用于火星任务的机器人外骨骼技术

机器人外骨骼技术已经存在了近60年,但其复合材料基地的最新进展使其成为本世纪30年代火星任务的一个组成部分。

用于火星任务的机器人外骨骼技术

图片来源:天氏欧森

对我们很多人来说,这个词外骨骼让人想起了身上的铠甲包的超级英雄的图像,如钢铁侠,甚至蝙蝠侠,还是留给科幻小说的领域。亚博老虎机网登录

虽然其中大部分来自作家和艺术家丰富的想象力,但科学界同样丰富的力量正在把这种科幻小说变成科学事实。亚博老虎机网登录

该环绕所述主体,并且经常用于帮助关节运动的刚性结构被称为外骨骼。这种“exosuit”艾滋病佩戴者的肌肉收缩和扩展和行为像一个人造肌肉。

这是在1965年第一机器人外骨骼的发展开始。这是当时通用汽车开发的哈迪曼,大型全身骨骼,旨在增强用户的力量,使重物的提升。

上世纪60年代在米哈伊洛·普平研究所,塞尔维亚,并在20世纪70年代初在美国威斯康星大学麦迪逊分校的美国大学结束,步态援助第一外骨骼被开发。

Matt Dickinson博士,普雷斯顿中央兰开夏大学机械工程高级讲师,教授概念设计领域,特别关注通过3D打印技术应用复合材料。亚博网站下载他在剑桥大学耗资数百万英镑新建的工程创新中心工作。

用于火星任务的机器人外骨骼技术

图片来源:天氏欧森

“说实话,如果你三年前告诉我,我们即将拥有发展中国家领先的外骨骼技术,我会怀疑你的理智,但我们现在在这里,”马特说。

这一切都始于多亏了本土小将谁赢得了2019年的区域主要工程师的竞争了。

幸运的是,评估每一件作品是我的责任,这一件立即引起了我的共鸣,因为它只是问了一个问题,为什么没有一件特殊的衣服,或外骨骼,一个患有肌肉疾病的孩子可以穿它来帮助行动。对我来说,这是一个显而易见的想法,肯定已经有一个了,但我错了!”

马特·迪金森博士,中央兰开夏大学机械工程高级讲师

设计是为缺乏发展的主要原因。例如,你如何制作西装是足够轻巧实用,“增长”与它的主人,也是低成本和便利呢?

作为一名机械工程师,我首先想到的是产生诉讼铝制成,其中回头看,本来是完全行不通的,以及作为窘况昂贵的生产“。

马特·迪金森博士,中央兰开夏大学机械工程高级讲师

所需的材料必须是轻量级的和可访问的,但它也需要的是实惠。总之,技术将是不切实际的,如果没有人能保持它,或者如果低收入家庭买不起。

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图片来源:天氏欧森

“这套宇航服的结构被称为被动设计系统,这意味着它是宇航服的一部分,充当一个收缩点,就像肌肉一样,但它也是一个被动外骨骼,分配力量和负载。”

“通过采用这两种方法,我们试图将这两种技术结合起来,构建一个混合系统,既支持人体结构,也有助于肌肉收缩和伸展,这导致了我们设计的一种新的定制驱动方法的开发。”

“我最初寻找的可能支持这一标准的材料是聚乳酸。目前,还没有人对这种材料进行测试,看它是否能够支撑人体,但结果很快表明,我们发现了一些非常特别的东西。”

复合材料的适用性是由设计的第一次迭代证明,虽然在人体皮肤中的乳酸的潜力,浸渍材料和问题与材料的反应对紫外光必须得到解决。

“皮肤有时会激活材料中的乳酸,这会导致细菌的形成,最终损害其结构的完整性。这使得我们将一种嵌有铜纳米颗粒的材料结合在一起,这种材料可以在汗液和复合材料之间形成屏障——如果你喜欢的话,这是一种完美的抗菌材yabo214料。”马特说。

