缓慢但持久的外骨骼踏板
在外骨骼领域开始工作半个世纪之后,这种设备的第一批样品已准备好进行全面的工作。 洛克希德·马丁最近吹嘘其HULC项目(人类通用负载载体 - 人类通用载重系统)不仅通过了与五角大楼进行的现场测试,而且还准备进行大规模生产。 外骨骼HULC现在在其他公司的几个类似项目中“呼吸”。 但是这种丰富的结构并不总是如此。
实际上,在上个世纪上半叶出现了创造任何可以由男人穿戴并显着改善他的身体素质的装置的想法。 然而,直到某个时间,它只是科幻作家的另一个概念。 实际应用系统的开发仅在五十年代末才开始。 在美国军方的支持下,通用电气公司启动了一个名为Hardiman的项目。 技术任务是大胆的:来自GE的外骨骼应该允许一个人在重达1.5万磅(大约680一公斤)的负荷下操作。 如果项目成功完成,Exoskeleton Hardiman将具有非凡的前景。 因此,军方计划使用新设备来促进空军炮兵的工作。 此外,“在线”是核科学家,建设者和其他行业群众的代表。 但即使在该计划启动十年后,通用电气的工程师也未能成功实施金属计划中的所有计划。 建造了几个原型,包括一个工作机械臂。 Hardymena巨大的爪子有一个液压驱动器,可以提升750磅货物(大约340 kg)。 在一个可行的“手套”的基础上,可以创建第二个。 但设计师还有另一个问题。 外骨骼的机械“腿”不想正常工作。 具有一个臂和两个腿支撑的原型Hardiman在750千克下称重,而最大计算承载能力小于其自身重量。 由于这种重量和外骨骼在提升负载时对中的特征,通常整个结构开始振动,这几次导致倾斜。 具有讽刺意味的是,该项目的作者称这种现象为“圣维特的机械舞蹈”。 无论通用电气的设计师如何进行战斗,他们都无法应对中心和振动。 在70-x项目的最初阶段,Hardiman关闭了。
在随后的几年里,朝着外骨骼方向的工作变得不活跃。 他们不时开始参与各种组织,但几乎总是没有遵循正确的结果。 与此同时,创造外骨骼的目的并不总是军事用途。 在70-ies,马萨诸塞理工大学的员工没有取得多大成功,开发了类似类别的设备,用于修复受肌肉骨骼系统损伤的残疾人。 不幸的是,各种服装单元同步的问题也是工程师的问题。 应该注意的是,外骨骼具有许多特征,这些特征并不容易创建。 因此,人类操作员的物理能力的显着改善需要适当的能量来源。 后者又增加了整个装置的尺寸和重量。 第二个障碍在于人与外骨骼的相互作用。 这种设备的操作原理如下:一个人用他的手或脚进行任何运动。 与肢体相关的特殊传感器接收该信号并将相应的命令传递给执行器 - 液压或电动机构。 与命令同时,相同的传感器确保操纵器的运动对应于操作者的运动。 除了运动幅度的同步之外,工程师还面临临时通信的问题。 事实是,任何机械师都有一些反应时间。 因此,应该最小化它以便于外骨骼的充分易用性。 对于现在正在强调的小型紧凑型外骨骼,人体和机器运动的同步具有特殊的优先级。 由于紧凑的外骨骼不允许增加支撑表面等,因此没有时间与人一起移动的机械装置可能对使用产生不利影响。 例如,机械“腿”的不合时宜的运动可能导致一个人简单地失去平衡并跌倒。 这不是所有问题。 显然,一个人的脚比手臂的自由度更小,更不用说手和手指了。
最新的 故事 军事外骨骼开始于2000年。 然后美国机构DARPA启动了EHPA计划的开始(人体表现增强的外骨骼 - 外骨骼以提高人类生产力)。 EHPA计划是一个更大的陆地勇士项目的一部分,该项目涉及创造未来士兵的形象。 然而,在2007中,Land Warrior被取消,但其外骨骼部分仍在继续。 EHPA项目的目标是创造一个所谓的。 完整的外骨骼,其组成放大器用于人的手和脚。 与此同时,不需要任何武器或保留。 DARPA和五角大楼的负责人完全理解,外骨骼领域的现状根本不允许为他们提供额外的功能。 因此,EHPA计划的技术任务仅意味着在货物的外骨骼中长期携带重约100千克并增加其移动速度的可能性。
Sacros和伯克利大学(美国)以及日本的Cyberdyne Systems表达了他们参与新技术开发的愿望。 自该计划开始以来已经过去了12年,在此期间,参与者名单已经发生了一些变化。 迄今为止,Sacros成为Raytheon关注的一部分,一个名为Berkeley Bionics的大学系成为洛克希德马丁公司的一个部门。 无论如何,现在EHPA计划创建了三个外骨骼原型:Lockheed Martin HULC,Cyberdyne HAL和Raytheon XOS。
