maxon Story
機器與服裝的融合
一般肌肉骨骼疾病導致失去生產力和所引起的醫療費用是現今工人最常遇到的困難。透過將服裝與機器人技術合併,將能大幅減少這些問題。
用於雕塑身型以讓身材看起來良好的支撐性服裝已存在一段時間,並且已演變成有助於減輕例如膝部和肘部等特定身體部位壓力的服裝,以減輕動作時的疼痛。這個想法是透過壓縮來提供支撐,以減少肌肉拉傷並緩和疼痛。但這只是概括通用的方式。試想,服裝能夠透過工作相關的重複性任務來分析施加在人體上的壓力,然後根據個人具體需求來減少在身體的磨損。
Seismic 公司致力於設計和製作結合機器人功能的服裝,旨在為人體核心肌群提供額外的動力和穩定性,以減少肌肉拉傷和疲勞的情形(見圖 1)。在設計過程中,這家公司的目標是提供人們一個產品,讓任何人都能擁有不會僅因受到身體能力限制便無法工作的機會,例如高齡化勞動力、勞動密集工作,或是需長時間站立或跪蹲的人。這家公司透過快速且策略性地擴增服裝功能,擴大了個人可能性的邊界。
他們的 Seismic Suit 套裝是其 Powered Clothing™ 動力服品牌的一部分,融合了該公司的獨特設計技術。Seismic Suit 的應用範圍遠遠超出緩解工作或是重複瑣事所帶來的疼痛或壓力。這套衣服也能夠提供動態支撐,輔助體弱者維持站力姿勢或幫助他們站起來或坐下。從廣泛的保健應用方面來看,Seismic Suit 外觀低調時尚,可穿在外衣之下,為所有穿戴者提供核心肌群支撐和力量。若是在工作環境中使用,可以讓所有工作成員穿著 Seismic Suit,以提升整個團隊的能力。
獨特的驅動技術
Seismic Suit 採用了名為 Flex-Drives™ 的「電動肌肉」,由 Seismic 的工程師團隊所設計。執行器的設計包括所謂的雙絞線(旋轉)促動和傳遞機構,因此在拉動馬達軸的同時不會引起損壞,這也是所需要的重要特性之一(見圖 2)。絞線直徑和初始長度這兩個變數會直接影響力量和速率輸出。視 Flex-Drive 的應用位置和使用方式而定,有些會採用整合式推力軸承。
每一套 Seismic Suit 裡都使用 5 組 Flex-Drive,而每一套 Flex-Drive 都使用一顆 maxon DCX 有刷馬達搭配一顆 GPX 減速機。maxon 的 DCX 馬達具有合適的封裝尺寸和性能規格,是該應用的理想選擇。視驅動位置和使用情形而定,每一組 Flex-Drive 都需要一組低轉矩高轉速或是高轉矩低轉速的馬達減速機組合。
馬達和減速機
maxon 的 DCX 馬達採用稀有金屬電刷和滾珠軸承,運行平穩且安靜。這些馬達採用堅固的無鐵心轉子設計,可提供無可比擬的轉矩密度,賦予 DCX 馬達優異動態性能,足以應付從醫療到航太再到機器人技術等各種工業領域的廣泛應用。這些 DC 馬達提供 6mm~35mm 不等的尺寸,並且可以在線上輕鬆配置。使用者可以選擇石墨電刷或稀有金屬電刷,以及燒結軸承或滾珠承軸,還有在許多其他組件和配件中進行選擇。行星式減速機 GPX 系列的特點在於設計結構短卻能傳輸高功率。減速機還具有運行低噪音和低齒隙的優點,並且可以在線上輕鬆配置。
可操作的資料收集
另一個使 Seismic Suit 與標準壓縮設計服裝有所區別的關鍵元素是智慧功能。Seismic Suit 的設計可以每分鐘收集超過 1MB 的資料。所收集到的資料可以用來分析每個工作人員或患者一整天下來的動作和姿勢,並且也有助於驅動套裝起動,以便服裝僅在使用者需要時才提供支撐。
收集到的資料會被傳送到雲端,並在那裡得到處理,以提供與人體工學相關的重要健康和安全資訊,例如穿戴這款套裝的整個工作團隊做出危險姿勢或動作的頻率和時刻(見圖 4)。除此之外,控制器會持續學習,以便能定期執行更新,進而隨著時間持續改善姿勢以及辨認活動的能力。
結論
Seismic Power Clothing 正在設計和製造當今的新一代服裝衣著,包括全身式套裝。這家公司不僅為工人安全提供獨特的輕量化設計——包括提供給整個團隊——還為消費者健康提供合適產品。除了他們的高科技服裝設計之外,這家公司也提供重要的分析工具和控制器,以便使用者能夠持續升級套裝的能力和特性優勢。使用例如 maxon 高精密馬達和減速機以及最新的軟體和分析工具等最新科技,都將系列產品提升至無可比擬的性能水準。