“改變生活”的外骨骼機器人

Marsi Bionics S.L.公司是一家領先的科技型初創企業，位于西班牙馬德里。

這家公司設計和制造用于醫療應用的定制外骨骼機器人，以期未來取代許多患者每天依賴的輪椅。

數以百萬計的人患有截癱、腦性癱瘓和脊髓性肌萎縮癥 (SMA) 等神經生理疾病。采用被動式輔助工具(如手杖、拐杖和助行器)進行神經功能康復治療，對于改善因這些疾病造成的行動不便至關重要。

得益于機器人技術的最新進展，我們現在能夠使用主動式外骨骼機器人進行治療，以支撐患者的身體，并大大改善治療效果。

Marsi Bionics公司制造的外骨骼機器人能夠使肢體殘障人士自由站立、移動及與周圍環境互動。

Marsi Bionics選用雷尼紹關聯公司RLS提供的新型磁編碼器技術，打造出兩款新產品：兒童用ATLAS 2030外骨骼機器人和成人用MB-Active Knee (MAK) 單關節外骨骼機器人。

挑戰

ATLAS 2030外骨骼機器人的每肢有高達六個自由度。使用者穿戴外骨骼機器人能夠執行獨立和自發動作，例如行走和坐下。

Marsi Bionics公司的MAK項目研發工程師兼經理Alberto Plaza先生，介紹了在人形外骨骼機器人應用中對編碼器的嚴苛要求：

“我們在開發外骨骼機器人時遇到的最大挑戰是能否可靠地獲取準確的參考角度位置，因為機器人的結構具有多種變化，導致設備的標準化和組裝非常復雜。

以前，我們使用自己的定制PCB編碼器，將這些編碼器完全連接到MAK和ATLAS外骨骼機器人的運動學結構上。但是這樣經常會出現問題，因為關節電機產生的雜散磁場會干擾磁編碼器，導致讀數錯誤。

在設計ATLAS和MAK外骨骼機器人時，我們決定在不影響性能的前提下，針對編碼器等關節組件采用最緊湊的設計，因為我們面對的空間限制很大。

另一個考慮因素是功能性：我們需要采用絕對式旋轉編碼器，以確保即使在斷電之后，也始終能夠可靠地知道每個軸的角度位置。”

解決方案

Marsi Bionics為ATLAS外骨骼機器人選擇了RLS Orbis編碼器，為MAK膝關節外骨骼機器人選擇了RLS RM08編碼器。

Orbis編碼器是一款元件級絕對式旋轉編碼器，設計用于空間受限的應用：它采用通孔設計，可以直接安裝在關節電機軸上。

兩種編碼器均具有重量輕、體積小、慣性小的特點；采用非接觸、無摩擦設計以消除機械磨損；并且具有高角度分辨率和高精度，可確保出色的伺服性能。

結果

采用RLS磁編碼器，MarsiBionics能夠設計和制造外骨骼矯形設備，幫助改善患有SMA、多發性硬化和中風偏癱等疾病的患者的生活質量。

Plaza先生總結道：

“實現設備的每個關節的穩定運動和精確位置至關重要。就這一點而言，編碼器采集的數據是生成參考位置的基礎。RLS和雷尼紹針對我們的應用提供了最佳的編碼器反饋解決方案。”