Koppelkromme Meting

NIEUW: Nu inclusief meting van verticale compressiekracht!

Introductie

Jaren geleden ontwikkelde Laevo een meetapparaat om koppelkromme te meten van exoskeletten. Het apparaat werd in eerste instantie ontwikkeld voor onderzoek en ontwikkeling van Laevo-exoskeletten. Zo geeft bijvoorbeeld het meten van koppelkrommen op ingestelde intervallen tijdens een levensduurtest veel inzicht in de prestaties die men in de loop der tijd van een exoskelet kan verwachten en waar mechanische verbeteringen kunnen worden aangebracht. Het apparaat wordt nog steeds regelmatig gebruikt voor onderzoek en ontwikkeling, maar ook voor kwaliteitscontrole van nieuwe productiebatches van onderdelen en assemblages.

In de loop der jaren werd het bestaan van dit apparaat bekend in ons netwerk en begonnen onderzoekers contact op te nemen over de mogelijkheden om verschillende exoskeletten te vergelijken aan de hand van koppelkrommen. Volgens Laevo zijn koppelkrommen de beste en meest informatieve specificatie voor exoskeletten als het gaat om het objectief beschrijven van het ondersteuningsgedrag van exoskeletten, dus Laevo was niet terughoudend om extern toegang te bieden tot dit apparaat om potentieel ons standpunt te versterken. In de tussentijd zijn er veel papers geschreven waarin metingen die zijn gedaan op deze opstelling als basis dienden.

Laevo heeft 3 gratis te lezen Leercentrum pagina's over wat koppelkrommen zijn en hoe ze gebruikt kunnen worden voor exoskeletten. Bezoek de eerste met behulp van de onderstaande knop:

Laevo opent nu de deuren nog verder door een koppelkromme meting aan te bieden voor wie geïnteresseerd is!

Beschrijving van de koppelkromme meetopstelling

Het apparaat bestaat uit twee hoofdonderdelen: (1) een gekalibreerde Testometric M250 universele testmachine en (2) een buigende paspop die voorover buigt rond het heupgewricht. Deze twee zijn verbonden door een kabel- en katrolsysteem om de lineaire verticale beweging van de testmachine om te zetten in een roterende buigende beweging van de paspop. De testmachine meet de kracht via deze kabel gedurende de buigbeweging, wat de inspanning beschrijft die de machine moet leveren om de paspop voorover te laten buigen.

Deze krachtmeter kan worden omgezet in een koppelmoment op basis van de afmetingen van het katrolsysteem binnenin de paspop. Door de metingen van de lege paspop en de paspop met een exoskelet van elkaar af te trekken, wordt het zuivere koppelmoment berekend dat het exoskelet op de paspop heeft uitgeoefend, rekening houdend met de zwaartekrachtseffecten van het gewicht van de exoskelet onderdelen die op het torso zijn gemonteerd. Het buigen en weer rechtop komen worden in één meting vastgelegd, omdat deze complete cyclus verdere gegevens over de specificaties van het exoskelet oplevert.

Nu ook met een verticale compressiekracht sensor

Het apparaat heeft in de loop der tijd veel upgrades gekregen, waardoor de nauwkeurigheid van het apparaat en de compatibiliteit met andere exoskeletten zijn verbeterd. De laatste grote upgrade is de introductie van een extra loadcel binnenin de torso van de paspop, die meet met hoeveel kracht het exoskelet naar beneden trekt op het torso van de paspop, gedurende de hele buigbeweging. We schrijven 'verticaal', maar wat we bedoelen is parallel aan de wervelkolom van de paspop.

