Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельный экзоскелет чертежи


Как построить тяжёлый силовой экзоскелет своими руками

Это пневматический экзоскелет с очень прочным стальным каркасом. Для этого скелета нам понадобится сварка (совсем немного), дрель и отрезная. Обшивка была нарезана на чпу фрезе. Ну и немного стали.


Начнем мы с каркаса рук.

Весь каркас мы делаем из стального профиля. Он хорошо обрабатывается и благодаря многочисленным отверстиям очень удобен для соединения. Для первого элемента (на фото) нужно примерно 2 метра стального профиля, джойстик, кусок оргстекла и 18 болтов с гайками на 6мм.

Или же сбоку. Внизу будет установлена дуга из ПЭТа.

Все элементы подгоняются под конкретную руку поэтому о каких- то точных размерах сказать сложно. В моем случае основа этого элемента делалась из цельного куска в 1 метр и перегибалась под 90 градусов через 45-10-45 см.

Второй элемент идет от локтя до плеча. Его размеры также подгоняются под конкретного пилота, но важно учитывать что именно через это элемент будет одевать вся рука и поэтому его нужно сделать чуть свободней, чем нужно. Суставом и соединителем тут служит очень мощная петля. Само собой можно нагородить и нормальные локти из подшипников, но тут это будет лишнее. На каждую руку нужно будет по 2 петли. Крепятся они также на 6 мм болты.

Вот так выглядит это всё сверху.

Или сбоку. Если есть небольшие «перепилы» как у меня это не страшно. На сталь в слабых местах всегда можно наварить нужные элементы. Для этого участка понадобится примерно 1,5 метра стального профиля.

Вот так рука крепится к шаровой опоре, которая служит тут плечевым суставом. Довольно мощный и подвижный элемент. Крепится эта опора на 2 насквозь проходящие через весь каркас шпильки на 10 мм.

Сделаем 5-6 штук 20 см пневмомускул. Со стороны джойстика устанавливаем стальную пластину. Примерно на расстоянии 3 см от конца петли.

На эту пластину и на другой конец каркаса и крепим мускулы. Если отверстий будет не хватить — сверлим. Всё равно всё это будет ещё покрываться пластиком.

Сверху это выглядит вот так. Нужно так подобрать расположение пластины и длины мышц чтобы при полном их расслаблении рука была полностью прямой и дальше не двигалась. Только на изгиб и только при активации мускулов.

Также, при подборе элементов и нужного градуса изгиба, нужно учитываться что мускулы сокращаются примерно на 1/3.

Так же делается и вторая рука. Вместо двух штырей на конец можно приделать всё что угодно. Там место много и благодаря большому количеству отверстий на профиле можно приделать хоть манипулятор, хоть крюк.

Следующий элемент это грудная основа с пнематикой. Это наиболее сложный и тяжелый элемент т.к. очень много элементов.
Сначала покажу как это должно выглядеть в конце.

Можно увидеть огромное количество зеленых трубок пневмопровода, мускулы, клапана, аккумуляторы.

Основу каркаса спины мы также делаем из стального профиля. Состоит он из 2 пропиленных и изогнутых элементов по 1 метру и одного «П» образного элемента 60-30-60. Всё это прошивается шпильками нужной длины. Я брал по 50 см плечевые и по 35 см которые сшивают по ширине. Вот так это выглядит спереди.

Сбоку это выглядит вот так. Все зажимается и соединяется болтами — никакой сварки. Так потом проще что-то снимать и подгонять, а это точно нужно будет делать не раз.

Бедра состоят из 4 элементов профиля длиной 20 см, 2 элементов из профиля длиной 10 см и 2 мощные шпильки на 12 мм, которые и соединяют все это. К спине бедра крепятся через очень мощную петлю.

Ноги также крепятся через шаровую опору. Она устанавливается через 5 см кусок профиля. Это элемент зажимается 20 см кусками профиля через шпильку. Должно быть что-то типа вот такого. Это прочно и подвижно получается.

