èªªåˆ°å¤–骨骼機器人，大家可能會有些陌生，但是大家都應該聽過漫威Marvel的作品Iron Man《鋼鐵俠》，或者看過一些科幻電影，未來的人類通過穿戴外骨骼機甲來獲得巨大能量和戰斗力，從而上天入地，戰無不勝，外骨骼機器人賦予了大眾無限遐想和向往...

　　

　　通俗來講，外骨骼機器人是一種人類可穿戴的增強設備，可以增強人類穿戴者的身體能力。通過智能控制將人類的智慧創造與機器的高強度耐久性相結合，創造出適用于多種領域的外骨骼機器人，例如用于醫學康復、運動輔助或者工業搬運當中。

　　開發實用且性價比高的外骨骼機器人是一項令人興奮的技術挑戰。自20世紀90年代以來諸多機器人先驅者一直在積極研究這項技術，現在來跟隨Celera Motion賽洛拉一起，來了解我們的精密運動控制產品是如何助力于外骨骼機器人應用。

　　

　　Celera Motion - 產品應用

　　在外骨骼機器人的所有組件中，我們認為伺服驅動器是最重要的，如果我們比作電機是外骨骼機器人的肌肉組織，那么伺服驅動器就是機器人的大腦。因此，伺服驅動負責整套機器人的運動控制。伺服驅動通過諸多反饋傳感器，接收到位置、速度或電流的指令信號。相應地調整施加到電機的電壓和電流，確保外骨骼機器人整套系統的精密運動，以及高效可靠的工作。

　　

　　Celera Motion給一家專注于外骨骼機器人的公司提供了精密運動控制解決方案，這家公司研發的外骨骼機器人，定位于幫助殘障人士，讓外骨骼穿戴者達到身體平衡，并且可以像正常人一樣，自由行走。

　　

　　這款機器人是一種具有12個自由度的自平衡外骨骼，總共裝載了12個電機，依靠動態算法來確定用戶的步態。它能夠實現自平衡，幫助病人站立，還可以依靠動態行走算法模擬人的行走動作，并根據穿戴者的體型姿態，調整步伐和進行定制化的練習，外骨骼機器人對患者的康復訓練可以起到良好的輔助作用。

　　這12個電機分布在機器人的三個關節處，6個位于臀部髖關節，2個位于膝蓋膝關節處，4個位于腳踝關節處。在外骨骼機器人的這12個運動關節中，其中有8個軸均配備了我們的Omni Plus系列無框電機，電機外徑為100mm，內徑為60mm。

　　

　　Omni Plus系列無框電機

　　在談到為何選擇這款無框電機，用戶的工程師表示首先是Omni Plus系列電機的出色的功率密度和超低的齒槽力吸引了他，高功率密度是我們Omni Plus系列電機最突出的特點。另外電機具有出色的內徑外徑結構比例，電機大中空孔徑的設計，使得用戶可以更靈活的在緊湊的空間中安裝我們的電機，以及完成復雜的布線。

　　

　　Omni Plus系列無框電機

　　并且電機的熱損耗小，相比其他品牌的電機，在同等的功率輸出下，我們的Omni Plus電機產生的熱量更少，這一點是十分重要的，因為外骨骼機器人的高安全性和穩定性的要求，人們希望外骨骼機器人能在電池供電的情況下盡可能的長時間運行，這意味著發熱可能是一個問題，機器人內部的電子元器件會不可避免地發熱，使得機器人本體溫度會升高。根據可穿戴設備的設計要求，任何外骨骼機器人的溫度都應盡可能低。這既是為了減少能量損耗，也是為了用戶的舒適感和安全性。事實證明，我們的電機是介于扭矩和散熱之間的最佳方案。

　　了解完電機，接下來我們進入到機器人的大腦，也就是伺服驅動器，在這款外骨骼機器人的所有的12個軸的運動控制，均配備了我們的最新一代伺服驅動器Everest S!

　　

Everest S - NET / XCR

　　產品特點 - Everest S

　　持續電流45A

　　峰值電流60A

　　供電范圍8VDC-80VDC

　　支持EtherCAT和CANopen通訊

　　支持PWM頻率范圍10 kHz ~ 100 kHz

　　16-bit ADC高分辨率電流采樣

　　支持多種反饋接口編碼器，并支持雙絕對值編碼器反饋(Endat / SSI / BISS-C)

　　外骨骼機器人，無論是在康復醫療應用中還是運動輔助應用中，其目的都是為了提高穿戴者的機動性，所以大多數的外骨骼機器人都配備了移動便攜式電源。

　　

Everest S - NET / XCR

　　外骨骼機器人需要經常移動并盡可能長時間運行。這意味著工作效率是尤其重要的，這一特點在伺服驅動器上同樣適用。使用具有低待機功耗和高工作效率的伺服驅動器對于延長外骨骼機器人的工作續航時間起到至關重要的作用。Everest S高達99%的工作效率的特性，尤其適用于外骨骼機器人這種對工作效率有嚴苛要求的場合。

　　

尺寸圖 - Everest S (嵌入式版本)

　　產品輕量化，靈活化是開發外骨骼機器人的另一個重大挑戰，在機器人內部緊湊的空間內安裝電機、伺服驅動器和傳感器絕非易事。Everest S伺服驅動器的出現，其大小僅僅只有26mm*35mm*10mm，重量最低僅為18g(嵌入式版本)，意味著用戶可將我們的驅動器輕松集成到緊湊且有限的安裝空間內，同時我們驅動器支持定制開發，可讀取多種傳感器數據，例如安裝在外骨骼機器人中的IMU(慣性測量單元)，確保伺服驅動器實時了解當前機器人的姿態，確保安全可靠性，例如在沒有安全帶的保護下，外骨骼機器人也不應該在任何環境下跌倒，即使是有人去嘗試推倒外骨骼機器人。