動力機器人外骨骼增加了製造的靈活性

 

自動化是一種功能強大的工具，可以透過批次執行重複性任務來提高製造方案的生產率，並可以處理具有預定大小，重量和幾何形狀的材料。這些自動化生產線經過精心設計和最佳化，以實現具有設定引數的物品的高吞吐量 ， 更多資訊盡在振工鏈 。

但是，對於傳統的自動化方法而言，尺寸和重量產品混合在一起的製造環境可能具有挑戰性。使固定過程適應於高混合物料搬運是一項挑戰，通常需要重新設計裝配過程，使工具和工人閒置，這是一項昂貴的提議。

此外，並非所有事物都可以自動化。在任何製造過程中，組裝過程中通常都不可避免地要進行人工材料處理，以及運輸/接收和安裝套件。

起重機，機械臂，卡車和其他提升輔助裝置通常用於支援這些手動過程，但在某些情況下存在侷限性。移動機器可能體積龐大且笨重，無法始終隨身攜帶。固定輔助裝置在工作單元之間移動非常耗時且昂貴。

但是，新出現的工具可以提供製造商填補這些空白所需的靈活性：動力全身外骨骼。這些外骨骼可以幫助工人輕鬆舉起數百磅的重量，輕鬆地在整個設施中進行機動，並支援各種任務。從某種意義上說，動力外骨骼是一種可穿戴的舉升輔助裝置，可在自動化的地方支援手動物料搬運，而固定輔助裝置根本無法使用。

電動全身骨骼的工作原理

全身電動骨骼的設計是在不增加壓力的情況下增強操作員的力量和耐力，例如 Sarcos Robotics 的 Guardian XO外部骨骼。

這些全身式機器人將其重量以及所運載物體的重量透過西服直接轉移到地面上，從而減少了對穿戴者的影響。為了提高操作安全性，Guardian XO機器人使使用者能夠感測到一小部分有效載荷的重量（用於情境感知），但是卻要低得多。例如，200磅重的感覺就像十磅。

動力外骨骼可實現多種運動，操作員可以行走，抬起，推/拉和彎曲。機器人的先進控制系統和一百多個嵌入式感測器，可快速測量操作員的動作並做出實物響應，使機器人感覺就像是使用者身體的延伸。工人簡單地完成工作，而機器人同時增強了力量並順暢地移動。而且由於動力外骨骼與他們的操作員一起運動，因此他們可以輕鬆地支援需要複雜運動的任務。

此外，對於許多手動組裝任務，兩個或更多工人必須在一個流程中進行協作-一個將元件固定在適當的位置，而另一個則負責安裝。像Guardian XO這樣的動力全身外骨骼，可使一個工人單獨完成相同的工作。透過擴音功能，操作員可以抬起部件並鎖定機器人的手臂以將物體固定在適當的位置。從那裡，它們可以從機械臂上鬆開以手動完成更靈巧的任務，例如固定鉚釘或其他緊韌體。

動力外骨骼到固定自動化無法實現的地方

從製造的角度來看，動力全身外骨骼最關鍵的優勢可能是其機動性和多功能性。這些功能使它們能夠按需執行，並使其成為強大的工具，可實現敏捷製造和工作連續性，從而最終提高生產率和安全性。

儘管自動化是任何高階生產線上的重要功能，但手動物料處理（例如接收物料和要運輸的成套元件）是司空見慣的。

在兩種情況下，工人都必須經常搬運笨重的物體。許多零件具有奇異的幾何形狀，使其難以操作，費時，有時甚至用手操縱也很危險。動力外骨骼可以幫助工人包裝和拆包材料，對材料進行排序，並在需要時將其移動到適當的組裝工位。

在最後階段，必須手動安裝大型，重型和笨重的成品元件，例如組成用於石油和天然氣鑽井的鑽頭的零件。這些元件可以具有多個零件，其中許多零件是重鋼且難以舉升。電動全身外骨骼可以簡化此繁瑣的過程，無論是在工廠內還是在現場，都必須拆開包裝並進行組裝。

動力外骨骼提供的額外力量意味著一個人可以舉起沉重的零件，否則可能需要兩個或更多的工人。儘量減少這些團隊協作，可以減少傷害，幫助保持社會距離並提高生產力。

提高生產力和安全性

在敏捷的製造環境中，工人必須搬運重量，大小和形狀不同的物品，機器人輔助可以加快生產速度。在全身動力的外骨骼的支援下，裝配線和物流工人都可以舉起較輕的物體，而不會產生疲勞，從而使它們可以更快，更長時間地工作，從而提高了生產率。這些機器人也可以動態部署，以幫助管理需求激增，從而無需修改固定的電梯輔助裝置，這是一個複雜而昂貴的過程。外骨骼也會對安全產生深遠影響。許多工作場所的傷害是由舉重造成的：長時間負重，舉重笨拙或使用不良形式。美國工人和公司每年花費超過1000億美元用於補救因工受傷的問題1。在使人無法工作的身體狀況中，下背部疼痛僅次於普通感冒。

在裝配過程中搬運重的高扭矩工具，推拉重物以及其他任務所引起的肩部受傷也很引起人們的關注，與每例相比，背部疾病的治療費用甚至更高。電動全身骨骼可以減少這些數量。因為它們在工人舉起和放置笨重的零件，推/拉推車以進行排序，解除安裝零件或操作高扭矩工具時提供重要的幫助，所以它們可以幫助防止受傷。同樣，對於必須長時間執行繁重工作的工人，動力外骨骼可減輕疲勞，這是可能增加受傷風險的眾多因素之一。根據OSHA的資料，僅疲勞一項就使製造商損失了1,350億美元2。

除了減少因受傷造成的損失時間外，動力外骨骼還可以緩解熟練工人的短缺。這些工具可以使老年工人的工作時間更長，從而保留他們的知識和經驗。此外，增強工人體力的能力有助於平整運動場併為更多人開啟工作機會。

靈活性提高生產力

電動全身外骨骼可以在各種情況下使用：手動包裝和拆箱，將重物運輸到適當的工作站，甚至處理難以自動化的任務。這種靈活性為製造帶來了更多的通用性，並且是支援敏捷製造的理想工具。

這種靈活性最終是電動全身外骨骼的最大優勢。它並非旨在執行任何一項特定的工作。相反，就像操作人員一樣，它可以執行許多不同的任務，從而減輕了人工搬運物料的負擔，並幫助製造商快速響應客戶的需求 ， 更多資訊盡在振工鏈。