А теперь самое сложное — пневматика.

Будем использовать стандартную полную схему. Она состоит из следующих элементов:16 пневмоклапанов, тройники, компрессор , пневмореле, ресивер, 8 групп пневмомускул, распределитель на все группы и 2 аккумулятора. Устанавливать её будем в спине.

Есть более простой, но менее эффективный вариант.

Приводы те же, но вся пневматика будет раз в 10 меньше...и во столько же раз неэффективней.
Но мы делаем первый вариант.
Сначала соединяем распределитель, ресивер, компрессор и пневмореле в 1 модуль. Так будет значительно удобней.

Ресивер сделан из обычного огнетушителя на 3 литра. Компрессор — двухцилиндровый для накачки шин. Клапана от полуавтоматической сварки для СО. Пневмореле -фреоновое. Давление на нем устанавливаем в пределах 2-5 атм. Больше давление — больше сила и резкость, но меньше стабильность. Это уже дело вкуса.

Питание выводим через пневмореле на какой-нибудь мощный переключатель (На 25А) и на аккумуляторы.

На передней части ставим 3 стальные пластины по 30 см. На них мы будем крепить компрессорный модуль и клапана. Также они дают дополнительную жесткость всей конструкции. Их можно наварить или же как я просто закрутить болтами дабы потом можно было снимать/подгонять.

Крепим на пластину клапана. Учитываем что на каждую группу мышц нужно 2 клапана — для активации и для спуска.

Все выходные трубки каждого активационного клапана подключаем к распределителю. Распределитель это по сути пневматический тройник. В него идет относительно толстый шланг от ресивера, а с него выходит много тонких трубок. Можно обойтись и без него, но понадобится просто огромное количество тройников от омывателя.

Кроме локтевого привода есть ещё привод на плече. Он позволяет ещё больше поднять руки. Для плеча нам понадобится 2 стальных уголка 10*10 см, 6 пневмомускул и небольшая стальная пластина для фиксации мышц. Первый уголок мы зажимаем между шаровой опорой и каркасом. На этот уголок крепим мышцы. Часть мышц крепим напрямую к каркасу. Это даст и дополнительную связку каркас-рука и не даст руке во время активации мышцы уехать в бок.

Второй уголок крепится уже на руку. Важно так подобрать длину мышц и расположение уголка чтобы при полностью расслабленных мышцах рука свободно висела. Удобно все сменные и подгоняемые элементы крепить на барашки. Это очень сильно ускорит первичную сборку,а потом уже можно и на обычные гайки.

Осталось сделать ноги с обшивкой и экзоскелет готов!
Самая сложная часть ноги это коленный сустав. Вот так он выглядит. Их нужно сделать 4 шт. Соединяется он с помощью сварки.

Фотография несколько смазана, но принцип увидеть можно. Это просто подшипник в зажиме и ограничитель хода. К подшипнику навариваются, по сути, держатели и через них идет крепление к ноге.

Если не делать ограничение хода то появляется вероятность повреждения ноги пилота.

Каркас ноги состоит из 4 подковообразных элементов. Все их размеры также подгоняются под конкретного человека. Все 4 элемента имею разные размеры. Скрепляется всё шпильками 10-12 мм, причем выводим 2 шпильки на длину бедра. Через них нога и будет крепится к шаровой опоре бедра.

Вариантов как сделать ступни было 2. Первый состоял в использовании уже готового элемента.

Это был более простой и быстрый способ. Для такой ступни нужно было только 4 элемента: Один стальной держатель для бруса, стальная пластина под ступню и 2 уголка для крепление к ноге. Крепится все должно было с помощью обычных портфельных шлейфов и замков.

Второй вариант заключался в изготовлении из пластин более аэргономичной конструкции. На этом варианте мы и остановились.

В этой ступне все элементы это просто 4 мм сталь, изогнутая и подогнанная под ногу. Элементы провариваются.

