Экзоскелет нижней части тела ExoChair (версия 2018)
Общее описание проекта
Проблема заказчика: в маленьком помещении приходится работать в полусогнутом положении, причём приходится постоянно передвигаться. А носить за собой стул — неудобно. Экзоскелет ExoChair работает как переносной стул, в котором высота посадки оператора фиксируется силовыми пневматическими цилиндрами. На картинке оператор держится за ручку управления цилиндрами.
Для экзоскелета мы провели:
- Проверочный расчёт
- Весовую оптимизацию конструкции
Уравновешивание экзоскелета
Чтобы провести прочностной расчёт — сперва надо определить силы, действующие на экзоскелет.
Мы создали отдельную программу, которая рассчитывает равновесие всех приложенных к экзоскелету сил при любых положениях оператора и силовых цилиндров.
Конечно-элементная модель
Проверочный расчёт проведён при помощи созданной конечно-элементной модели.
В модели учитываются:
- Сложный контакт в коленном суставе
- Передача напряжений через силовой пневматический цилиндр
- Подвижность всех узлов конструкции
Весовая оптимизация
Проверочный расчёт показал самые нагруженные зоны конструкции. Чтобы удешевить конструкцию, увеличить её прочность и долговечность, мы:
- Усилили наиболее опасные зоны
- За счёт изменения и удаления материала уменьшили общую массу с 4600 до 4000 грамм (около 13%)