第一个这样的外骨骼 - HULC - 并不完全符合DARPA的要求。 事实上,25-kilogram设计仅包含背部支撑系统和机械“腿”。 HULC中的手部支持未实现。 同时,通过后支撑系统,手上的大部分负荷被转移到外骨骼的动力元件并最终“移动”到地面,从而增强了HULC操作员的物理能力。 由于采用了应用系统,士兵可携带高达90千克的货物,同时可以承受满足所有陆军标准的载荷。 HULC配备锂离子电池,其容量足以工作8小时。 在经济模式中,外骨骼中的人可以以每小时4-5公里的速度行走。 最大可能的HULC速度为17-18 km / h,然而,该系统的这种操作模式显着减少了单次电池充电的操作时间。 在未来,洛克希德马丁公司承诺为HULC配备燃料电池,其容量足以满足一天的工作需求。 此外,在未来的版本中,设计师承诺“自动化”手,这将极大地提高用户的外骨骼能力。
Raytheon公司目前提供两种类似的外骨骼,其索引为XOS-1和XOS-2。 它们的重量和尺寸参数不同,因此具有许多实际特征。 与HULC不同,XOS系列配备了手动卸载系统。 这两个外骨骼都可以提升与其自身重量相近的重量,大约一公斤的80-90。 值得注意的是,XOS的设计允许您在机械臂上安装各种操纵器。 应该注意的是,到目前为止XOS-1和XOS-2具有显着的功耗。 因此,它们还不是自主的并且需要外部电源。 因此,语音的最大移动速度和电池寿命尚未实现。 但是,根据雷神公司的说法,通过电缆对电力的需求不会成为在有适当电力来源的仓库或军事基地使用XOS的障碍。
第三个EHPA计划样本是Cyberdyne HAL。 到目前为止,实际版本是HAL-5。 这个外骨骼在某种程度上是前两个的混合物。 像HULC一样,它可以自动使用它 - 一小时2,5-3有足够的电池寿命。 通过XOS系列,Cyberdyne Systems的开发结合了设计的“丰满性”:它包括手臂和腿部的支撑系统。 但是,HAL-5的承载能力不超过几十公斤。 同样,这种发展的速度质量的情况。 事实上,日本设计师并不专注于军事用途,而是关注残疾人的康复。 显然,这些用户根本不需要高速或容量。 因此,如果目前状态下的HAL-5对军队感兴趣,则可以在其基础上制造一种新的外骨骼,用于军事用途。
在提交给EHPA竞赛的有前途的外骨骼的所有变种中,只有HULC与军方一起进行了测试。 其他项目的许多功能仍然不允许他们的现场试验开始。 9月,将向这些单位发送几套HULC,以便在实际条件下研究外骨骼的工作特征。 如果一切顺利,那么大批量生产将从2014-15开始。
同时,科学家和设计师将拥有更先进的概念和设计。 外骨骼领域最令人期待的创新是机器人手套。 现有的操纵器对于使用工具和用于手动使用的类似物体来说还不是很方便。 而且,这种手套的制造伴随着许多困难。 一般来说,它们与其他外骨骼聚合体相似,但在这种情况下,同步问题因大量机械元件,人手运动特征等而加剧。 外骨骼发展的下一个阶段是创建神经电子界面。 现在,机械装置的运动由传感器和跟踪驱动器控制。 对于工程师和科学家来说更方便的是使用带有电极的控制系统来消除人的神经冲动。 除此之外,这种系统将减少机制的反应时间,并因此提高整个外骨骼的效率。
至于实际应用,在过去的半个世纪里,对它的看法几乎没有改变。 有前途的系统的主要用户仍然被认为是军事用户。 他们可以使用外骨骼进行装卸,准备弹药,还可以在战斗情况下使用外骨骼来增强战斗机的能力。 应该指出的是,外骨骼的承载能力不仅对军方有用。 广泛的技术分布,使人们能够显着提高他们的身体能力,可以改变所有物流和货运的外观。 例如,在没有叉车的情况下装载货物半挂车的时间将减少几十个百分点,这将提高整个运输系统的效率。 最后,由神经冲动控制的外骨骼将帮助残疾的opornikami再次过上充实的生活。 此外,人们对神经电子界面寄予厚望:脊髓损伤等。 来自大脑的伤害信号可能无法到达身体的某个部位。 如果你将它们“拦截”到受损的神经区域并将它们送到外骨骼的控制系统,那么这个人将不再被限制在轮椅或床上。 因此,军事发展再次可以改善军队的生活。 只有现在,制定大计划,你应该记住洛克希德马丁HULC外骨骼的试运行,这只会在秋天开始。 根据其结果,可以判断整个行业的前景以及潜在用户对它的兴趣。
在网站的材料上:
http://darpa.mil/
http://davidszondy.com/
http://lockheedmartin.com/