Ноги также имеют приводы. По 2 на ногу. Они позволяют удерживать статичное состояние или же подняться. Одна группа мышц расположена в бедре и тянется от каркаса бедра к верхней подкове ног. Мышцы как бы тянет вперед ногу.

Вторая группа мышц расположена прямо в каркасе ноги. Эта группа при активации «стягивает» ногу. Шланги идут к спине, к клапанной группе.

Управление ногами осуществляется через кнопки расположенные в «лодыжке». Т.е. мы тянем ногу назад и нажимаем кнопку.
Как и в случае с рукой ведем провода к клапанам. Руки используют только 2 из 5 контактов джойстиков поэтому можно приделать какое-то оборудование. Или же перевести управление ног на руки.

Для зашиты всей пневматики от повреждений и защиты пилота от пневматики весь экзоскелет покрывался противоударным ПЭТом.

ПЭТ это что-то типа толстого спрессованного полиэтилена. Является антивандальным покрытием. Покрываем пластиком места непосредственного расположения пневматики и участки контакта с пилотом. Крепим саморезами и болтами.

В обшивку ног устанавливаем кнопки для управления. Тут их лучше видно. Верхние кнопки управляют бедренными приводами. Провода и трубки лучше поместить в какую нибудь гофру или же другой шланг — их так много что велика вероятность случайно задеть.

Для того чтобы экзоскелет можно было легко одевать и снимать в качестве держателей пилота используем портфельные лямки.

Скелет готов! Само собой это не 146% точное руководство по сборке т.к. многое было не сфоткано, да и времени много прошло, но основные моменты для сборки я считаю освещены.

Собирали мы вот это

Источник

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану ([email protected]) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Еще раз напомню, что посты теперь можно читать на канале в Телеграме

и как обычно в инстаграме.    Жмите на ссылки, подписывайтесь и комментируйте, если вопросы по делу, я всегда отвечаю.

Жми на кнопку, чтобы подписаться на "Как это сделано"!

Самодельный супергерой: самодельный экзоскелет [Джеймса]

Здесь, в Hackaday, мы не просто кучка обезьян с пишущими машинками; мы надеваем хакерскую шляпу всякий раз, когда позволяет наше расписание. Или, как в случае с собственным [Джеймсом Хобсоном] Хакадэем, Ака [Хэксмит], вместо этого он надевает этот изящный прототип экзоскелета, превращаясь в супергероя. Вдохновленный экзоскелетом из фильма Elysium , этот проект приближает [Джеймса] на шаг ближе к более важной цели - созданию костюма в стиле Железного человека.

А пока экзоскелет сам по себе впечатляет. Конструкция представляет собой комбинацию перфорированных стальных труб, изготовленных по индивидуальному заказу, и пневматических цилиндров, прикрепленных к своего рода задним распоркам. В демонстрационном видео [Джеймс] смотрит вниз на 170 фунтов шлакоблока, прикрепленного к штанге, и, хотя он не легкий, вы можете сразу сказать по его реакции, насколько помогает экзоскелет, когда [Джеймс] снова и снова сгибает самодельные гири. . И это только при половинном давлении. [Джеймс] думает, что смог бы преодолеть отметку в 300 фунтов в подъеме, если бы сначала не сломал себе ноги.

Есть много закулисных съемок процесса сборки, так что не забудьте остаться после прыжка, чтобы увидеть немалую порцию видео, и посетите веб-сайт [Хэксмита], чтобы увидеть другие его проекты.

Финальный тест экзоскелета:

Некоторые видео из журнала сборки экзоскелета. Подробнее на его канале!

.

Самодельный экзоскелет с легкостью поднимает Mini Cooper

Некоторые из вас могут знать, а могут и не знать, меня интересует все, что связано с экзоскелетами. Я возился со своими собственными проектами в течение прошлого года или около того, и как раз на прошлых выходных протестировал новейший дизайн нижней части тела. Есть много скучных (и некоторые сказали бы безопасных) способов проверить это. Но это не весело. Для своего теста я использовал нижнюю половину экзоскелета, чтобы взять Mini Cooper.

