Wie motorisiere ich die Ellenbogenpfanne und andere Gelenke in einem angetriebenen Exoskelett?

Wie würden Sie die Gelenke in einem Iron Man-Anzug motorisieren? Sie brauchen etwas ziemlich Flaches, denke ich, wahrscheinlich zwei Servos, die auf beiden Seiten eines Ellbogen- oder Kniegelenks oder auf beiden Seiten Ihrer Hüften sitzen, aber wie können Sie dort motorisierte Aktionen ausführen, ohne die Dicke des Gelenks dramatisch zu erhöhen?

Kettenantriebe im Fahrradstil würden meiner Meinung nach nicht funktionieren, da die Länge der Kette variieren müsste, je nachdem, in welcher Position Sie sich für mindestens viele Gelenke befinden.

Wie würden Sie die Gelenke motorisieren?

Adressierung des Schultergelenks , das etwas komplizierter ist als Ellbogen und Knie ... Nach diesem sind die anderen Gelenke viel einfacher zu visualisieren oder zu konstruieren.

So könnte das Kugelgelenk funktionieren:

• Bewegungsfreiheit: Rund um die Uhr ca. 60 Grad. Weniger als für Menschen, aber es kann ohne Schwierigkeiten auf etwa 80 Grad eingestellt werden, indem der halbe Torus schmaler gemacht wird.
• Der statische Halbtorus (hier in glänzendem Stahl dargestellt) dient der Festigkeit und wird durch einen starren Satz von Streben mit dem Torso-Exoskelett verbunden. Halber Torus = Torus mit herausgeschnittenem inneren Koaxialzylinder, vorläufiger Durchmesser des zylindrischen Lochs 145 mm.
• In der inneren Hohlkugel aus gebläutetem Stahl geht der Arm durch, direkt hinter der eigentlichen Schulter. Vorläufiger Durchmesser der Kugel 138 mm, Durchmesser des inneren zylindrischen Lochs 100 mm.
• Ringe von kleinen Schrittmotoren an den vorderen und verborgenen Kanten des Halbtorus, die die innere Hohlkugel greifen.
• Schrittmotoren haben einen Außenringrotor, einen Innenstator und gummierte Omniwheel- "Zähne", um die innere Kugel zu bewegen.
• Die innere Kugel wird natürlich an einem starren Exoskelett befestigt, das den Abmessungen des Oberarms bis zum Ellbogengelenk entspricht.

So wirken die Motoren aus nächster Nähe auf die innere Sphäre:

So funktioniert jeder Omniwheel-Schrittmotor:

Das Omniwheel-Design ist erforderlich, damit die Zähne eine reibungslose Bewegung axial zur Drehrichtung ermöglichen.

Erik, dein Wunsch ist mein Befehl:

"Pancake-Schrittmotor mit hohem Drehmoment" fällt mir ein. Können Sie eine und ein paar Extras entwickeln? :) :)

Im Ernst, Sie betrachten eine Kombination von Technologien und Disziplinen. Die präzise Positionierung eines "Pancake-Schrittmotors mit hohem Drehmoment" mag eine akzeptable Richtung sein, aber es wird wahrscheinlich einfach der Fahrer hinter der Hydraulik von Nick Alexeev (Terminator) sein, schließlich hat die Hinterhacke sicherlich ihren Platz im "Motiv" Verstärkung, "wenn ich den Begriff schlampig verwenden darf. :) :)

Ich melde mich.

1. Sie könnten piezoelektrische Inchworm-Motoren verwenden. Der Ansatz wird hier beschrieben: https://www.techbriefs.com/component/content/article/tb/techbriefs/mechanics-and-machinery/2273

2. Sie könnten ein Kugelroboter-Motorsystem verwenden, das mit einem Gelenklager auf dem Kopf steht, anstatt mit einem Ringmotor zu betätigen. Der Ballroboter wird hier gut erklärt: https://www.youtube.com/watch?v=bI06lujiD7E Lager sind hier verfügbar: https://www.acornbearings.co.uk/bearings/spherical-roller-bearings . Eine Omniwheel-Annäherung finden Sie hier: https://www.semanticscholar.org/paper/Concept-of-a-three-DOF-spherical-joint-gripper-Weyrich-Abdullah/10699c6f1c39a8700c903d407a110910bef53f3c

3. Sie könnten einen Seltenerd-Magnetkugelrotor mit einem Elektromagnet herstellen. Siehe diese beiden Links für eine bessere Idee. und

4. oder ein Delta-Roboter durch ein SR-Gelenk.

5. Ich vermute, Sie sind bereits mit Stewart-Plattformen vertraut

Hoffe das hilft. Ich kann Dinge skizzieren, wenn dies nicht klar ist, aber ich bin nicht schnell genug im CAD, um dies alles herauszuarbeiten. Ich habe keine Bilder gepostet, weil es furchtbar langsam schien.