Snabba momentgivare mäter motorerna
Tidigare använde Project MARCH positionsstyrda motorer. Ett balanserat exoskelett kräver dock ett följsamt system: detta innebär att motorerna måste kunna ge efter och/eller ge tillbaka tryck som svar på deras miljö. Därför ville Project MARCH för första gången använda vridmomentsensorer. Dessa sensorer måste kunna mäta motorernas totala räckvidd och, viktigast av allt, ha en hög uppdateringsfrekvens. Ju snabbare sensorerna är, desto snabbare är det möjligt att reagera på obalans. Sensorerna måste också passa in i de befintliga motorerna och lederna. Tillsammans med Althen utformades dessa sensorer, för både den linjära och den roterande motorn. Dessa motorer simulerar muskelrörelserna i människokroppen, vilket gör att de kallas leder.
Krav på sensorerna
Konstruktionsprocessen för sensorerna hade två stora hinder: sensorerna måste ha en hög uppdateringsfrekvens och passa in i befintlig hård- och mjukvaruarkitektur. En viss nivå av noggrannhet krävdes naturligtvis också, även om det var särskilt viktigt att mäta stora skillnader per motor. I slutändan hjälpte Althen till att tillverka sensorer som passade på en redan befintlig del av vårt exoskelett, inuti motorhuset. För de linjära lederna var det möjligt att placera en befintlig sensor på motorns spindel. Båda sensorerna kunde kopplas till resten av systemet med ett nytt inbäddat kommunikationsprotokoll.
Spindel för linjära leder och motorkraft
Althen levererade två typer av sensorer: lastceller och momentomvandlare. Lastcellerna installerades på spindeln i de linjära länkarna. Givarna är snabba att installera, plug and play så att säga. De andra givarna, momentomvandlarna, är installerade i den metalldel som överför kraften från motorn till benet. För att starta testerna måste dessa sensorer placeras inuti motorenheterna. Project March testar sedan sensorerna separat i en testuppställning: kommunikationsprotokoll, hastigheter och justering av sensorerna sker här. Motorerna styrs baserat på sensorerna, så kontrollslingan testas också här.
Den prediktiva algoritmen krävde en hel del sensordata, särskilt information om krafterna i olika leder. Med den frågan kom Project March till Althen
Testning av sensorerna
Den prediktiva programvaran som kan skissera olika framtidsscenarier genom sensorinformation; alla scenarier får en poäng för hur balanserade de är, och det mest balanserade scenariot (dvs. med högst poäng) körs. Project March befinner sig fortfarande i ett tidigt skede av att testa sensorerna efter att ha väntat på leverans, så för närvarande är inte alla resultat tillgängliga ännu. För närvarande har Project March kommunikation med sensorerna via det nyligen integrerade protokollet. Just nu kommer testerna i den ovan nämnda testuppställningen att starta.
Placering av sensorerna i exoskelettet
Sedan är det dags att placera sensorerna i exoskelettet. När en motor (inklusive sensorer) har testats fullt ut i testuppställningen kan den placeras i exoskelettet. Men innan användaren kan gå in i exoskelettet måste fler tester göras. Först får exoskelettet röra sig fritt i luften, en så kallad airgait. Under airgaiten rör sig exoskelettet (så småningom momentstyrt med nya sensorer) i ett gångmönster. Om detta går bra kan exoskelettet utföra en "groundgait". Här går exoskelettet återigen i det tidigare nämnda gångmönstret, men på marken. När allt detta är gjort kan användaren (eller piloten som vi kallar det) gå in i exoskelettet.
Exoskelettet reagerar
Genom att använda Althens vridmomentsensorer är det möjligt att bygga ett följsamt system som för första gången kan mäta yttre påverkan genom sensorer. Med andra ord, genom dessa sensorer kan exoskelettet reagera på input och obalans från omvärlden, vilket gör MARCH 8 till ett av de första självbalanserande exoskeletten i världen. Project March kommer att visa detta för världen i Exoskelet Reveal den 21 juli! Vill du veta mer om Project March, vridmomentsensorer eller lastceller? Berätta gärna för oss vad din mätutmaning är.