A Mobilitás Megújítása: Project MARCH IX Exoskeleton

Az Eurocircuits és a Project MARCH IX

A Project MARCH a Delfti Műszaki Egyetem úgynevezett álomcsapata. Évről évre 28 elkötelezett hallgató egy évre felfüggeszti tanulmányait, hogy teljes mértékben egy külső csontváz (exoskeleton) tervezésére, fejlesztésére és megépítésére összpontosítson. Az külső csontváz egy robotikus, motoros ruházat, amely lehetővé teszi, hogy kerekesszékhez kötött gerincsérültek újra felálljanak és járjanak. Az idei exoskeletont a legfontosabb 29. csapattagunkkal, Daan van der Heyden pilótánkkal közösen tervezzük. Daan teljes gerincsérüléssel él, és ez az első éve a project MARCH csapatában.

CYBATHLON 2024

A Project MARCH célja, hogy az exoskeleton technológiai határainak feszegetésével javítsa a gerincsérültek életminőségét. Ennek érdekében évről évre egy új, innovatív külső csontvázat építünk. Az elmúlt évek során különösen a dinamikus járás fejlesztésére koncentráltunk, hogy exoskeletonunk jobban alkalmazkodjon a mindennapi élethez. Csontvázunk már képes kamerák segítségével tájékozódni, és a megfelelő helyekre lépve, javaslatokat adni a pilótának, így reagálva környezetére. Tavalyi, nyolcadik csapatunk különös figyelmet fordított az egyensúlyra, és olyan exoszkeletet épített, amely lehetővé tette a pilóta számára, hogy mankó nélkül járjon. Az idei csapat célja pedig az összes korábbi innováció egyesítése egy megbízható külső csontvázban, amellyel részt vehetünk a CYBATHLON 2024-en, a világ egyik legnagyobb bionikai versenyén.

Akkumulátor-cserélő rendszer

Az idei célunk a rendszer megbízhatóságának javítása, valamint a Cybathlonra való megfelelő felkészülés. Ennek érdekében tovább kellett fejlesztenünk az exoskeleton elektromos rendszerét, amelynek egyik legfőbb kihívását a megbízható működés biztosítása jelentette. Pilótánk jelentős terhelést helyez a rendszerre, hiszen minden évben rengeteg időt kell gyakorlással töltenie. Erre általában nem maradt kellő idő a gyakran felmerülő váratlan technikai problémákból kifolyólag, amelyek időigényes hibakeresést, javítást és cserét igényeltek. Ezek csökkentése érdekében elhatároztuk, hogy javítjuk a nyomtatott áramköri lapjaink megbízhatóságát.

Az elektromos részlegünk másik fő célja az volt, hogy biztosítsuk az elegendő akkumulátor-kapacitást a Cybathlon összes feladatának elvégzéséhez. Ennek érdekében a IX. MARCH csapat egy új akkumulátor-cserélő áramkört (Battery Switching Circuit – BSC) tervezett. Ez az egyedi PCB lehetővé teszi két áramforrás, esetünkben az akkumulátor és a tápegység közötti zökkenőmentes váltást. Így az összes szoftveres ellenőrzést a tápegységről végezhetjük, anélkül, hogy az exoskeletont ki kellene kapcsolnunk, vagy az akkumulátort feleslegesen terhelnénk. Ezzel biztosítjuk, hogy a Cybathlon versenyfeladatait teljesen feltöltött akkumulátorral kezdhetjük el.

MDrive

Az MDrive a Project MARCH IX által újonnan tervezett, gyártott és használt egyedi motorvezérlő. A motorvezérlő a motor teljesítményének szabályozásáért felelős eszköz. A MARCH VI előtt a Project MARCH az IMotion Cube-ot használta, azonban ezek könnyen tönkrementek, így megbízhatatlanok voltak. Ezt követően ODrive motorvezérlőket kezdtünk el használni, amelyeknek szintén megvannak a maguk előnyei és hátrányai. Egyik fontos hiányosságuk, hogy nem képesek közvetlen EtherCAT kommunikációra, ezért a MARCH VII és a MARCH VIII egy egyedi megoldást dolgozott ki, a DieBo-t. Idén azonban úgy döntöttünk, hogy egy új, saját motorvezérlőt tervezünk, amely ötvözi az ODrive és a DieBo előnyeit.

Bemutatás

Csapatunk év eleje óta hatalmas munkát fektetett a MARCH IX exoskeleton digitális tervének elkészítésébe. Emellett mostanra az összes szükséges alkatrész gyártását és külső csontvázunkba történő integrálását is befejeztük. Így végre teljes erőnkkel a pilótánkkal való gyakorlásra összpontosíthatunk. Az Eurocircutis támogatása kulcsfontosságú volt villamosmérnökeink számára, hiszen ők gyártották az új rendszerekhez szükséges nyomtatott áramköri lapokat. Projektünk bemutatására július 22-én került sor.