Met behulp van deze sensor kan Laevo aanvullende objectieve gegevens verstrekken die de verschillen tussen exoskeletten laten zien. Laevo is van mening dat het goed is om de verticale compressiekracht die het exoskelet op het torso uitoefent te minimaliseren om zo de vermindering van de compressiekracht op de wervelkolom te optimaliseren. Dat is wat goedwerkende rugondersteunende exoskeletten zouden moeten doen. Lees onze Learning Center-pagina om te leren hoe zwaar tillen hoge compressiekrachten op de wervelkolom veroorzaakt en wat het met de wervelkolom kan doen. Binnenkort zal ook een nieuw whitepaper online staan in ons Learning Center, waarin metingen worden getoond met behulp van verschillende exoskeletten.

resultaten

Als klant van deze service kunt u er natuurlijk voor kiezen om de ruwe gegevens te ontvangen en zelf te verwerken, maar Laevo kan uw leven ook iets gemakkelijker maken. Gebruik een door Laevo geschreven, en vele malen geverifieerd, script dat automatisch meerdere analyses kan uitvoeren:

• Koppel-hoek grafieken
  Het script zet de kracht-vervormingsuitvoer van de Testometric om in koppel-hoekgegevens op basis van de katrolgeometrie binnenin de paspop. Door deze gegevens te plotten, wordt een koppel-hoek grafiek gecreëerd, ook wel bekend als de koppelkromme. Dit diagram biedt al de belangrijkste informatie:

• De grootte van het koppelmoment
  Beschrijft de hoeveelheid ondersteuning die het exoskelet kan bieden tijdens de hele buigbeweging van de paspop.

• De vorm van de kromme
  Dit is een van de grootste differentiatoren als het gaat om het specificeren van exoskeletondersteuning. Met behulp van de koppelkromme kunt u zien welk koppel het exoskelet levert bij elke buighoek. Veel exoskeletten hebben een lineaire koppelkromme, wat betekent dat het piekkoppel bij de diepste buiging is en geleidelijk opbouwt. Andere exoskeletten hebben echter verschillende vormen. Laevo plaatst bijvoorbeeld het piekkoppel rond de 40 graden buiging met behulp van zijn Smartjoint-technologie.

• Het verschil in koppelkromme bij naar beneden buigen en weer omhoog komen
  U zult merken dat bijna elk exoskelet een andere koppelkromme heeft bij het vergelijken van naar beneden buigen en weer omhoog komen. Soms zijn deze verschillen groot. Meer hierover in de volgende bullets. Koppelkrommen zijn het beste gereedschap om dit verschil te visualiseren.

• Opgeslagen en teruggegeven energie
  Het script kan automatisch detecteren wanneer de paspop in zijn diepste buiging is en berekent de energie die in het exoskelet wordt opgeslagen tijdens het voorover buigen, en afzonderlijk de energie die aan de gebruiker wordt teruggegeven wanneer deze weer omhoog komt. Deze hoeveelheden zeggen iets over de hoeveelheid werk die het exoskelet voor de gebruiker verricht. Met andere woorden, energie die de gebruiker niet meer zelf hoeft te leveren omdat het exoskelet zijn werk ondersteunt. Het kan daarom een nog betere indicator zijn van de mate van ondersteuning van een exoskelet dan een koppelkromme is.

• Hysteresis
  Het verschil tussen de totaal opgeslagen en teruggegeven energie is de energie die verloren gaat in het exoskelet, zoals wrijving als gevolg van wrijving tussen onderdelen. De verhouding tussen deze verloren energie en de totale opgeslagen energie wordt de hysteresis eigenschap genoemd, wat een uitstekende prestatie-indicator is voor de efficiëntie van passieve exoskeletten.

• NIEUW: Verticale kracht-hoek grafieken
  Vergelijkbaar in uiterlijk met koppelkrommen, kunnen we nu metingen verstrekken van de verticale kracht die door het exoskelet op het torso van de paspop wordt uitgeoefend gedurende de hele buigcyclus.

Lees onze whitepaper over dit apparaat en bekijk de voorbeeldmetingen die we hebben gemaakt in het Leercentrum of gebruik onderstaande knop:

Geïnteresseerd?

Bent u geïnteresseerd of heeft u vragen? Neem contact met ons op via ons contactformulier. We staan klaar om u te helpen!