http://raytheon.com/
http://cyberdyne.jp/
http://rosbalt.ru/
实际上,在上个世纪上半叶出现了创造任何可以由男人穿戴并显着改善他的身体素质的装置的想法。 然而,直到某个时间,它只是科幻作家的另一个概念。 实际应用系统的开发仅在五十年代末才开始。 在美国军方的支持下,通用电气公司启动了一个名为Hardiman的项目。 技术任务是大胆的:来自GE的外骨骼应该允许一个人在重达1.5万磅(大约680一公斤)的负荷下操作。 如果项目成功完成,Exoskeleton Hardiman将具有非凡的前景。 因此,军方计划使用新设备来促进空军炮兵的工作。 此外,“在线”是核科学家,建设者和其他行业群众的代表。 但即使在该计划启动十年后,通用电气的工程师也未能成功实施金属计划中的所有计划。 建造了几个原型,包括一个工作机械臂。 Hardymena巨大的爪子有一个液压驱动器,可以提升750磅货物(大约340 kg)。 在一个可行的“手套”的基础上,可以创建第二个。 但设计师还有另一个问题。 外骨骼的机械“腿”不想正常工作。 具有一个臂和两个腿支撑的原型Hardiman在750千克下称重,而最大计算承载能力小于其自身重量。 由于这种重量和外骨骼在提升负载时对中的特征,通常整个结构开始振动,这几次导致倾斜。 具有讽刺意味的是,该项目的作者称这种现象为“圣维特的机械舞蹈”。 无论通用电气的设计师如何进行战斗,他们都无法应对中心和振动。 在70-x项目的最初阶段,Hardiman关闭了。
在随后的几年里,朝着外骨骼方向的工作变得不活跃。 他们不时开始参与各种组织,但几乎总是没有遵循正确的结果。 与此同时,创造外骨骼的目的并不总是军事用途。 在70-ies,马萨诸塞理工大学的员工没有取得多大成功,开发了类似类别的设备,用于修复受肌肉骨骼系统损伤的残疾人。 不幸的是,各种服装单元同步的问题也是工程师的问题。 应该注意的是,外骨骼具有许多特征,这些特征并不容易创建。 因此,人类操作员的物理能力的显着改善需要适当的能量来源。 后者又增加了整个装置的尺寸和重量。 第二个障碍在于人与外骨骼的相互作用。 这种设备的操作原理如下:一个人用他的手或脚进行任何运动。 与肢体相关的特殊传感器接收该信号并将相应的命令传递给执行器 - 液压或电动机构。 与命令同时,相同的传感器确保操纵器的运动对应于操作者的运动。 除了运动幅度的同步之外,工程师还面临临时通信的问题。 事实是,任何机械师都有一些反应时间。 因此,应该最小化它以便于外骨骼的充分易用性。 对于现在正在强调的小型紧凑型外骨骼,人体和机器运动的同步具有特殊的优先级。 由于紧凑的外骨骼不允许增加支撑表面等,因此没有时间与人一起移动的机械装置可能对使用产生不利影响。 例如,机械“腿”的不合时宜的运动可能导致一个人简单地失去平衡并跌倒。 这不是所有问题。 显然,一个人的脚比手臂的自由度更小,更不用说手和手指了。
最新的 故事 军事外骨骼开始于2000年。 然后美国机构DARPA启动了EHPA计划的开始(人体表现增强的外骨骼 - 外骨骼以提高人类生产力)。 EHPA计划是一个更大的陆地勇士项目的一部分,该项目涉及创造未来士兵的形象。 然而,在2007中,Land Warrior被取消,但其外骨骼部分仍在继续。 EHPA项目的目标是创造一个所谓的。 完整的外骨骼,其组成放大器用于人的手和脚。 与此同时,不需要任何武器或保留。 DARPA和五角大楼的负责人完全理解,外骨骼领域的现状根本不允许为他们提供额外的功能。 因此,EHPA计划的技术任务仅意味着在货物的外骨骼中长期携带重约100千克并增加其移动速度的可能性。
Sacros和伯克利大学(美国)以及日本的Cyberdyne Systems表达了他们参与新技术开发的愿望。 自该计划开始以来已经过去了12年,在此期间,参与者名单已经发生了一些变化。 迄今为止,Sacros成为Raytheon关注的一部分,一个名为Berkeley Bionics的大学系成为洛克希德马丁公司的一个部门。 无论如何,现在EHPA计划创建了三个外骨骼原型:Lockheed Martin HULC,Cyberdyne HAL和Raytheon XOS。
