Si tuviera que construir un exoesqueleto, ¿cuál sería la mejor opción: servos o movimiento neumático / hidráulico?

La verdadera respuesta es ninguna. Las tendencias actuales en el desarrollo del exoesqueleto se centran en métodos de actuación que combinan el circuito de detección y retroalimentación de un servo sistema con el cumplimiento proporcionado por un elemento elástico. Ese elemento elástico puede estar basado en un resorte, como en un resorte helicoidal convencional en serie con un actuador lineal, un resorte de torsión acoplado con un actuador rotativo o un compromiso híbrido como un actuador McKibben (es decir, el músculo de aire de Festo). Independientemente de los medios, el resultado es un sistema que emula biomiméticamente el rendimiento de los músculos (el servo) que actúan sobre los tendones (la primavera). Emular la marcha humana no es tarea fácil en un robot. Es aún más difícil reproducir y seguir cuidadosamente la marcha impulsada por el ser humano, particularmente si los requisitos de un sistema totalmente dinámico abarcan toda la gama de capacidades humanas.

Gran parte del enfoque militar / de DARPA ha sido lograr el sueño de que el guerrero desmontado ‘corra como una gacela por el campo de batalla’ con su paquete cada vez mayor de herramientas, comunicaciones, artilugios tecnológicos, municiones y baterías para alimentarlos a todos sin aplastarlos. espinas, sin embargo, la solución de la fuerza súper humana todavía está lejos. Hasta ahora, los servohidráulicos puros como el HULC de Lockheed Martin siguen siendo muy caros y el equilibrio variable de rango, potencia y carga útil es una tuerca difícil de romper. Solo puedes optimizar dos. El Raytheon SARCOS Xos como un sistema de circuito cerrado totalmente servo alimentado es, según sus propias estimaciones, 5 años después de las pruebas de campo y quizás 10 de estar sin ataduras y autónomo debido a la potencia requerida.

De manera más realista, con el fin de nuestras guerras y la disminución de los fondos, los desarrolladores de Exo están cambiando de la visión de Iron-Man / Aliens & Sigourney Weaver Loader a la asistencia incremental que necesitan los trabajadores industriales, las operaciones de mantenimiento y reparación, la logística y las aplicaciones de manejo de materiales. Hay varios proyectos que exploran exos suaves, con actuadores neumáticos portátiles y una gama de métodos de detección que incluyen EMG (actividad muscular), interfaces cerebro / máquina y monitoreo directo de señales del sistema nervioso. En Japón, con su (sistema Cyberdyne / HAL) y la creciente población demográfica geriátrica, el principal impulsor es simplemente habilitar las actividades de la vida diaria para las personas mayores y ayudar a las personas con discapacidad. Aunque en producción y disponibles para arrendamiento, estos sistemas servoaccionados siguen siendo en gran medida experimentales.

He construido dos robots de patas pequeñas usando servos RC, y he estado contemplando algo más grande. Si construyo algo a escala humana, cambiaré a neumática o (menos probable) hidráulica. El problema con los servos es que son bastante rígidos. Para obtener un movimiento suave, necesita predecir con precisión todas las pequeñas irregularidades que enfrenta con cada movimiento. Tengo un robot de seis patas que es tan elegante como un juguete de cuerda, y odiaría estar atado dentro de algo que se tambalea incluso la mitad de cada paso.

En teoría, podría compensar con una detección muy precisa de las fuerzas alrededor de los pies, los ángulos de las articulaciones, la orientación del torso, etc., y un control muy preciso sobre los servos, y bucles de retroalimentación y control de avance muy finamente ajustados, pero me parece que sería mucho más fácil incorporar algo de “aplastamiento” en los actuadores (a menudo denominado “cumplimiento”). No espero que eso facilite el problema, pero sí creo que lo hará menos difícil.

Estoy seguro de que la neumática y la hidráulica tienen sus propias curvas de aprendizaje: tubos en lugar de cableado, válvulas en lugar de transistores, etc., pero creo que la curva de aprendizaje para el hardware sería más pequeña que la curva de aprendizaje para el software que puede suavizarse movimiento desde una máquina servoaccionada.

Por otro lado … alguien me preguntó una vez por qué estaba construyendo pequeños robots con servos RC, y mi respuesta fue que quería hacer el trabajo mecánico rápidamente, para poder concentrarme en el software del sistema de control. El software es el aspecto que más me interesa, y es el dominio en el que soy más productivo. Así que estoy de acuerdo con esa compensación, al menos por ahora. Si puedo demostrarme a mí mismo que puedo crear un sistema de control que funcione razonablemente bien con servos, entonces consideraré abordar un proyecto más grande: hardware más grande, más caro, más complejo, etc. Qué enfoque es mejor para usted y su proyecto depende mucho de tus intereses y tus objetivos.

Me gustaría usar servos porque tendrías un control preciso de tantas funciones. Si observa los sistemas de fluidos, tendrá un diseño de menor costo (potencialmente, depende de su unidad de potencia para el sistema hidráulico o del compresor para el aire), pero menos control. Los servos le permiten programar completamente la posición, la aceleración, la velocidad, el tirón y pueden repetir hasta +/- 1 recuento de codificador.

More Interesting

¿Cuáles son los temas que puede aprender un ingeniero químico de pregrado que generalmente no se enseñan en los cursos de la UG y que serán útiles para ellos en la industria o la investigación?

Estoy trabajando como profesor asistente en una universidad de ingeniería. ¿Me es posible cambiar a la industria integrada? ¿Cuáles son las cosas que debo saber?

¿Por qué los aspirantes a servicios civiles no toman la ingeniería mecánica como una opción?

¿Es la universidad de ingeniería Guindy, el instituto de tecnología Madrás, la universidad Manipal o VIT el mejor para la rama mecánica?

¿Qué pasa si un ingeniero civil se coloca en una empresa de TI y si no tiene planes de estudios superiores?

¿Existe la posibilidad de un B.Tech en ingeniería mecánica y un M.Tech en computadora?

¿Debería dejar un año para SGSITS EC, si actualmente estoy en UIT-RGPV EC?

¿Dónde puedo encontrar una pasantía decente en ingeniería automotriz, aquí en Jaipur?

¿Cómo pueden los niños aprender sobre ingeniería de hardware que puede ser práctica en el mundo real?

Si quiero obtener experiencia en investigación en ingeniería química, ¿cuáles son algunos de los mejores temas en ingeniería química?

¿Cuánto tiempo lleva resolver un problema en ingeniería?

¿Es la ingeniería de software un campo meritocrático?

¿Cuáles son las cosas que hay que hacer en una universidad de ingeniería india que uno recordará por el resto de su vida?

¿Qué debe hacer un estudiante promedio de ingeniería mecánica para tener éxito en la vida?

¿Debo tomar una gota para IIT a pesar de que no estoy seguro de si quiero seguir con la ingeniería?