切碳PET也在开发中。这是因为复合材料提供了额外的强度,它将被用作支撑结构的核心,包裹在碳纤维和聚乳酸中。

“基本上,像所有这样的项目一样,事情都在不断发展中。这些是我们目前正在发展的材料亚博网站下载,但我们也在不断寻找新的复合材料,可能取代它们,”马特继续说。

在这一阶段,除非我们对这些材料的力学性质有更好的了解,否则我们无法取得任何进展,这正是蒂纽斯·奥尔森(Tinius Olsen)发挥作用的地方。亚博网站下载

马特·迪金森博士,中央兰开夏大学机械工程高级讲师

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图片来源:天氏欧森

合作的场景是在英国一个大型工程展上的一次偶然相遇。这次会议已经看到了公司贷款,最初,光学引伸仪平台,一个50英石测试框架以及该公司功能强大的Horizon测试软件。如有需要,技术人员也在现场提供指导和建议。

然而,这种合作关系远不止于机械和咨询。Matt通过Tinius Olsen被介绍到ASTM国际,成为外骨骼开发标准F48.04委员会的小组委员会主席。

“首先,什么ASTM F48委员会正在考虑,与任何R&是要与人类使用可以利用d项目,是正在被使用的部件的故障疲劳”。

“还有部件的预期寿命和或材料被使用,通过通常的压缩,拉伸,和日常使用的弯曲运动。该天氏欧森机械和仪器,我们现在已经在我们的处置将使我们在更大的速率来承担这项要求的测试,从字面上需要几年关闭R&d的时间。”

“这个协会已经打开了该项目的大门是巨大的,我们硬是从普雷斯顿实验室一跃登上国际舞台,这已经看到了这一发展前进成倍。我们实际上不会已经能够得到我们目前没有天氏欧森。”

“我们的最终目标是开发一种可以提供辅助生活的西装。它并不是为了给患有肌肉疾病的孩子更多的力量,更多的是给他们更多的活动能力,更多的独立性,最重要的是,更高的生活质量。”

该诉讼将进入人体试验在今年晚些时候。

其他应用程序

这种发展可以成功地应用于比医学领域更多的地方。例如,对于计划于21世纪30年代中期进行的火星任务,美国国家航空航天局(NASA)等太空机构可以将这项技术应用到他们的宇航服设计中。

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这可以扩展到军事上的应用,而不仅仅是支持飞行员和士兵,而且技术人员和地勤人员负责坦克,重型条例和飞机的建设和维护的车身结构。

这项技术也有利于体育运动。身体防护设备app亚博体育对于像橄榄球和美式足球这样的运动来说是很明显的应用,但对运动损伤进行支持性治疗的机会也很大。

与建筑等制造业相关的繁重可以看到,因为紧张和背部受伤工人失去工作时间的减少。

中央兰开夏大学工程创新中心

位于普雷斯顿校区的英国中央兰开夏大学工程创新中心(EIC),以发现和合作的精神汇集了领先的商业头脑、世界领先的研究和鼓舞人心的教学。

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兰开夏郡作为一个卓越的高级工程,航空航天和制造业的国家中心位置由新£35米EIC加强。这有助于趋向于维护英国的声誉在这些领域的全球领导者。

它为工程专业的学生提供了与行业合作伙伴和研究专家一起工作的机会,有机会掌握飞行模拟器和无人机技术,在航空航天和赛车实验室的车辆上工作,实验3D打印,以及更多。

国家的最先进的教学和研究设施直接与行业从事并给出了当前的一些项目学生的实战经验。

通过这样做,EIC在区域和国家规模上成为工业战略的先锋之一,培养下一代世界级工程师,解决创新需求。

该中心研究了当代社会的重大优先事项和英国工业战略元素的可能解决方案。其目的是支持、管理和刺激知识转移和工程研究的战略发展和增长,这将使工业能够应对国内和全球各地的挑战。

活动集中在包含各种专业实验室的各种研究领域,涉及广泛的领域,包括复合材料、智能机械、石油和天然气、航空航天、3D打印和赛车运动。

此信息已经来源,审议通过天氏欧森提供的材料改编。亚博网站下载

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    Tinius奥尔森。(2021年8月03)。用于火星任务的机器人外骨骼技术。AZoM。于2021年9月3日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20599检索。

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