Возможно, вы помните мой оригинальный дизайн верхней части тела, который я скинул в своем гараже в качестве доказательства концепции.Это сработало хорошо для того, что было, и, что удивительно, покорило Интернет - собрало более миллиона просмотров за одну неделю для видео, в котором я скручиваю 170 фунтов на заднем дворе. Пожар начался - я знал, что мне нужно что-то улучшить. И это было началом моих поисков по созданию экзоскелета с приводом от всего тела.

Самой большой проблемой с оригиналом было отсутствие поддержки спины - не имело значения, какой вес я мог поднять, это все равно принимал мой слабый человеческий скелет.Настало время вернуться к чертежной доске и начать проектирование с нуля.

Жизнь мечты

Проект продвигался медленно, мое время было занято надоедливой работой, пока незадолго до Рождества я решил бросить свою постоянную работу в качестве разработчика продукта (я механик-инженер) и сосредоточиться на экзоскелетах, YouTube, и эффективно стать «Хакером по найму» - подробнее об этом в следующей публикации!

Вскоре после этого немецкое научное шоу Галилео обратилось к ним и спросил, могут ли они показать мой новый экзоскелет на своем шоу - я согласился и, возможно, пообещал им подвиг силы, я даже не был уверен, что буду способен делать - поднимать машину.

Как и большинство инженеров, я лучше всего работаю под давлением, поэтому меньше чем за неделю до собеседования мы начали работать над ногами. Набраться сил, чтобы поднять машину, было довольно легко. У меня была пара пневматических цилиндров диаметром 63 мм, которые при 125 фунтах на квадратный дюйм способны поднимать более 800 фунтов за штуку. Самое интересное было прикрепить их к моему телу, чтобы сделать это.

По правде говоря, крепления цилиндров не такие уж элегантные. Вот почему я делаю экзоскелет полностью модульным - вы можете просто снимать цилиндры, когда они вам не нужны, - потому что вы никогда не сможете работать с такой гигантской пневматикой.Не говоря уже о том, что у нас нет технологии дугового реактора, необходимой для питания экзоскелета в течение разумного периода времени…

Не волнуйся, они запирают

Нет-нет, настоящий гений (если я сам так говорю) кроется в механических ножках за цилиндрами. Замковые соединения, способные воспринимать огромное количество силы.

Храповые суставы экзоскелета позволяют мне выдерживать вес без какого-либо давления или силы, проходящей через мое тело. В приведенном выше тесте у нас не хватило веса, чтобы поставить штангу . Соединения позволяют экзоскелету быть гибким в режиме свободного плавания, а это значит, что я могу даже бегать с ними, но при этом обеспечивают удивительную поддержку и жесткость, когда это необходимо в заблокированном режиме.

Подобно «стулу без стула», ножки экзоскелета могли позволить рабочим работать в неудобных положениях, не напрягая свое тело. Или для решения проблемы всего тела, как насчет экзоскелета FORTIS от Lockheed Martin?

Слева: Noonee «Кресло без стула», справа: Lockheed Martin FORTIS

Хотя развитие аккумуляторных технологий значительно расширит потенциал костюмов с механическими экзоскелетами, я считаю, что следующий прорыв в функциональных экзоскелетах будет намного проще.Все дело в механическом преимуществе.

Кредитное плечо

Колесо, а затем и велосипед произвели революцию в транспортной отрасли. Это позволило людям использовать механическое преимущество с помощью зубчатых передач, чтобы делать то, что они никогда не могли раньше. Как если бы вы двигались со скоростью более 120 км / ч своей собственной, очень человеческой силой.

Мы уже используем много инструментов, которые используют рычаги и передаточные числа, так что, если бы мы могли создать экзоскелет, который делал бы то же самое, что и велосипед, для транспортировки, но вместо этого позволял бы людям достичь сверхчеловеческого уровня силы в таких областях, как строительство, катастрофы? помощь, военная помощь и любая другая задача, которая выходит за рамки того, с чем может справиться наше собственное тело?

