Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Exoskelette in der Produktion und Reha - Bionische Aspekte bei der Entwicklung körpergetragener Robotik

 
: Schwarz, Oliver; Lefint, Jérémy; Hochberg, Conrad; Ebrahimi, Amir; Fabian, Marius; Singer, Raphael; Rogge, Tobias; Schneider, Urs

Kesel, A.B. ; Gesellschaft für Technische Biologie & Bionik e.V. -GTBB-, Saarbrücken; Hochschule Bremen, Bionik-Innovations-Centrum -B-I-C-; Forschungsgemeinschaft Bionik Kompetenznetz:
Bionik: Patente aus der Natur : Innovations- und Nachhaltigkeitspotenziale für Technologieanwendungen; Tagungsbeiträge; 8. Bionik-Kongress; Hochschule Bremen, 21.-22. Oktober 2016
Bremen: Hochschule Bremen, 2017
ISBN: 978-3-00-055030-0
S.80-90
Bionik-Kongress <8, 2016, Bremen>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IPA ()
Medizintechnik; Bionik; Exoskelett; Hebehilfe; Körperliche Belastung; Fertigung; Logistik

Abstract
Die enge Zusammenarbeit von Mensch und Maschine, von Mensch und Roboter tritt in extremster Weise bei körpergetragenen exoskelettären Systemen zutage, welche die Bewegungen des menschlichen Körpers aktiv oder passiv unterstützen sollen.
Als Kehrseite der Unterstützung muss bisher die erhöhte Grundlast der technischen Komponenten akzeptiert werden und die Einschränkung der Bewegungsfreiheit der Nutzer eingeschränkt.
Mit einem neuen, bionischen Ansatz durch Übertragung muskulo-skelettärer Strukturen auf exoskelettäre Strukturen konnten die Einschränkungen der Bewegungsfreiheit des Anwenders beim Tragen und das Gewicht des Exoskeletts deutlich reduziert werden.
Hierzu wurden beim„Stuttgart Exo-Jacket“ die Antriebsmodule direkt an den Gelenken angebracht und mit einem Freilaufgelenk ausgestattet, sodass die hochintegrierte Getriebe-Elektromotoreinheiten auch in energielosem Zustand beweglich sind.
Zudem wurde eine Gelenkkette an den Schulterpartien und ein an die menschliche Wirbelsäule und Muskelpartien angelehntes leichtes Rückenmodul realisiert, die alle Schulter- und Rückenbewegungen zugelassen, aber die ungesunde Flexion der Wirbelsäule erschwert.
Auf diese Weise kann sich der Anwender im Exoskelett frei bewegen, wird jedoch falls notwendig, wie zum Beispiel beim Heben von schweren Lasten, vom Exoskelett mit zusätzlicher Energie unterstützt.

 

The close co-operation between man and machine, man and robot, is manifested in an extreme way in exoskeletal systems, which are supported by the body, which are suppose actively or passively the movements of the human body.
As a backdrop of support, the user has to accept the increased base load of the technical components and the restriction of the freedom of movement.
With a new biomimetic approach the transfer of musculoskeletal structures to the “Stuttgart Exo-Jacket” significantly augments the user's freedom of movement and reduces the weight of the exoskeleton. The lightweight spine module, made from 3D printed plastic and the joint chain on the shoulder parts, which is leaned against the human spine and muscle parts, allows for most natural shoulders and back movements. Through the chain of artificial vertebral body modules and tensile rubber cables, the unhealthy flexion of the human spine during lifting can be effectively restricted.
In this way, the user can freely move in the exoskeleton, but is supported by the exoskeleton with additional energy if necessary, for example when lifting heavy loads.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-439161.html