 2-й датчик силы для обратного движения руки (ноги) не нужен.
2. двухдатчиковые экзоскелеты: привод включает разность сил пары датчиков «сгибатель – разгибатель» руки, ноги.

По приводу экзоскелеты

1. с двигателем внутреннего сгорания (микротурбины, поршневые двигатели...)
2. электрические.
3. пневматические.
4. гидравлические.

По типу рабочего органа

По типу рабочего органа пневматические и гидравлические экзоскелеты делят на:

1. поршневые.
2. лопастные.
3. турбинные.
4. искусственные мышцы из гибких диагонально-армированных трубок, сокращающихся в длине с подачей давления воздуха.

По энергоисточнику

1. экзоскелеты на жидком топливе.
2. экзоскелеты на электрическом аккумуляторе (супермаховик, химический аккумулятор...).
3. экзоскелеты на тепловом (рабочий орган: поршень, турбина...) аккумуляторе.
4. экзоскелеты на жидком газе (азот, углекислота...).

По типу соединения «двигатель – редуктор»

1. экзоскелеты с прямым (неуправляемым) соединением двигателя с редуктором или рукой, ногой экзоскелета.
2. экзоскелеты с управляемым (регулируемая муфта сцепления, регулируемый амортизатор) соединением двигателя с редуктором или рукой, ногой экзоскелета.

Тип редуктора привода

1. экзоскелеты с редуктором на зубчатых колесах (волновые и др.)
2. экзоскелеты с редуктором на основе пары «винт – гайка», «винт – шариковая гайка».
3. экзоскелеты с червячным редуктором.
4. экзоскелеты с тросовым редуктором.
5. экзоскелеты с кулачковым редуктором.

Экзоскелеты электродистанционные

Экзоскелеты электродистанционные имеют герметичный отсек, внутрь которого идут только провода, оптоволокно или другая линия связи. Это намного упрощает их применение в агрессивных, опасных средах.

1. космические. На практике пока не реализованы.
2. глубоководные. На практике пока не реализованы.
3. военные. На практике пока не реализованы.
4. грузовые. На практике пока не реализованы.
5. спортивные. На практике пока не реализованы.

См. также

• Экзоскелет
• Экзоатлет
• Экзоскелет электродистанционный
• Датчики, приводы экзоскелетов
• Датчик
• Пропорциональный датчик силы: бесконтактный тензодатчик, оптоволоконный датчик, магнитный датчик, электростатический датчик, ультразвуковой датчик…
• Отрицательная обратная связь
• Силовая (силомоментная) обратная связь
• Тактильная обратная связь
• Тактильный пиксель
• Костюм телеприсутствия
• Костюм виртуальной реальности
• Перчатка виртуальной реальности
• Диглатор

Ссылки

• https://www.youtube.com/watch?v=Re6P7WP2N5w