Вот что меня волнует.Без лишних слов, вот последние приготовления, а затем большое испытание.

Очевидно, что оставить этот проект (и тестирование!) На последнюю минуту было не самым разумным решением, но, эй, немецкая телевизионная группа должна была снять небольшую часть «создания», поскольку мы поспешили закончить это, что утро. Мы многому научились, и у нас есть много вещей, которые нужно улучшить в конструкции - возможно, вы заметили в видео, что голени экзоскелета на самом деле была снята во время первого теста! К счастью, это не было катастрофой, и мы смогли исправить это до финальных испытаний.Если вы хотите продолжить работу над проектом, рассмотрите возможность подписки на мой канал YouTube, где я публикую новости почти каждую неделю.

Еще в 2008 году мы рассмотрели реальные силовые костюмы. Скорее всего, нам скоро понадобится что-то новое ... но очевидно, что ни один из этих дизайнов не получил широкого распространения. Вы никогда не видели, чтобы кто-нибудь из них использовался в реальной жизни, верно? Но все, что для этого нужно, - это продуманный до конца правильный дизайн.

Если есть кто-то, кто работает над своим собственным оборудованием для улучшения человека, мы хотим об этом услышать!

.

вещей с меткой «Экзоскелет» - Thingiverse

Руки экзоскелета, напечатанные на 3D-принтере Автор: 3DPrintIt 22 июня 2015 г. 6016 5675 150 Чувственная перчатка автор: Nick_Iacobbo 24 октября 2015 г. 701 668 44 Работает на Exoskelton Darwin Ver1.0 автор Revody_inc 25 октября 2014 г. 583 464 11 Экзокостюм (Часть 2: Торс) по Roman13 10 ноя.2016 517 480 14 Экзоскелет Elysium Max по 01binary 27 марта 2017 г. 480 452 40 Погрузчик Carlz Aliens + демонстрационная база + контейнер с подъемником Wayland автор: carl74 13 апреля 2019 422 507 26 Экзокостюм (Часть 1: Руки и плечи) по Roman13 18 апреля 2016 г. 399 455 43 год Сборщик кристаллов экзоскелета готов к работе! автор: cptnAWESOME 27 янв.2012 г. .

Карта экзоскелета | Hackaday.io

Экзоскелеты

имеют множество применений, они могут принести пользу в медицине, военном деле, промышленности и космических путешествиях. Сегодня у нас много людей, создающих экзоскелеты, но у них есть проблема. Большинство экзоскелетов двуногие, что означает, что они могут поддерживать только нижнюю часть тела. А как насчет остальных 75% тела? Одна из проблем с полным покрытием тела - сложность, в теле человека много движущихся частей.Взгляните на ноги и сравните их с рукой. Теперь, хотя это амбициозная цель, я хочу спроектировать и построить целый экзоскелет руки. Есть много проблем, с которыми нужно столкнуться, например, власть, пространство, контроль, но я справлюсь с ними.

Итак, как бы вы управляли такой системой?

А как будет выглядеть полная система? Если вы посмотрите на диаграмму выше, это станет своего рода сумасшествием, и это простая версия.Есть много датчиков, необходимых для движения и безопасности. Начнем с одной из самых сложных частей экзоскелета - руки. На пальцах есть множество мелких суставов, но мы можем упростить задачу, используя анатомию руки в качестве ориентира. Мы можем использовать датчики давления для преобразования изгиба пальца в аналоговый сигнал, который мы можем использовать для управления внешним сухожилием для перемещения экзоскелета.


Я планирую использовать нити в качестве сухожилий в руке экзоскелета.Я хочу изготовить датчики силы для определения натяжения нити. В нижней и верхней части пальца будут датчики усилия и изгиба. Когда кевлар вытягивается движением, микроконтроллер определяет направление движения и сообщает двигателям, куда двигаться. Кевлар должен быть конечной целью для материала сухожилий.

.

Смотрите также