第一个这样的外骨骼 - HULC - 并不完全符合DARPA的要求。 事实上,25-kilogram设计仅包含背部支撑系统和机械“腿”。 HULC中的手部支持未实现。 同时,通过后支撑系统,手上的大部分负荷被转移到外骨骼的动力元件并最终“移动”到地面,从而增强了HULC操作员的物理能力。 由于采用了应用系统,士兵可携带高达90千克的货物,同时可以承受满足所有陆军标准的载荷。 HULC配备锂离子电池,其容量足以工作8小时。 在经济模式中,外骨骼中的人可以以每小时4-5公里的速度行走。 最大可能的HULC速度为17-18 km / h,然而,该系统的这种操作模式显着减少了单次电池充电的操作时间。 在未来,洛克希德马丁公司承诺为HULC配备燃料电池,其容量足以满足一天的工作需求。 此外,在未来的版本中,设计师承诺“自动化”手,这将极大地提高用户的外骨骼能力。
Raytheon公司目前提供两种类似的外骨骼,其索引为XOS-1和XOS-2。 它们的重量和尺寸参数不同,因此具有许多实际特征。 与HULC不同,XOS系列配备了手动卸载系统。 这两个外骨骼都可以提升与其自身重量相近的重量,大约一公斤的80-90。 值得注意的是,XOS的设计允许您在机械臂上安装各种操纵器。 应该注意的是,到目前为止XOS-1和XOS-2具有显着的功耗。 因此,它们还不是自主的并且需要外部电源。 因此,语音的最大移动速度和电池寿命尚未实现。 但是,根据雷神公司的说法,通过电缆对电力的需求不会成为在有适当电力来源的仓库或军事基地使用XOS的障碍。
第三个EHPA计划样本是Cyberdyne HAL。 到目前为止,实际版本是HAL-5。 这个外骨骼在某种程度上是前两个的混合物。 像HULC一样,它可以自动使用它 - 一小时2,5-3有足够的电池寿命。 通过XOS系列,Cyberdyne Systems的开发结合了设计的“丰满性”:它包括手臂和腿部的支撑系统。 但是,HAL-5的承载能力不超过几十公斤。 同样,这种发展的速度质量的情况。 事实上,日本设计师并不专注于军事用途,而是关注残疾人的康复。 显然,这些用户根本不需要高速或容量。 因此,如果目前状态下的HAL-5对军队感兴趣,则可以在其基础上制造一种新的外骨骼,用于军事用途。
在提交给EHPA竞赛的有前途的外骨骼的所有变种中,只有HULC与军方一起进行了测试。 其他项目的许多功能仍然不允许他们的现场试验开始。 9月,将向这些单位发送几套HULC,以便在实际条件下研究外骨骼的工作特征。 如果一切顺利,那么大批量生产将从2014-15开始。
同时,科学家和设计师将拥有更先进的概念和设计。 外骨骼领域最令人期待的创新是机器人手套。 现有的操纵器对于使用工具和用于手动使用的类似物体来说还不是很方便。 而且,这种手套的制造伴随着许多困难。 一般来说,它们与其他外骨骼聚合体相似,但在这种情况下,同步问题因大量机械元件,人手运动特征等而加剧。 外骨骼发展的下一个阶段是创建神经电子界面。 现在,机械装置的运动由传感器和跟踪驱动器控制。 对于工程师和科学家来说更方便的是使用带有电极的控制系统来消除人的神经冲动。 除此之外,这种系统将减少机制的反应时间,并因此提高整个外骨骼的效率。
至于实际应用,在过去的半个世纪里,对它的看法几乎没有改变。 有前途的系统的主要用户仍然被认为是军事用户。 他们可以使用外骨骼进行装卸,准备弹药,还可以在战斗情况下使用外骨骼来增强战斗机的能力。 应该指出的是,外骨骼的承载能力不仅对军方有用。 广泛的技术分布,使人们能够显着提高他们的身体能力,可以改变所有物流和货运的外观。 例如,在没有叉车的情况下装载货物半挂车的时间将减少几十个百分点,这将提高整个运输系统的效率。 最后,由神经冲动控制的外骨骼将帮助残疾的opornikami再次过上充实的生活。 此外,人们对神经电子界面寄予厚望:脊髓损伤等。 来自大脑的伤害信号可能无法到达身体的某个部位。 如果你将它们“拦截”到受损的神经区域并将它们送到外骨骼的控制系统,那么这个人将不再被限制在轮椅或床上。 因此,军事发展再次可以改善军队的生活。 只有现在,制定大计划,你应该记住洛克希德马丁HULC外骨骼的试运行,这只会在秋天开始。 根据其结果,可以判断整个行业的前景以及潜在用户对它的兴趣。
在网站的材料上:
http://darpa.mil/
http://davidszondy.com/
http://lockheedmartin.com/
http://raytheon.com/
http://cyberdyne.jp/
http://rosbalt.ru/
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